有机化合物的基本性质,有机各大类化合物的基本性质

（5）相同碳原子数的有机物碳骨架的结构特点

有机物分子中可以含一个或几个碳原子，也可以含几百、几千或上万个碳原子。含有相同碳原子数的有机物，也可以因为碳原子间的成键方式不同或碳骨架不同而形成多种结构，相对应地形成多种不同的有机物。如4个碳原子可以形成以下一些基本碳骨架：

若考虑碳原子间通过双键或三键结合，将会得到更多的碳原子结合方式：

核心知识点二：

二、烷烃

1. 烷烃及烷烃的结构

（1）甲烷的组成及结构特点

在甲烷分子中，1个碳原子与4个氢原子形成4个C—H键，四个C—H键的长度和强度相同，夹角相等，其分子在空间呈四面体形结构。

空间结构：

【拓展】①若CH4分子中的4个氢原子全部被其他相同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为正四面体结构。

②若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2等。

③CH2Cl2只有一种结构可证明CH4、CH2Cl2等不是平面结构而是四面体结构。

④由CH4的空间结构可推知CH3CH2CH3等有机物中的碳原子并不在一条直线上。

（2）烃及烷烃

只含有碳、氢两种元素的有机化合物称为烃。

若烃分子中碳原子之间都以单键结合成链状，剩余价键均与氢原子结合，从而使每一个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。

甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等的分子结构均符合烷烃的概念，所以这四种有机物均属于烷烃。

（3）烷烃的结构

①烷烃的结构特点

a. 单键——碳原子之间以碳碳单键结合

b. 饱和——碳原子剩余的价键全部与氢原子结合，每个碳原子均形成4个共价键

c. 链状——碳原子结合可以形成的碳链可以是直链，也可以含有支链

②烷烃的通式

由甲烷（CH4）、乙烷（CH3CH3）、丙烷（CH3CH2CH3）的分子式或结构简式可知，碳原子数相邻的烷烃分子组成上相差一个CH2原子团，所以如果烷烃中的碳原子数为n，则其氢原子数应该为2n 2，其分子式可表示为CnH2n 2，该分子式也被称为烷烃的通式。

③结构简式

为书写方便，我们通常把结构式中的C-H键进行省略表示有机物的结构，这样的式子称为结构简式。结构简式只要把碳氢单键省略掉即可，碳碳单键、碳氯单键、碳和羟基氧形成的单键等大多数单键可以省略也可不省略。如正戊烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3，异戊烷的结构简式为CH3CH2CH（CH3）CH3，新戊烷的结构简式C（CH3）3。

2. 烷烃的性质

（1）物理性质

烷烃分子在常温下的状态与碳原子数的关系

【注意】①分子中含5个碳原子的新戊烷在常温下为气态。

②烷烃的同温异构体中，支链越多，熔、沸点越低，如戊烷同分异构体的熔沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。

（2）化学性质（与CH4相似，以甲烷为例说明）

①稳定性

在通常状况下，烷烃（甲烷）性质比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂都不反应。

不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色。

②热分解

烷烃在较高温度下会发生分解。如甲烷能分解为单质碳和氢气，C16H34能分解为C8H18和C8H16，C4H10能分解为C2H6和C2H4等。

这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中（如利用甲烷分解反应生成炭黑），从烷烃可得到一系列重要的化工原料

③可燃性

烷烃可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。这是烷烃被用作燃料时发生的主要反应。

甲烷在空气中燃烧的化学方程式为CH4＋2O2

CO2＋2H2O；

现象为安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。

【注意】相同物质的量的烷烃燃烧时，随着碳原子数的增加，耗氧量增加，若氧气不足，则燃烧不充分，易产生黑烟、CO等物质，导致燃料利用率降低。

④取代反应（以甲烷与氯气反应为例）

a. 实验探究