最简单的有机化合物——甲烷(冯国宏)
一、1.有机物定义：含碳化合物叫做有机化合物，简称有机物。
(除CO、CO2、碳酸盐、碳化物、硫、等外)
它们虽然含碳，但性质和组成与无机物很相近，所以把它们看作为无机物。也就是说，有机物一定含碳元素，但含碳元素的物质不一定是有机物。而且有机物都是化合物，没有单质。CO(NH2)2（有机物）与NH4CNO(无机物)。
2.有机化合物与无机化合物的区别
化合物一般分为无机化合物和有机化合物两大类。有机化合物是含碳的化合物，但含碳的化合物不一定是有机化合物。
有机化合物和无机化合物在性质和反应上的区别如下表所示：
3.有机物的组成
C、H、O、N、S、P、卤素等元素。
构成有机物的元素只有少数几种，但有机物的种类确达三千多种why？？？
有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因：
①碳原子最外电子层上有4个电子，可形成4个共价键；
②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；
有机物和无机物在性质上及反应上的区别只是相对的、有条件的，不同有机物有其特殊的性质，如乙醇、乙酸、乙醛、丙酮能跟水以任意比互溶，四氯化碳(CCl4)、二氟二溴甲烷(CF2Br2)等有机物不但不能燃烧而且能灭火，乙酸及其金属盐在水溶液中能电离，三
(CCl3COOH)是强酸，有些化学反应如烷烃的热裂，(TNT)的爆炸都是瞬间完成的，等等。
4．有机物的分类（标准不一样，所得结果不同）
5．有机物的表示方法：（分子式、结构简式、结构式、电子式、球棍模型、比例模型等）
6．有机物的密度：
（1）小于水的密度，且与水（溶液）分层的有：各类烃、一氯代烃、氟代烃、酯（包括油脂）
（2）大于水的密度，且与水（溶液）分层的有：多氯代烃、溴代烃
（溴苯等）、碘代烃、硝基苯
[本节学习目标]
1．烃类物质的组成。
2．甲烷的分子组成和结构；甲烷在自然界的存在；甲烷的物理性质和化学性质；甲烷的实验室制法。
3．认识烷烃的性质 结构 命名
4．了解同分异构体现象
重点：甲烷的分子结构、化学性质和取代反应
难点：烷烃的分子通式、通过分异构体的书写
[知识要点梳理]
二、知识点一：烃的概念
要点诠释：有机物里有一大类物质是仅由碳和氢两种元素组成的，总称为烃，也称为碳氢化合物。
烃类物质里组成最简单的化合物是甲烷。
知识点二：甲烷的物理性质和在自然界里的存在
1、物理性质：
甲烷是无无味的气体，比空气轻（标准状况下密度为0.717g/L），极难溶于水。
2、存在：
沼气——池沼底部；坑气——煤矿坑道；天然气——地底深处
知识点三：甲烷分子的组成和结构
1．甲烷分子式的确定
方法（1）：先根据甲烷气体在标准状况下的密度计算出其相对分子质量为16,M=0.717g/L×22.4L/mol=16g/mol，再根据甲烷燃烧时只生成二氧化碳和水，知其分子中至少含有碳和氢两种元素，又因为其相对分子质量为16，则可确定碳原子数只能为1，氢原子数为4。
方法（2）：先根据一定质量的甲烷燃烧反应所得二氧化碳和水的质量，计算出甲烷中碳和氢的质量分数分别为75﹪和25﹪，进一步得出
碳、氢原子数之比为1∶4（即甲烷的最简式为CH4），再根据标准状况下的密度确定其分子量为16，（CH4）n=16, 得 n=1，即甲烷的分子式为CH4。
[特别需要指出的是：不通过密度求出甲烷的摩尔质量，而直接由碳、氢元素的质量分数求出的原子个数比得出的是最简式而不是分子式。在计算中要特别注意这一点。]
∴甲烷的分子式为：CH4，电子式为：
，结构式为：
（用短线来表示共用电子对）。
2．甲烷分子空间的构型
在甲烷分子里，1个碳原子和4个氢原子形成共价键，键长为
，
键角为
，键能为413kJ/mol。甲烷分子的空间构型为正四面体形结构，碳
原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。空间结构示意图：
知识点四： 甲烷的实验室制法
甲烷与反应
（1）实验药品：无水醋酸钠和碱石灰（NaOH与CaO的混合物）（2）反应条件：加热
（3）反应原理：
（4）反应装置：固+固
（与制O2、NH3装置相同），用大试管
（5）收集装置：排水集气法或向下排空气法。
（6）注意事项：
a）药品必须干燥，否则制不出CH4；
b)加热不宜过猛，否则将有副反应发生。
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