§3.1 最简单的有机化合物-----甲烷
一、甲烷的物性及存在
二、甲烷的分子组成和结构
1、甲烷的化学式(分子式)：CH4
2、电子式： 3、 结构式：


结构简式：CH4
知识拓展------共价键性质的参数
1、键长：成键的两个原子或离子的核间距离。
键长决定分子的稳定性，一般说来，键长越短，键越强，也越稳定。键长的大小与成键微粒的半径大小有关。如键长：H—Cl < H—Br < H—I，则稳定性：H—Cl > H—Br > H—I。
2、键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。
键能决定分子的稳定性，键能越大，键越牢，分子越稳定。
3、键角：分子中相邻的两个键之间的夹角。
键角决定分子的空间构型，凡键角为180°的为直线型，如：CO2；凡键角为109°28′的为正四面体，如：CH4。
拓展资料：甲烷分子结构的参数：
1、键角都是: 109028′
2、键长 ：1．09×10－10m
3、键能 : 413 kJ/mol
4、分子结构：对称的正四面体结构
三、甲烷的化性
［知识拓展］可燃冰 ——未来的新能源 可燃冰简介：学名“天然气水合物”，也称气体水合物，是由天然气与水分子在高压（>100大气压或>10MPa）和低温（0～10℃）条件下合成的一种固态结晶物质。因天然气中80%～90%的成分是甲烷，故也有人叫“甲烷水合物”。天然气水合物多呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，可以像酒精块一样被点燃，故也有人叫它“可燃冰”。从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”，由若干水分子组成一个笼子，每个笼子里“关”一个甲烷气体分子
H
C
H
H
H
Cl
Cl
+
H
C
H
H
Cl
Cl
Cl
H
C
H
H
Cl
+
取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。

取代反应是烷烃的特征反应，但反应物必须是纯卤素，条件也较特别。
四、烷烃的结构和性质
与甲烷结构相似的有机物还有很多，观察下列有机物的分子模型，找出它们分子结构的特点
四、烷烃的结构和性质
1、烷烃的定义：
碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，像这样的烃叫做“饱和烃 ”，也称为烷烃。
乙烷 丙烷 丁烷
CH3CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH3
规律：
(1) 随着分子里含碳原子数的增加，熔点、沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大
(2) 分子里碳原子数等于或小于4的烷烃在常温常压下都是气体，碳原子数在5到16的烷烃在常温常压下都是液体，碳原子数大于等于17的烷烃在常温常压下是固体。
(3) 烷烃的相对密度都小于水的密度
[思考]造成烷烃熔沸点随碳原子数增多而升高的原因是什么呢？
组成和结构相似，相对分子量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。
五、同系物
1、定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
［点击试题］下列各组内的物质不属于同系物的是( )
A、
B、
C、
D、
2、特点：
(1) 同系物属于同一类物质，且有相同的通式。
(2) 式量相差一定是14的倍数。
(3) 同系物的化学性质相似，物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化
六、同分异构现象和同分异构体
1、定义： 化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构式的现象，叫做同分异构现象。
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
例如C5H12有3种同分异构体
正戊烷
异戊烷
新戊烷
2、特点：
(1) 分子式相同，即化学组成和相对分子质量相同
(2) 可以是同类物质，也可以是不同类物质
(3) 同分异构现象是产生有机物种类繁多的重要原因之一
(4) 产生同分异构的原因：碳链异构、官能团异构、空间异构
3、同分异构体间的物理性质的变化规律：

碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低
练习：

下列各组物质属于同位素的是 ；属于同素异形体的是 ；
属于同系物的是 ；属于同分异构体的是 。

（1）O2和O3
（2）3517Cl和3717Cl
（3）CH3CH3和CH3CH2CH2CH3
（4）金刚石和石墨
（5）氕、氘、氚
（6）CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH3
和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
4、烃基：
烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，用“R—”表示。

5、烷烃同分异构体的书写
【例】C7H16同分异构体的书写步骤
1、将分子中全部碳原子连成直链做母链
2、从母链的一端取下一个C原子，依次连接在母链中心对称线一侧的各个C原子上，即得到多个带有甲基、主链比母链少一个碳原子的异构骨架：
3、再从母链上一端取下两个C原子，这两个C原子相连或分开，依次连在母链所余下的各个碳原子上，得到多个带乙基或带两个甲基、主链比母链少2个碳原子的异构体骨架。
4、再从母链上取下3个碳原子
成直链，一线串；取一碳，挂中间；向外排，不到端。
[思考]有机物种类繁多的原因?
1、碳原子最外层电子为4个，可形成4个共价键；
2、在有机化合物中，碳原子不仅可以与其他原子成键，而且碳碳原子之间也可以成键；
3、碳与碳原子之间结合方式多种多样，可形成单键、双键或叁键，可以形成链状化合物，也可形成环状化合物；
4、相同组成的分子，结构可能多种多样。
七、烷烃的命名
1、直链烷烃命名：某烷
某：指碳原子的个数当碳原子个数小于或等于10时用“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸”表示，大于10时用大写数字表示。
如：CH3CH3
CH3CH2CH3
C12H26
十二烷
乙烷
丙烷
（一）习惯命名法
2、有同分异构体的烷烃命名：
“正”某烷、 “异”某烷、 “新”某烷
无支链用“正”某烷表示
①选定分子中最长的碳链做主链，并按主链上碳原子的数目称为“某烷”。
CH3–CH–CH2–CH3
CH3
–
丁烷
4
3
2
1
甲基
2–
②把主链里离支链最近的一端作为起点，用
1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编号定
位以确定支链的位置。
③把支链的名称写在主链名称的前面，在支链名称的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的位置，并在数字与名称之间用一短线隔开。
1、命名步骤:
（二）系统命名法：
④如果有相同的支链，可以合并起来用二、三等数字表示，但表示相同支链位置的阿拉伯数字要用“，”隔开；如果几个支链不同，就把简单的写在前面，复杂的写在后面。
CH3
CH3–C–CH2–CH–CH2–CH3
CH3 CH2–CH3
–
–
–
己烷
– 4 – 乙基
2 , 2–二甲基
2
3
4
1
6
5
我能做:
1 2 3
2，2—二甲基丙烷
口诀：
　　　
选主链，称某烷；
编号码，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；
烷名写在最后面.

数字意义：
阿拉伯数字---------支链位置
大写数字---------相同支链的个数
判断改错 ：
CH3 　CH CH3
CH2
CH3
2 –乙基丙烷
2 –甲基丁烷
3 –甲基丁烷
3，5 –二甲基庚烷
2，4 –二乙基戊烷
（正确）
（正确）
３－甲基－５－乙基己烷
原因：未找对主链
３，５－二甲基庚烷
（正确）
注意：以上三种结构式，它们在形式上虽然不同，但都表示同一种物质的分子结构．
３，５－二甲基庚烷
3.系统命名原则：
长-----选最长碳链为主链。
多-----遇等长碳链时，支链最多为主链。
近-----离支链最近一端编号。
小-----支链编号之和最小。
简-----两取代基距离主链两端等距离时，从简单取代基开始编号。
②
①
③
④
⑤
练习：1、用系统命名法命名
CH2 CH2 CH CH2 CH2
CH3
CH3
CH3
CH2
CH3 C CH CH3
CH3
2，2，3–三甲基丁烷
4–乙基庚烷
CH3
CH3
CH2CH3 CH3
CH3 C CH2 C CH3
CH3 CH3
C2H5 C2H5
CHCH2 C CH2CH3
CH3 CH3
2，2，4，4-四甲基己烷
3，5-二甲基-3-乙基庚烷
2、写出下列各化合物的结构简式：
1、 3，3-二乙基戊烷

2、2，2，3-三甲基丁烷

3、2-甲基-4-乙基庚烷
CH2–CH3
CH3–CH2–C–CH2–CH3
CH2–CH3
3、判断下列物质命名是否正确。
（1） 3，3-二甲基丁烷

（2） 3，4，4 -三甲基戊烷

（3） 4 -甲基-3-乙基戊烷

（4） 2，2，4 –三甲基庚烷
２，４－二甲基－３－乙基戊烷
１
2
3
4
２,６,６－三甲基-5-乙基辛烷
5
6
7
8
CH3-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH3
CH2
CH3
CH3
３－甲基－５－乙基庚烷
CH3- CH - CH2 - CH2 – CH – CH - CH3
CH3
CH3
CH2
CH3
2，6-二甲基－３－乙基庚烷
2，6-二甲基－５－乙基庚烷
（错误）
（正确）