甲烷、烷烃的结构及同系物

省 略 程
结省构略简“式C-<H2”>和“C-C”CH3 CH（CH 3）CH2 CH2 CH3
度 越 来
越
结构简式<3>
大
键线式(只显示碳碳键)：
5、烷烃的通式
CnH2n+2（n≥1)
6、烷烃的物理性质
名称
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 十七 烷
结构简式
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3
4、 热 裂
CnH2n+2 强热 nC + (n+1)H2
三、同系物
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。
烷烃同 系物判 断依据
①碳碳单键相连 ①都是烷烃
②碳原子剩余的价电子 全部与H原子相连
②相差n个“CH2”
CnH2n+2
烷烃的同系物
CH3-CH3
乙烷
CH3-CH2-CH3
丙烷
CH3-CH2-CH2-CH3
丁烷
CH3—CH—CH2—CH2—CH3 CH3
2-甲基戊烷
结构相似：单键、链状、饱和 特点：
分子组成： 符合通式CnH2n+2 且C原子数不同
在同一系列中，所有的同系物都具有：
物理性质相同吗？ 化学性质相同吗？ 最简式相同吗？ 相对分子质量相同吗？
递变 相似 不一定 相差14
H C C H H C C C HH C C C C H
HH
乙烷
HHH
丙烷
HHHH
丁烷
这些烃在结构上有什么特点呢？
碳碳单键 锯齿形链状结构 每个碳原子都形成四个单键达饱和 （即结合四个原子）
1、定义：烃分子中的碳原子之间都以单键 结合成链状，剩余价键全部跟氢原子结合而 达到“饱和”。这样的烃叫做“饱和链烃”， 也叫烷烃。
立体结构：
正四面体型，C原子位于中心，四个H 原子位于正四面体的四个顶点。由于4 个C－H键强度相同，因此四个键长度 也相同（键角是109028/）。
结构示意图
键长:两个成键原子A和B的平均核间距离。 键角：指在分子中，一个原子与其他两个原子形成的两个
化学键之间的夹角叫做键角。
甲烷的分子模型
紫球表示碳原子，蓝球表 示氢原子，短棍表示价键
单键：“C–C” 2、结构特点: 链状(可能有支链）
价键饱和
3、 有机物组成的表达式
分子式：反映一个分子中原子的种类和数目。
电子式：用小黑点或“” 表示原子最外层电子成键情况的式子。
结构式：用短线表示共用电子对的式子， “—”表示共用电子对。
结构简式：省略碳氢键，相同碳原子上的氢合并。 也可省略碳碳单键，支链用括号
0.7780 不溶
相同点 不溶于水，易溶于有机溶剂, 密度均小于水
物理 性质
含C1-4为气体
不同点
5-16为液体
17以上为固体 随C增多：状态:气→液→固
密度小→大
熔沸点低→高
➢ 随着C 的增多，分子间作用力增大，熔、沸点升高； 当n值相同时，支链越多，熔、沸点越低。
7、烷烃的化学性质
与甲烷相似
用紫球和蓝球的体积比来大 体上表示碳原子和氢原子的 体积比
2.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是
正方形的平面结构，理由是（ B）
A. CH3Cl只存在一种结构
B. CH2Cl2只存在一种结构 C. CHCl3只存在一种结构
D. CCl4中四个价键的键角和键长都相等
二、烷烃
HH
HHH
HHHH
括起来，相邻的相同原子团也可以合并。
最简式（实验式）：表示物质组成的各元素原子最简整数 比的式子。
结构式：
例：
H H HHH
| | | ||
H— C — C — C—C— C—H
| | | ||
H H—C—H H H H
|
H
结构简式<1> 省略“C-H”
CH3—CH—CH2—CH2—CH3 CH3
1、稳定，不跟酸、碱反应，不能使酸性KMnO4溶液 或溴水褪色。
2、氧化反应：
3n+1
Hale Waihona Puke Baidu
点燃
CnH2n+2 +
2 O2
nCO2 + (n+1)H2O
CxHy +
点燃
(x+y/4)O2
xCO2 + (y/2)H2O
3、 取代反应： （烷烃的特征反应） 在光照条件下进行，产物更复杂。
CnH2n+2 + Cl2 光照 CnH2n+1Cl + HCl 一氯取代
第二节 甲烷及烷烃的结构
一、甲烷的结构
分子式：CH4
H
结构式：H C H
H
H
电子式： H C H
H
问题：甲烷分子中碳原子和四个氢原子，是否像上 述结构式所表示的那样都在同一个平面上？
思考：
1、如果我们用两个Cl原子替代甲烷分子其中 的两个氢原子，有几种可能？
经精确测定，用两个Cl原子替代甲烷分子其 中的两个氢原子，只有一种空间结构。
CH3(CH2)15CH3
常温 状态
熔点/℃
气 -182
气 -183.3
气 -189.7
气 -138.4
液 -130
沸点/ ℃ -164 -88.6 -42.1 -0.5 36.1
固 22 301.8
相对 密度 0.466 0.572 0.585 0.5788 0.6262
水溶 性
不溶 不溶 不溶 不溶 不溶