蘇教版化學(xué)選修5 專題2有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)1 有機(jī)物中碳原子的成鍵特點(diǎn)學(xué)案

1、高中化學(xué)有機(jī)物中碳原子的成鍵特點(diǎn)一、考點(diǎn)突破知識(shí)點(diǎn)考綱要求題型說明碳原子的結(jié)構(gòu)及成鍵特點(diǎn)碳原子的成鍵方式與分子的空間構(gòu)型碳原子的飽和性了解有機(jī)物中碳原子的成鍵特點(diǎn)，通過碳原子的四價(jià)原則，理解有機(jī)物中碳原子的三種成鍵方式、空間取向。選擇題填空題碳原子成鍵方式的多樣性導(dǎo)致有機(jī)物結(jié)構(gòu)的多樣性，也是導(dǎo)致有機(jī)物種類繁多、數(shù)量巨大的主要原因。二、重難點(diǎn)提示了解有機(jī)化合物中碳原子的三種成鍵方式及其空間取向考點(diǎn)一、碳原子的結(jié)構(gòu)及成鍵特點(diǎn)【規(guī)律總結(jié)】不管以何種方式成鍵，碳原子總是成4條共價(jià)鍵，氫原子只能形成1條，氧原子形成2條，氮原子形成3條；碳原子成鍵方式的多樣性導(dǎo)致有機(jī)物的結(jié)構(gòu)多樣性，也是導(dǎo)致有機(jī)物種類繁多

2、、數(shù)量巨大的主要原因?？键c(diǎn)二、碳原子的成鍵方式與分子的空間構(gòu)型碳原子的類型碳原子的成鍵方式空間構(gòu)型典型代表物飽和碳原子單鍵碳碳原子與其他4個(gè)原子形成正四面體型分子不飽和碳原子雙鍵碳形成該雙鍵的原子以及與之直接相連的原子處于同一平面上形成平面型分子三鍵碳CC形成碳碳三鍵的原子以及與之直接相連的原子處于同一直線上形成直線型分子苯環(huán)上的碳原子以及與之直接相連的原子處于同一直線上形成平面型分子【規(guī)律總結(jié)】空間構(gòu)型與碳原子軌道雜化方式的關(guān)系分子的空間構(gòu)型碳原子軌道雜化方式正四面體型sp3平面型sp2直線型sp考點(diǎn)三、碳原子的飽和性（1）飽和碳原子：僅以單鍵方式成鍵的碳原子。（2）不飽和碳原子：以雙鍵或三

3、鍵方式成鍵的碳原子?！倦S堂練習(xí)】如圖是某有機(jī)物的比例模型，有關(guān)該有機(jī)物的推斷不正確的是（）A. 分子中可能含有羥基B. 分子中可能含有羧基 C. 分子中可能含有氨基D. 該物質(zhì)的分子式可能為C3H6O3思路分析：觀察模型中有三種球（黑球3個(gè)、灰球3個(gè)、小白球6個(gè)），說明該有機(jī)物分子中有三種元素。再聯(lián)想有機(jī)化合物中C、H、O等常見元素原子形成共價(jià)鍵的價(jià)鍵特征，可分析出黑球應(yīng)該是碳原子、灰球是氧原子、小白球是氫原子。 題給模型所表示的有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH2COOH。答案：C例題1 已知某有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)為：有關(guān)該分子的下列說法正確的是（）A. 分子中甲基（CH3）上的氫原子有可能都與苯環(huán)共

4、平面B. CHF2基團(tuán)中兩個(gè)F原子不可能同時(shí)與雙鍵共平面C. 最多有18個(gè)原子共平面D. 分子中至多有6個(gè)碳原子共線思路分析：本題主要考查苯環(huán)、碳碳雙鍵、碳碳三鍵的空間結(jié)構(gòu)。按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，簡單表示其空間結(jié)構(gòu)如圖所示。由圖形可以看到，與三鍵碳原子直接相連的原子在同一條直線l上，與苯環(huán)直接相連的原子在平面N中，與雙鍵碳原子直接相連的原子在平面M中。直線l一定在平面N中，由于碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)，甲基上3個(gè)氫只可能有一個(gè)在這個(gè)平面內(nèi)，CHF2基團(tuán)中的兩個(gè)氟原子和一個(gè)氫原子，最多只有一個(gè)在雙鍵決定的平面M中，故A錯(cuò)，B正確；平面M和平面N一定共用兩個(gè)碳原子，可以通過旋轉(zhuǎn)碳碳單鍵，使兩平面重合，此時(shí)仍有CHF

5、2中的兩個(gè)氟原子和CH3中的兩個(gè)氫原子不在這個(gè)平面內(nèi)，故最多有20個(gè)原子在M、N重疊的平面上，C錯(cuò)；要使苯環(huán)外的碳原子共直線，必須使雙鍵部分鍵角為180°，但烯烴中鍵角為120°，所以苯環(huán)以外的碳不可能共直線，故至多有6個(gè)碳原子共線，D正確。答案：BD如圖是某種有機(jī)物分子的球棍模型圖。圖中的“棍”代表單鍵或雙鍵，不同大小的“球”代表三種不同的短周期元素的原子。對(duì)該有機(jī)物的敘述不正確的是（）A. 該有機(jī)物可能的分子式為C2HCl3B. 該有機(jī)物分子中一定有CC雙鍵C. 該有機(jī)物分子中的所有原子在同一平面上D. 該有機(jī)物可以由乙炔和氯化氫加成反應(yīng)得到思路分析：因?yàn)樵撐镔|(zhì)為有機(jī)物

6、，圖中兩個(gè)白球是碳原子，根據(jù)碳有4價(jià)，每個(gè)碳原子可以形成4個(gè)單鍵，現(xiàn)在每個(gè)碳原子結(jié)合兩個(gè)原子，所以碳碳之間形成的是CC雙鍵。氫原子半徑最小，小黑球可能是氫原子，三個(gè)大黑球可能是氯原子。選項(xiàng)A、B、C敘述正確，乙炔與氯化氫反應(yīng)生成氯乙烯，氯原子半徑大于氫原子半徑，圖中1個(gè)小黑球不可能代表氯原子，所以選項(xiàng)D敘述錯(cuò)誤。答案：D例題2 某共價(jià)化合物含碳、氫、氮三種元素，已知其分子內(nèi)的4個(gè)氮原子排列成內(nèi)空的四面體結(jié)構(gòu)，且每2個(gè)氮原子間都有1個(gè)碳原子，而無碳碳單鍵、碳碳雙鍵，則該共價(jià)化合物的化學(xué)式是（）A. C6H12N4 B. C4H8N4C. C6H10N4 D. C6H8N4思路分析：該題考查碳、氫、氮三元素的成鍵特點(diǎn)以及學(xué)生的空間想象能力。據(jù)題意可先將N的四面體圖形畫出來即，四個(gè)N在頂點(diǎn)，然后將C插在兩個(gè)N之間（四面體的棱上），共有6個(gè)碳原子，如圖：，這樣N已飽和，而C缺兩條鍵，用H補(bǔ)充即可。答案：A【方法提煉】1. 當(dāng)碳原子之間或碳原子與其他原子之間形成雙鍵時(shí)，形成雙鍵的原子以及與之直接相連的原子處于同一