化学选修5知识点
总结
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化学选修5知识点总结
课标要求
1.了解常见有机物的结构，了解常见有机物中的官能团，能正确表示简单有机物的结构。
2.了解有机物存在异构现象，能判断简单有机化合物的同分异构体的结构简式(不包手性异构体)。
3.能根据有机化合物的命名规则命名简单的有机化合物。
4.能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式
5.了解确定有机化合物的化学方法和某些物理方法。
要点精讲
一、有机化合物的分类
1.按碳的骨架分类
2.按官能团分类
(1)官能团:决定化合物特殊性质的原子或原子团
又:链状烃和脂环烃统称为脂肪烃。
二、有机化合物的结构特点
1.有机化合物中碳原子的成键特点
(1)碳原子的结构特点
碳原子最外层有4个电子，能与其他原子形成4个共价键。
(2)碳原子间的结合方式
碳原子不仅可以与氢原子形成共价键，而且碳原子之间也能形成单键、双键或三键。多个碳原子可以形成
长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环也可以相互结合，所以有机物种类纷繁，数量庞大。
2.有机化合物的同分异构现象
(1)概念
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象叫同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。
(2)同分异构体的类别
?碳链异构:由于分子中烷基所取代的位置不同产生的同分异构现象，如正丁烷和异丁烷;
?位置异构:由于官能团在碳链上所处的位置不同产生的同分异构现象，如1-丁烯和2-丁烯;
?官能团异构:有机物分子式相同，但官能团不同产生的异构现象，如乙酸和甲酸甲酯;
?给信息的其他同分异构体:顺反异构，对映异构。
3.同分异构体的书写方法
(1)同分异构体的书写规律
?烷烃
烷烃只存在碳链异构，书写时应注意要全面而不重复，具体规则如下:成直链，一条线;摘一碳，挂中间，往边移，不到端;摘二
碳，成乙基;二甲基，同、邻、间。
?具有官能团的有机物
一般书写的顺序:碳链异构→位置异构→官能团异构。
?芳香族化合物
取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对3种。
(2)常见的几种烃基的异构体数目
?―C3H7:2种
?―C4H9:4种
(3)同分异构体数目的判断方法
?基元法
如丁基有四种，则丁醇、戊醛、戊酸等都有四种同分异构体。
?替代法
如二氯苯(C6H4Cl2)有三种同分异构体，四氯苯也有三种同分异构体(将H替代Cl);又如CH4的一氯代物只有一种，新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有一种。
?等效氢法
等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有:
a.同一碳原子上的氢等效;
b.同一碳原子上的甲基氢原子等效;
位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。
研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤:
(1)用重结晶、蒸馏、萃取等方法对有机物进行分离、提纯;
(2)对纯净的有机物进行元素分析，确定实验式;
(3)可用质谱法测定相对分子质量，确定分子式;
(4)可用红外光谱、核磁共振氢谱确定有机物中的官能团和各类氢原子的数目，确定结构式。
三、有机化合物的命名
1.烷烃的习惯命名法
2.有机物的系统命名法
(1)烷烃命名
?烷烃命名的基本步骤
选主链、称某烷;编号位，定支链;取代基，写在前;标位置，短线连;不同基，简到繁;相同基，合并算。
?原则
A.最长、最多定主链
a.选择最长碳链作为主链。
b.当有几个不同的碳链时，选择含支链最多的一个作为主链。
B.编号位要遵循;近;、;简;、;小;
a.以离支链较近的主链的一端为起点编号，即首先要考虑;近;。
b.有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，则从较简单的支链一端开始编号。即同;近;，考虑;简;。
若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，而中
间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得两种不同的编号系列，两系列中各位次和最小者即为正确的编号，即同;近;、同;简;，考虑;小;。
c.写名称
按主链的碳原子数称为相应的某烷，在其前写出支链的位号和名称。原则是:先简后繁，相同合并，位号指明。阿拉伯数字用;，;相隔，汉字与阿拉伯数字用;;连接。
(2)烯烃和炔烃的命名
?选主链:将含有双键或三键的最长碳链作为主链，作为;某烯;或;某炔;。
?编号位:从距离双键或三键最近的一端对主链碳原子编号。
?写名称:将支链作为取代基，写在;某烯;或;某炔;的前面，并用阿拉伯数字标明双键或三键的位置。
(3)苯的同系物命名
?苯作为母体，其他基团作为取代基
例如:苯分子中的氢原子被甲基取代后生成甲苯，被乙基取代后生成乙苯，如果两个氢原子被两个甲基取代后生成二甲苯，有三种同分异构体，可分别用邻、间、对表示。
?将某个甲基所在的碳原子的位置编为1号，选取最小位次给另一个甲基编号。
四、研究有机物的一般步骤和方法
1.研究有机物的基本步骤
2.元素分析与相对分子质量的测定
(1)元素分析
?定性分析
用化学方法鉴定有机物分子的元素组成
?定量分析
将一定量有机物燃烧后分解为简单无机物，并测定各产物的量从而推算出有机物分子中所含元素原子的最简单整数比。
?李比希氧化产物吸收法
用CuO将仅含C、H、O元素的有机物氧化后，产物H2O用无水CaCl2吸收，CO2用KOH浓溶液吸收，计算出分子中碳、氢原子在分子中的含量，其余的为氧原子的含量。
(2)相对分子质量的测定――质谱法
?原理
样品分子分子离子和碎片离子到达检测器的时间因质量不同而先后有别质谱图
?质荷比:分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值。最大的数据即为有机物的相对分子质量。
3.分子结构的鉴定
(1)结构鉴定的常用方法
?化学方法:利用特征反应鉴定出官能团，再制备它的衍生物进一步确认。
?物理方法:质谱、红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱等。
(2)红外光谱(IR)
当用红外线照射有机物分子时，不同官能团或化学键吸收频率不
同，在红外光谱图中处于不同的位置。
(3)核磁共振氢谱
?处在不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的位置不同;
?吸收峰的面积与氢原子数成正比。
4.有机化合物分子式的确定
(1)元素分析
?碳、氢元素质量分数的测定
最常用的是燃烧分析法。将样品置于氧气流中燃烧，燃烧后生成的水和二氧化碳分别用吸水剂和碱液吸收，称重后即可分别计算出样品中碳、氢元素的质量分数。
?氧元素质量分数的确定
(2)确定有机物分子式的规律
?最简式规律
最简式相同的有机物，无论多少种，以何种比例混合，混合物中元素质量比例相同。
要注意的是:
a.含有n个碳原子的饱和一元醛与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式。
b.含有n个碳原子的炔烃与含有3n个碳原子的苯及其同系物具有相同的最简式。
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