内容正文:
第2节 有机化合物的结构与性质
第1课时 碳原子的成键方式
目标与素养:1.了解碳原子的成键特点和成键方式的多样性,理解有机物种类繁多的原因。(宏观辨识与微观探析)2.了解单键、双键、叁键的特点,知道碳原子的饱和程度对有机化合物性质的影响。(证据推理)3.掌握甲烷、乙烯、乙炔的空间构型。(模型认知)4.了解极性键与非极性键的概念,知道键的极性对化合物性质的影响。(证据推理)
一、碳原子的成键特点
1.碳原子的成键特点
碳原子最外层有四个电子,通常以共用电子对的形式与其他原子成键,达到最外层八个电子的稳定结构。
2.结合方式的多样性
(1)碳原子之间可以形成单键,也可以形成双键,还可以形成叁键。
(2)多个碳原子可以相互结合形成开链结构,也可以形成环状结构。
(3)碳原子除了彼此间成键外,还可以与H、O、N、Cl等其他元素的原子成键。
氢、氧、氮、氯元素原子与其他原子形成共价键时,形成的单键数目最多为多少?
提示:1、2、3、1。
二、碳原子的成键方式
1.单键、双键和叁键
键型名称
碳碳单键
碳碳双键
碳碳叁键
表示符号
—C≡C—
碳原子的类型
饱和碳原子
不饱和碳原子
不饱和碳原子
成键方式
一个碳原子与周围四个原子成键
一个碳原子与周围三个原子成键
一个碳原子与周围两个原子成键
空间构型
四面体形
平面形
直线形
碳原子与其他四个原子形成四面体结构
形成双键的碳原子以及与之相连的原子处于同一平面上
形成叁键的碳原子以及与之相连的原子处于同一直线上
2.极性键和非极性键
(1)极性键:成键双方是不同元素的原子,它们吸引共用电子的能力不同,则共用电子对将偏向吸引电子能力较强的一方,这样的共价键是极性共价键,简称极性键。
(2)非极性键:两成键原子相同,吸引共用电子的能力相同,这样的共价键是非极性共价键,简称非极性键。非极性键中,共用电子不偏向于成键原子的任何一方,因此参与成键的两个原子都不带电荷。
共价键的极性与成键原子的得电子能力有何关系?影响共价键极性的因素还有哪些?
提示:两个成键原子得电子能力(吸引共用电子对的能力)差别越大,形成的共价键的极性越强。如H—F的极性比C—H极性强得多。共价键的极性及其强弱还会受分子中邻近基团或外界环境的影响。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)有机物CH3—CH===CH—CN分子中只含有单键和双键。 ( )
(2)CH2===CH2中每个碳原子都形成了四个共价键,所以乙烯分子中的碳原子为饱和碳原子。 ( )
(3)在乙醇(C2H5OH)分子中只有O—H键为极性键,其他键均为非极性键。 ( )
(4)碳碳叁键的键能是碳碳单键的键能的三倍。 ( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
2.关于有机物种类繁多的原因,说法不正确的是( )
A.碳原子有四个价电子
B.碳原子彼此可结合成长链或各种形状
C.组成有机物的元素种类很多
D.有机物容易形成同分异构体
[答案] C
3.下列化合物的分子中,所有原子都处于同一平面的有( )
A.乙烷 B.甲苯
C.丙烯 D.四氯乙烯
D [“共面不共面,关键饱和碳”,饱和碳原子和其他相连的任何三个原子不可能共面。A、B、C中都有饱和碳原子,故不可能共面;四氯乙烯中四个氯原子代替乙烯中氢原子的位置,仍是共平面的。]
表示有机物组成和结构的化学用语
以丙烷为例
表示方法
实例
含义
分子式
C3H8
用元素符号和数字表示物质分子组成的式子,可反映出分子中原子的种类和数目
电子式
用小黑点等符号表示原子最外层电子成键情况的式子
结构式
具有分子式所能表示的意义,能反映物质的结构;表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间构型
键线式
将碳、氢元素符号省略,只表示分子中键的连接情况,每个拐点或终点均表示一个碳原子
结构简式
CH3CH2CH3
结构式的简便写法,着重突出结构特点
球棍模型
小球表示原子,短棍表示化学键,能够清楚表示出分子内原子间的化学键数和化学键类型,展示了分子的空间构型
填充模型
表明了原子的相对大小和空间的相对位置
【典例1】 1戊炔的分子式为________,电子式为______,结构式为______,结构简式为______,键线式为________。
下列物质的表达式错误的是( )
A.乙醇的分子式:C2H6O
B.CH4S的结构式:
C.乙烯的结构简式:CH2CH2
D.葡萄糖的结构简式:CH2OH(CHOH)4CHO
C [乙烯的结构简式为CH2===CH2。]
用拆分法判断共线、共面问题
第一步:审题
看清题目的要求,注意“一定”“可能