新教材2023-2024學(xué)年高中化學(xué)第1章有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)烴第2節(jié)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1課時(shí)碳原子的成鍵方式課件魯科版選擇性必修3

第1章第2節(jié)第1課時(shí)碳原子的成鍵方式基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)重難探究·能力素養(yǎng)全提升目錄索引

素養(yǎng)目標(biāo)1.了解碳原子的成鍵特點(diǎn)和成鍵方式的多樣性,認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物種類繁多的原因,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。2.了解單鍵、雙鍵和三鍵的特點(diǎn),知道碳原子的飽和程度對(duì)有機(jī)化合物的性質(zhì)有重要影響,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。3.理解極性鍵和非極性鍵的概念,知道共價(jià)鍵的極性對(duì)有機(jī)化合物性質(zhì)有重要影響,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)?；A(chǔ)落實(shí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)必備知識(shí)一、碳原子的成鍵方式1.碳原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及成鍵方式單鍵雙鍵三鍵環(huán)狀2.碳原子的成鍵方式與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系

鍵型名稱碳碳單鍵碳碳雙鍵碳碳三鍵表示符號(hào)

成鍵方式1個(gè)碳原子與周圍4個(gè)原子成鍵1個(gè)碳原子與周圍3個(gè)原子成鍵1個(gè)碳原子與周圍2個(gè)原子成鍵碳原子的飽和性

飽和不飽和不飽和鍵型名稱碳碳單鍵碳碳雙鍵碳碳三鍵空間結(jié)構(gòu)

形

形

形

碳原子與其他4個(gè)原子形成

結(jié)構(gòu)

形成雙鍵的碳原子以及與之相連的原子處于

上

形成三鍵的碳原子以及與之相連的原子處于

上

四面體平面直線四面體同一平面同一直線二、極性鍵與非極性鍵根據(jù)共用電子在形成共價(jià)鍵的原子間

,可將共價(jià)鍵分為極性鍵與非極性鍵。

1.非極性共價(jià)鍵(簡(jiǎn)稱非極性鍵)A—A、A=A、A=A型鍵,成鍵的兩個(gè)原子相同,吸引電子的能力

,共用電子不偏向任何一方,因此參與成鍵的兩個(gè)原子都不顯電性。

2.極性共價(jià)鍵(簡(jiǎn)稱極性鍵)A—B、A=B、A=B型鍵,成鍵的兩個(gè)原子不同,它們吸引電子的能力

,共用電子將偏向

的一方。共用電子偏向的成鍵原子帶部分負(fù)電荷,共用電子偏離的成鍵原子則帶部分正電荷。

是否偏移相同不同吸引電子能力較強(qiáng)【微思考1】根據(jù)甲烷和乙烯的結(jié)構(gòu)分析,CH2=CH—CH3分子中所有原子是否在同一平面內(nèi)?分子中在同一平面的原子最多有多少?分子中三個(gè)碳原子在同一直線上嗎?提示

CH2=CH—CH3分子中所有原子不在同一平面內(nèi);同一平面的原子最多有7個(gè);分子中三個(gè)碳原子不在同一直線上?！疚⑺伎?】在CHCl3、CH2=CH2、CH≡CH和

中,只含有飽和鍵的有機(jī)化合物有哪些?既含有極性鍵又含有非極性鍵的有機(jī)化合物有哪些?提示

只含有飽和鍵的有機(jī)化合物是CHCl3;既含有極性鍵又含有非極性鍵的有機(jī)化合物有CH2=CH2、CH≡CH和

。自我檢測(cè)1.判斷下列說(shuō)法是否正確,正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)烯烴分子中所有原子都在同一平面上。(

)(2)炔烴分子中所有原子都在同一直線上。(

)(3)烷烴分子中的碳鏈?zhǔn)且粭l直線。(

)(4)乙烷和乙烯分子中都既有極性鍵,又有非極性鍵。(

)×××√2.下列有機(jī)化合物分子中的所有原子一定處于同一平面上的是(

)A解析

甲基是四面體結(jié)構(gòu),所以B、D中所有原子一定不共面;由于單鍵可以旋轉(zhuǎn),所以C中所有原子不一定共面。重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究一有機(jī)化合物中碳原子的成鍵方式問(wèn)題探究已知甲烷分子中的兩個(gè)氫原子被兩個(gè)氯原子取代后的結(jié)構(gòu)只有一種,能否證明CH4的空間結(jié)構(gòu)是正四面體結(jié)構(gòu),而不是平面結(jié)構(gòu)?提示

CH2Cl2分子的空間結(jié)構(gòu)只有一種能證明甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu),因?yàn)槿绻鸆H4的空間結(jié)構(gòu)為平面形,CH2Cl2應(yīng)存在兩種結(jié)構(gòu):深化拓展碳原子的成鍵特點(diǎn)碳原子最外層有4個(gè)電子,在有機(jī)化合物分子中,碳原子總是形成4個(gè)共價(jià)鍵,每個(gè)碳原子不僅能與氫原子或其他原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,而且碳原子之以帶有支鏈,還可以結(jié)合成碳環(huán),碳鏈和碳環(huán)也可以相互結(jié)合。碳原子成鍵方式的多樣性,是有機(jī)化合物種類繁多的原因之一。應(yīng)用體驗(yàn)視角碳原子的成鍵方式1.下列說(shuō)法正確的是(

)A.有機(jī)化合物分子中每個(gè)碳原子最外層都有四對(duì)共用電子B.所有的有機(jī)化合物中每個(gè)碳原子都形成四個(gè)單鍵C.碳原子只能與碳原子之間形成碳碳雙鍵或碳碳三鍵D.由甲烷、乙烯、乙炔的結(jié)構(gòu)可推知,有機(jī)化合物分子中不能同時(shí)存在單鍵、雙鍵和三鍵A規(guī)律方法

在有機(jī)化合物分子中,每個(gè)碳原子都形成四個(gè)價(jià)鍵,這四個(gè)價(jià)鍵可以是四個(gè)單鍵,可以是一個(gè)雙鍵和兩個(gè)單鍵,也可以是一個(gè)三鍵和一個(gè)單鍵。一般不寫(xiě)兩個(gè)雙鍵連在同一個(gè)碳原子上的情況,因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,易發(fā)生分子內(nèi)的重排轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)。2.在有機(jī)化合物分子中,同一個(gè)碳原子與其他原子不能同時(shí)形成的化學(xué)鍵是(

)A.四個(gè)共價(jià)單鍵B.一個(gè)雙鍵和一個(gè)三鍵C.兩個(gè)單鍵和一個(gè)雙鍵D.一個(gè)單鍵和一個(gè)三鍵B3.下列關(guān)于有機(jī)物的敘述不正確的是(

)A.碳原子間能形成單鍵,也能形成雙鍵或三鍵,進(jìn)而形成碳鏈或碳環(huán)B.易溶于汽油、酒精、苯等有機(jī)溶劑中的物質(zhì)不一定是有機(jī)物C.碳原子性質(zhì)較活潑,除了碳原子之間可以成鍵外,與其他元素原子也可形成化學(xué)鍵D.有機(jī)物所發(fā)生的反應(yīng),一般比較復(fù)雜,速率緩慢,并且還常伴有副反應(yīng)發(fā)生C解析

碳原子能形成四個(gè)共價(jià)鍵,碳原子間能形成單鍵,也能形成雙鍵或三鍵,進(jìn)而形成碳鏈或碳環(huán),故A正確;易溶于汽油、酒精、苯等有機(jī)溶劑中的物質(zhì)不一定是有機(jī)物,如溴易溶于有機(jī)溶劑,故B正確;碳原子最外層4個(gè)電子,碳的非金屬性較弱,碳原子不活潑,故C錯(cuò)誤;有機(jī)物所發(fā)生的反應(yīng),一般比較復(fù)雜,不同條件下產(chǎn)物不同,速率緩慢,并且還常伴有副反應(yīng)發(fā)生,故D正確。探究二共價(jià)鍵的極性問(wèn)題探究1.通過(guò)對(duì)氫原子和氟原子的核外電子排布的了解,你知道F2和HF分子中形成的共價(jià)鍵有什么不同嗎?提示

F2分子中的共價(jià)鍵由于兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力相同,共用電子不偏移;HF分子中的共價(jià)鍵由于兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力不同,共用電子發(fā)生偏移。2.查閱有關(guān)元素的電負(fù)性數(shù)值,將C—H鍵、N—H鍵、O—H鍵和F—H鍵按鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序進(jìn)行排列。提示

F—H鍵>O—H鍵>N—H鍵>C—H鍵。

深化拓展極性鍵與非極性鍵的比較

共價(jià)鍵類型極性鍵非極性鍵定義不同元素原子間形成的共價(jià)鍵同種元素原子間形成的共價(jià)鍵特點(diǎn)共用電子偏向吸引電子能力較強(qiáng)的原子,該原子帶部分負(fù)電荷,吸引電子能力較弱的原子帶部分正電荷成鍵原子相同,吸引共用電子的能力相同,共用電子不偏向成鍵原子的任何一方,故成鍵兩原子均不顯電性說(shuō)明:(1)共價(jià)鍵的極性強(qiáng)弱與兩個(gè)成鍵原子所屬元素的電負(fù)性差值大小有關(guān),電負(fù)性差值越大,鍵的極性越強(qiáng)。(2)共價(jià)鍵是否具有極性及極性的強(qiáng)弱程度對(duì)有機(jī)化合物的性質(zhì)有著重要的影響。鍵的極性并不是一成不變的,受分子中鄰近基團(tuán)或外界環(huán)境的影響,鍵的極性及其強(qiáng)弱程度可能會(huì)發(fā)生變化。應(yīng)用體驗(yàn)視角1共價(jià)鍵的類型1.下列說(shuō)法不正確的是(

)A.只有成鍵兩原子為同種元素的原子,才有可能形成非極性鍵B.極性鍵中吸引共用電子能力強(qiáng)的原子帶部分正電荷C.鍵的極性除受成鍵原子吸引共用電子能力的強(qiáng)弱影響,還受鄰近原子團(tuán)的影響D.不同元素原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不同,核對(duì)外層電子吸引作用的強(qiáng)弱程度就不同B2.下列敘述正確的是(

)A.CO2分子內(nèi)存在著非極性鍵B.C2H4分子中一定存在雙鍵C.含有雙鍵的有機(jī)化合物分子中所有原子共平面D.烷烴分子中一定存在非極性鍵B3.下列分子中,既具有極性鍵又具有非極性鍵的分子是(

)A.CH2Cl2 B.HCHOC.H2O D.CH2=CH—CH3D解析

CH2=CH—CH3中存在碳碳雙鍵、碳碳單鍵及碳?xì)滏I,其中碳碳單鍵、碳碳雙鍵都是非極性鍵,碳?xì)滏I為極性鍵。視角2共價(jià)鍵的極性對(duì)有機(jī)反應(yīng)的影響4.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.并不是所有的烷烴中都是既有極性鍵,又有非極性鍵B.所有的烯烴中都是既有極性鍵,又有非極性鍵C.因?yàn)樘荚氐碾娯?fù)性為2.5,而氯元素的電負(fù)性為3.0,所以在CCl4中碳元素呈現(xiàn)+4價(jià)D.有機(jī)化學(xué)反應(yīng)只能發(fā)生在極性鍵上D5.下列說(shuō)法正確的是(

)A.烷烴中只可能存在碳碳單鍵和碳?xì)鋯捂IB.烯烴中的碳碳雙鍵是完全相同的兩個(gè)鍵C.烯烴和炔烴中所有的碳原子都是共面的D.烯烴和炔烴都能與氯氣發(fā)生加成反應(yīng)生成氯代烴和氯化氫A6.相同條件下金屬鈉和水反應(yīng)與金屬鈉和無(wú)水乙醇反應(yīng)相比,前者較為劇烈的原因是(

)A.水是無(wú)機(jī)物,乙醇是有機(jī)物B.水的相對(duì)分子質(zhì)量小,乙醇的相對(duì)分子質(zhì)量大C.乙醇分子中羥基與乙基相連,受乙基影響,乙醇分子中的羥基不如水分子中的羥基活潑D.水是電解質(zhì),乙醇是非電解質(zhì)C解析

水分子及乙醇分子中均含有羥基,水分子中羥基與H相連,乙醇分子中羥基與乙基相連,受乙基影響,乙醇分子中O—H鍵的極性比水分子中O—H鍵的極性弱,導(dǎo)致乙醇分子中的羥基不如水分子中的羥基活潑。探究三分子的空間結(jié)構(gòu)問(wèn)題探究觀察甲烷、乙烯、乙炔等有機(jī)化合物的球棍模型,思考問(wèn)題:碳原子的成鍵方式與分子的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系。提示

若一個(gè)碳原子與4個(gè)原子成鍵,則四個(gè)鍵的夾角總是接近109°28',所以烷烴分子中的碳鏈?zhǔn)钦劬€形碳鏈;若一個(gè)碳原子與3個(gè)原子成鍵,則三個(gè)鍵的夾角總是接近120°,所以烯烴分子中至少有6個(gè)原子共平面;若一個(gè)碳原子與2個(gè)原子成鍵,則兩個(gè)鍵的夾角總是180°,所以炔烴分子中至少有4個(gè)原子共直線。深化拓展幾種烴的典型代表物的空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的比較

有機(jī)化合物甲烷乙烯乙炔苯溴的CCl4溶液不反應(yīng)加成反應(yīng)加成反應(yīng)在鐵的作用下與液溴發(fā)生取代反應(yīng)酸性高錳酸鉀溶液不反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)不反應(yīng)主要反應(yīng)類型取代反應(yīng)加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)加成反應(yīng)、取代反應(yīng)特別提醒

(1)分子式、實(shí)驗(yàn)式、電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式都不能反映分子的空間結(jié)構(gòu)。(2)由實(shí)驗(yàn)式(最簡(jiǎn)式)擴(kuò)大整數(shù)倍,可以求分子式。(3)等質(zhì)量的具有相同實(shí)驗(yàn)式(最簡(jiǎn)式)的有機(jī)化合物完全燃燒時(shí),消耗O2的質(zhì)量相等,生成的CO2的質(zhì)量相等,生成的H2O的質(zhì)量也相等。(4)乙烯分子中含有碳碳雙鍵,碳碳雙鍵中兩個(gè)鍵的性質(zhì)不同,其中一個(gè)鍵較另一個(gè)鍵容易斷裂,易發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。(5)乙炔分子中含有碳碳三鍵,碳碳三鍵中三個(gè)鍵的性質(zhì)不完全相同,其中有兩個(gè)鍵較另一個(gè)鍵容易斷裂,與乙烯類似,易發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。(6)苯和含有苯環(huán)的有機(jī)化合物中,雖然其結(jié)構(gòu)中含有不飽和碳原子,卻與烯烴、炔烴的性質(zhì)大不相同。這是苯環(huán)上碳原子成鍵方式的特殊性造成的。應(yīng)用體驗(yàn)視角碳原子的成鍵方式與分子的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系1.從成鍵情況看,下列結(jié)構(gòu)式不合理的是(

)D解析

A項(xiàng)分子中每個(gè)氫原子形成1個(gè)共價(jià)鍵,氮原子形成3個(gè)共價(jià)鍵,碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,成鍵合理,故A正確;B項(xiàng)分子中碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,氫原子形成1個(gè)共價(jià)鍵,氧原子形成2個(gè)共價(jià)鍵,成鍵情況合理,故B正確;C項(xiàng)分子中碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,氧原子形成2個(gè)共價(jià)鍵,氫原子形成1個(gè)共價(jià)鍵,成鍵情況合理,故C正確;D項(xiàng)分子中C、Si原子理應(yīng)各形成4個(gè)共價(jià)鍵,卻只形成3個(gè)共價(jià)鍵,說(shuō)明成鍵情況不合理,故D錯(cuò)誤。2.[2023山東曹縣一中同步練習(xí)]下列有關(guān)

分子結(jié)構(gòu)的敘述中,正確的是(

)A.