有机化学专题

有机化学专题一

基本概念

【知识要点】

1．掌握有机物的结构特点及其结构与性质的关系；了解有机物与无机物的特点。

2．了解有机物化合物数目众多和同分异构现象普遍存在的本质原因。理解同分异构、同系物等概念，能够辨认同分异构体、同系物，能够书写、补写同分异构体及同分异构体种类。

3．掌握基本有机分子的空间构型，并能由此发散，应用到分析其它有机分子的空间构型。

【知识要点讲解】

一、同系物、同分异构体

1．同系物

搞清同系物、同分异构体的概念；把握两者的判断标准；认识并掌握同系物、同分异构体的特点和一般规律。

(1)同系物必须结构相似，即组成元素相同，官能团种类、个数与连接方式相同，分子组成通式相同。

(2)同系物相对分子质量相差14或14的整数倍。

(3)同系物有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律。

例1．下列各组物质，其中属于同系物的是：

(1)乙烯和苯乙烯(2)丙烯酸和油酸(3)乙醇和丙二醇(4)丁二烯与异戊二烯(5)蔗糖与麦芽糖

A．(1)(2)(3)(4)B．(2)(4)

C．(1)(2)(4)(5)D．(1)(2)(4)

解析：

同系物是指结构相似，即组成元素相同，官能团种类、个数相同，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，即分子组成通式相同的物质。乙烯和苯乙烯，后者含有苯环而前者没有；丙烯酸和油酸含有的官能团都是双键和羧基，而且数目相同所以是同系物；乙醇和丙二醇官能团的数目不同；丁二烯与异戊二烯都是共轭二烯烃，是同系物；蔗糖和麦芽糖是同分异构体而不是同系物。正确选项为B。

2．同分异构体

(1)同分异构体的概念：

凡分子式相同，但分子结构不同，因而性质也不同的几种化合物互称同分异构体。同分异构体可以属于同一类物质，也可以属于不同类物质。可以是有机物，也可以是无机物。

中学阶段涉及的同分异构体常见的有三类：

(1)碳链异构(2)位置(官能团位置)异构(3)异类异构(又称官能团异构)

例2．下列各组物质中，两者互为同分异构体的是：

①CuSO4·3H2O和CuSO4·5H2O②NH4CNO和CO(NH2)2

③C2H5NO2和NH2CH2COOH④[Pu(H2O)4]Cl3和[Pu(H2O)2Cl2]·2H2O·Cl

A．①②③B．②③④C．②③D．③④

解析：

同分异构体是分子式相同，但结构不同。CuSO4·3H2O和CuSO4·5H2O组成就不同，肯定不能称为同分异构体；NH4CNO和CO(NH2)2分子式相同，但前者是盐，而后者是尿素，是有机物，结构肯定不同，互为同分异构体；C2H5NO2和NH2CH2COOH，一个是硝基化合物，一个是氨基酸，分子式又相同，互为异类异构；[Pu(H2O)4]Cl3和

[Pu(H2O)2Cl2]·2H2O·Cl后者中有两分子的水为结晶水而前者没有，所以结构不同，互为同分异构体。正确选项为B。

例3．如果定义有机物的同系列是一系列结构简式符合：

(其中n=0、1、2、3……)的化合物。式中A、B是任意一种基团(或氢原子)，w为2价的有机基团，又称为该同系列的系差。同系列化合物的性质往往呈现规律性变化。下列四组化合物中，不可称为同系列的是：A．CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3

B．CH3CH＝CHCHO CH3CH＝CHCH＝CHCHO CH3(CH=CH)3CHO

C．CH3CH2CH3CH3CHClCH2CH3CH3CHClCH2CHClCH3

D．ClCH2CHClCCl3ClCH2CHClCH2CHClCCl3ClCH2CHClCH2CHClCH2CHClCCl3

解析：

此题是95年全国高考题，也是一个信息题，信息中给出了一个新的概念同系列。在课堂上我们学习过同系物这一概念。这就形成了两个非常相近的概念，需要我们在理解新信息的基础上，进行对比、辨析，然后运用解题。同系物是指结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。而同系列是指结构相似，在结构上相差一个或若干个重复结构单元的物质。据此可迅速作出判断，正确选项为C。

(嗨！你找出了A、B、D的系差即W并写出A、B、D的通式了吗？)

(2)类别异构的常见情况

烯烃——环烷烃炔烃——二烯烃

苯及苯的同系物——多烯饱和一元醇和醚

酚类——芳香醇——芳香醚醛——酮——烯醇——环氧烷烃

羧酸——酯——羟基醛硝基化合物——氨基酸

葡萄糖——果糖蔗糖——麦芽糖

请大家写出他们的分子组成通式或分子式并注意碳原子的取值范围。各类有机物分子组成通式的推算和书写，这也是大家必须要掌握的内容之一，而且这也是理科综合的重要内容。要注意总结并寻找规律。

我们知道，当烃分子中的碳原子个数为n时，其中氢原子个数的最大数值为2n+2，这是氢原子个数的上限值。以链状烷烃分子结构和分子组成通式C n H2n+2为基础进行分析和比较：在结构中，若增加一个C＝C或C＝O双键，就少2H；在结构中若出现一个C≡C就少4H；在结构中若出现一个环状结构也少2H；所以，烯烃和环烷烃的分子组成通式都为C n H2n；炔烃和二烯烃的分子组成通式都为C n H2n-2；苯和苯的同系物，结构中有苯环结构，苯环可以看成是具有3个C＝C双键和一个环状结构，氢原子个数应在烷烃的基础上减去4×2＝8个，故苯和苯的同系物的分子组成通式为：C n H2n+2-4×2即C n H2n-6 (n≥6)。这种书写分子组成通式的方法叫做“烷烃衍生法”。其他各类烃及烃的衍生物的分子组成通式，也可以用同样的方法进行书写。

但是，对于像：

这样一组有机化合物的分子组成通式，用上面的“烷烃衍生法”书写就比较困难了。观察这组物质很像数学上的等差数列，化学上把这样一组结构相似，在结构上相差一个或若干个重复结构单元的物质称为同系列。所以，这组物质的分子组成通式就可以利用等差数列的通项公式：a n=a1+(n-1)d写出。对比可以看出系差d为C4H2，因此上面这组物质的分子组成通式为：C6H6+(n-1)C4H2即C4n+2H2n+4。我们把这种书写同系物的分子组成通式的方法叫做“数列公式法”。

注意：

1．“烷烃衍生法”适用于书写可称为同系物的一系列物质的分子组成通式；而“数列公式法”适用于书写不可称为同系物但可称为同系列的一系列物质的分子组成通式。

2．这两种不同方法书写出来的分子组成通式中n的化学意义是不同的。要注意体会和把握。

——你注意到了吗？？？

例4．下面的几种物质都属于萘的同系物。

萘和萘的同系物的分子组成通式为：

A．C n H2n-6 (n≥11) B．C n H2n-8 (n>10)

C．C n H2n-10 (n≥10)D．C n H2n-12(n≥10)

解析：

本题明确提出要求确定“萘和萘的同系物的分子组成通式”。因此应用“烷烃衍生法”书写。根据它们分子中含有萘环结构，碳原子个数为n时，氢原子个数应在2n+2的基础上减少14，得到萘和萘的同系物的分子组成通式为C n H2n+2-14。即C n H2n-12，其中n值不得小于10。故正确答案为选项D。

思考：

若用通式表示下面这一系列化合物，则其通式可表示为什么形式？

提示：

可视为同系列，用“数列公式法”书写，系差为C6H2，通式为C6n+4H2n+6。

(3)同分异构体的书写

Ⅰ．把握结构对称性：采用“对称轴”法

对于碳链异构和官能团的位置异构，都重在把握结构的对称性，采用“对称轴”法确定。有了对称轴之后，只需考