【Syx】碳原子的成鍵特點 烷烴的結(jié)構(gòu) 2023-2024學年高一化學 人教版2019必修第二冊

第七章

有機化合物

第一節(jié)

認識有機化合物

課時1

碳原子的成鍵特點

烷烴的結(jié)構(gòu)

貳知識導航本節(jié)重點本節(jié)難點碳原子的成鍵特點壹烷烴的結(jié)構(gòu)貳課堂導入碳在地殼中的含量很低，但是含有碳元素的有機化合物卻分布很廣。有機化合物不僅構(gòu)成了生機勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和藥物的主要來源。維生素C木糖醇食

品課堂導入青霉素藥

物聚氯乙烯塑料材

料

課堂導入煤礦坑道氣（瓦斯）沼氣（甲烷的俗稱）天然氣、油田氣可燃冰CH4燃

料

目前發(fā)現(xiàn)和合成的物質(zhì)，絕大多數(shù)是有機物，超過了1億種！探究課堂都含有C元素通過觀察，你能否發(fā)現(xiàn)上述有機物在組成上有什么相同之處？有機化合物探究課堂有機化合物絕大多數(shù)含碳的化合物，但不是所有含碳的化合物都是有機物。盡管含有碳，但它們的組成和結(jié)構(gòu)更象無機物，所以將它們看作無機物碳的氧化物(CO、CO2)碳酸及其鹽(H2CO3、Na2CO3)氫氰酸及其鹽(HCN、NaCN)硫氰酸及其鹽(HSCN、KSCN)

某些碳化物SiC、CaC2氰酸鹽(HCNO、NH4CNO)等有機化學：研究有機物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法與應用的科學探究課堂有機化合物組成元素：主要元素其他元素碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等探究課堂1、請書寫碳原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖、碳原子的電子式和結(jié)構(gòu)式。2、思考碳原子具有怎樣的結(jié)構(gòu)和成鍵特點？24+6l–C–l.·C·˙碳原子最外層有4個電子，不易得到或失去電子，而易通過共價鍵與碳原子或其它非金屬原子相結(jié)合。人類目前發(fā)現(xiàn)和合成的物質(zhì)已經(jīng)超過1億種，其中絕大多數(shù)都是有機物，為什么有機物的種類會如此繁多？探究課堂CCHHHHHHCCHHHHHHCC先關(guān)注碳原子，搭建碳骨架，再按照“碳四價”原則，補充連接其他原子單鍵雙鍵三鍵【探究活動】用2個碳原子，氫原子數(shù)目任選，拼出你認為合理的有機物，并說明理由探究碳原子成鍵數(shù)目探究課堂探究碳原子成鍵數(shù)目碳的骨架有哪些連接方式？1、用3個碳原子、拼插你認為合理的有機物的碳骨架CCCCCCCCCCCCCCC2、用4個碳原子，以碳碳單鍵相連，拼插你認為合理的有機物的鏈狀骨架CCCCCCCCCCCCCCCC直鏈

環(huán)狀支鏈探究課堂探究碳原子成鍵數(shù)目請結(jié)合下圖顯示的4個碳原子相互結(jié)合的幾種方式，分析以碳為骨架的有機物種類繁多的原因。①碳原子最外層有4個電子，易形成4個共價鍵；②碳原子間可形成單鍵、雙鍵、三鍵；③碳原子間可形成碳鏈或碳環(huán)；探究課堂【例1】下圖是表示4個碳原子相互結(jié)合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化學鍵，假如碳原子上其余的化學鍵都是與氫原子結(jié)合。(1)碳原子間所成的化學鍵全是碳碳單鍵的有________________(填字母，下同)，含有碳碳雙鍵的有_____________，含有碳碳三鍵的有__________。A、C、H、JB、E、FD、G(2)碳骨架為鏈狀的有________________________，為環(huán)狀的有______，含有支鏈的有_________。A、B、C、D、E、F、GH、JC、F、J探究課堂結(jié)構(gòu)式電子式分子式甲烷分子結(jié)構(gòu)探究課堂通過甲烷的結(jié)構(gòu)式，我們可以知道甲烷分子中原子的連接順序。那么，這些原子有著怎樣的空間位置關(guān)系呢？探究課堂分子結(jié)構(gòu)示意圖球棍模型空間充填模型結(jié)構(gòu)特點：4個C—H鍵的長度和強度相同，夾角相等(即鍵角為109°28′)，是_____________；碳原子位于正四面體的中心，4個氫原子分別位于4個頂點正四面體結(jié)構(gòu)甲烷分子結(jié)構(gòu)探究課堂

與甲烷結(jié)構(gòu)相似的有機化合物還有乙烷、丙烷、丁烷，試寫出丁烷的結(jié)構(gòu)式并總結(jié)這類有機物的組成和分子結(jié)構(gòu)特點？有機化合物乙烷丙烷丁烷碳原子數(shù)234結(jié)構(gòu)式①元素組成上只含碳、氫兩種元素；②分子中的碳原子之間都以碳碳單鍵結(jié)合；③碳原子的剩余價鍵均與H結(jié)合，化合價達到飽和。探究課堂烷烴1、定義：烴分子中碳原子之間都以單鍵相結(jié)合，剩余價鍵均與氫原子結(jié)合，使每個碳原子的化合價都達到“飽和”，這樣的烴叫做飽和烴，也稱為烷烴。C的4根鍵連接4個原子通過乙烷、丙烷、丁烷的球棍模型分析烷烴還有哪些結(jié)構(gòu)特點？④碳碳單鍵可旋轉(zhuǎn)；⑤碳原子數(shù)大于2的直鏈烷烴呈鋸齒狀；探究課堂再寫出乙烷、丙烷、丁烷的分子式，然后分析鏈狀烷烴的分子式有什么書寫規(guī)律？規(guī)律：如果鏈狀烷烴中碳原子數(shù)目為n，氫原子數(shù)就是2n+2。有機化合物乙烷丙烷丁烷碳原子數(shù)234結(jié)構(gòu)式分子式C2H6C3H8C4H102.烷烴的通式：CnH2n+2(n≥1)探究課堂碳+氫=烴你知道為什么我們把這個化合物稱為烴嗎？僅含碳氫兩種元素的有機化合物稱為碳氫化合物，也稱為烴。tànqīng探究課堂【例2】按要求填空。(1)下列屬于鏈狀烷烴的是________(填字母)。A．C2H4 B．C3H4C．C4H8 D．C5H12E．C7H14 F．C9H20(2)分子中含18個氫原子的鏈狀烷烴分子式為____________。(3)相對分子質(zhì)量為58的鏈狀烷烴分子式為__________。(4)某鏈狀烷烴分子中含6個碳原子，則該鏈狀烷烴的相對分子質(zhì)量為________。DFC8H18C4H1086探究課堂有機物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法結(jié)構(gòu)簡式省略C?H鍵，把同一碳原子上的H合并，省略橫線上C?C鍵【注意】省略單鍵，但雙鍵、三鍵不能省略省略橫線上C—C鍵

CH3-CH3CH3CH3結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式結(jié)構(gòu)簡式把同一C上的H合并

省略C—H鍵探究課堂【例3】寫出下列有機物的結(jié)構(gòu)簡式：

CH3CH2CH2CH3

CH3CH2CH3CH3CH3-CH-CH3或CH3CH(CH3)CH3探究課堂有機物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子。分子式最簡式(實驗式)

如C4H10的最簡式為

C2H5結(jié)構(gòu)式用短線來表示原子間的共用電子對電子式用元素符號表示物質(zhì)分子組成的式子，可反映一個分子中原子的種類和數(shù)目用小黑點等符號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子探究課堂鍵線式

省略碳、氫元素符號，只寫碳碳鍵；通常相鄰碳碳鍵之間的夾角畫成120°，每個端點和轉(zhuǎn)折點都表示碳原子，除C、H以外原子都保留下來。有機物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法CH3CH2CH3鍵線式可表示為__________________鍵線式可表示為__________________CH3CH=CHCH3鍵線式可表示為__________________探究課堂有機物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法分子模型空間填充模型球棍模型最能反映真實結(jié)構(gòu)探究課堂我們應該如何給這些烷烴命名呢？鏈狀烷烴的命名——習慣命名法n≤1012345678910甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷如:十一烷n＞10相應漢字數(shù)字＋烷碳原子數(shù)不多于10時碳原子數(shù)在10以上時CH3(CH2)9CH3探究課堂鏈狀烷烴的命名——習慣命名法當碳原子數(shù)n相同結(jié)構(gòu)不相同時，用正、異、新表示正戊烷異戊烷新戊烷無支鏈帶一支鏈帶兩支鏈CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH3CCH3CH3以上三個物質(zhì)物質(zhì)分子式均為C5H12，它們是否是同一種物質(zhì)呢？探究課堂同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體同分異構(gòu)現(xiàn)象化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象同分異構(gòu)體具有相同分子式而結(jié)構(gòu)不同的化合物的互稱正丁烷異丁烷示例CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3?CH3探究課堂名稱熔點/0C沸點/0C相對密度正丁烷-138.4-0.50.5788異丁烷-159.6-11.70.557正丁烷和異丁烷的某些物理性質(zhì)同分異構(gòu)體同分異構(gòu)的性質(zhì)物理性質(zhì)：支鏈越多，熔沸點越低，密度越小化學性質(zhì)：不一定相似探究課堂5、互為同分異構(gòu)體的有機物一定不屬于同一類有機物(

)3、互為同分異構(gòu)體的化合物，化學性質(zhì)一定相似(

)2、互為同分異構(gòu)體的有機物一定不是同系物，互為同系物的化合物一定不是同分異構(gòu)體(

)CH3CHCH3?Cl1、同分異構(gòu)體的相對分子質(zhì)量相同，相對分子質(zhì)量相同的化合物一定是同分異構(gòu)體(

)

4、CH3CH2CH2Cl和

互為同分異構(gòu)體(

)【例4】判斷正誤探究課堂烷烴同分異構(gòu)體的書寫遵循的原則書寫的步驟主鏈由長到短，支鏈由整到散；位置由心到邊，排列對鄰到間排主鏈，主鏈由長到短示例：書寫C6H14的同分異構(gòu)體C—C—C—C—C—CCH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3寫出少一個碳原子的主鏈，另一個碳原子作為甲基(—CH3)接在主鏈某碳原子上(甲基不放端位)CH3—CH2—CH—CH2—CH3?CH3C—C—C—C—C?CC—C—C—C—C?CCH3—CH2—CH—CH2—CH3?CH3探究課堂(乙基不放倒數(shù)第二個碳)寫出少兩個碳原子的主鏈，另兩個碳原子作為乙基(—CH2CH3)或兩個甲基(—CH3)接在主鏈碳原子上，以此類推。CH3—C—CH2—CH3?CH3CH3?C—C—C—C?CC?C—C—C—C?C?CCH3—C—CH2—CH3?CH3?CH3烷烴同分異構(gòu)體的書寫探究課堂【例5】下列物質(zhì)屬于同分異構(gòu)體的一組是()A.與

B.CH3—CH2—CH2—CH3與C.C2H6與C3H8D.O2與O3B探究課堂CH3(CH2)9CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3乙烷丙烷十一烷丁烷觀察以上幾種烷烴的結(jié)構(gòu)簡式，這些烷烴分子有什么特點，在組成上有什么差異呢？探究課堂結(jié)構(gòu)上：同類物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似分子組成：相差一個或若干個CH2原子團(相對分子質(zhì)量相差14n)同系物所含元素種類一定相同，除C、H外其他種類元素原子數(shù)必須相同同系物探究課堂同系物判斷的幾個“一定”和“不一定”①同系物在分子組成上一定相差一個或若干個“CH2”原子團；

但在分子組成上相差一個或若干個“CH2”原子團的有機物不一定是同系物。

②同系物具有同一通式，但具有同一通式的有機物不一定是同系物。③同系物的化學性質(zhì)一定相似，但化學性質(zhì)相似的物質(zhì)不一定是同系物。④同系物的相對分子質(zhì)量一定不相同。探究課堂【例6】下列物質(zhì)互為同系物的是()A.