内容正文:
第一节 认识有机化合物
基础课时11 有机化合物中碳原子的成键特点与烷烃的结构
1.根据碳原子的成键特点认识有机物的结构特点,培养“微观探析与科学探究”的核心素养。
2.以CH4的空间结构为例,认识烷烃的组成和结构特点,培养“宏观辨识与模型认知”的核心素养。
3.以典型有机物的结构,理解同系物、同分异构体的概念且会判断,培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
知识点一 有机化合物中碳原子的成键特点
1.甲烷是最简单的有机化合物,甲烷的分子式为CH4,电子式为,结构式为。
2.有机化合物中碳原子的结构及成键特点
(1)有机物中,碳原子可以形成4个共价键。
(2)碳原子间成键方式多样
①碳碳之间的结合方式有单键()、双键()、三键(—C≡C—)。
②多个碳原子之间可以结合成碳链,也可以结合成碳环(且可带支链),如图所示。
(3)有机物结构特点
①有机物分子可能只含有一个或几个碳原子,也可能含有成千上万个碳原子。
②含有相同碳原子数的有机物分子,可能因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)含碳元素的化合物一定是有机化合物。 (×)
(2)在有机物中,碳原子均形成4个共价单键。 (×)
(3)在有机物中,只有链状化合物。 (×)
(4)C4Hx分子中最多形成3个C—C键。 (×)
知识点二 烷烃的结构
1.甲烷的结构
甲烷的空间结构是正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于4个顶点。分子中的4个C—H的长度和强度相同,相互之间的夹角相等,为109°28′。
分子结构示意图 球棍模型 空间填充模型
2.烷烃——只含有碳和氢两种元素
(1)示例:乙烷的结构式为,分子式为C2H6,丙烷的结构式为,分子式为C3H8。
(2)结构特点
分子中的碳原子之间都以单键结合,碳原子的剩余价键均与氢原子结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”,称为饱和烃,又称烷烃。
(3)分子组成通式:如果链状烷烃中的碳原子数为n,氢原子数就是2n+2,分子通式可表示为CnH2n+2。
(4)烷烃的一般命名
①方法
碳原子数(n)及表示
n≤10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甲
乙
丙
丁
戊
己
庚
辛
壬
癸
n>10
相应汉字数字
②示例:C4H10称丁烷,C8H18称辛烷,C12H26称十二烷。
3.同系物
(1)概念:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,互称同系物。
(2)实例:CH4、C2H6、C3H8互为同系物。
4.同分异构体
(1)概念
①同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象。同分异构现象的广泛存在是有机物种类繁多的重要原因之一。
②同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
(2)写出C4H10的同分异构体:CH3CH2CH2CH3和,其名称分别为正丁烷和异丁烷。
(3)戊烷的同分异构体有3种,己烷的同分异构体有5种。
有下列几组物质:①H与D ②金刚石与石墨 ③O2与O3 ④正丁烷与异丁烷 ⑤C2H6与C3H8互为同位素的是________(填序号,后同),互为同素异形体的是________,互为同系物的是________,互为同分异构体是________________。
[答案] ① ②③ ⑤ ④
理解有机物中C的成键特点和烷烃的结构
1.写出C2H4Cl2的所有结构式及其简式。
提示: (CH3CHCl2)、 (CH2ClCH2Cl)。
2.写出C4H8中含的所有结构式及其简式。
提示:(CH2===CH—CH2CH3)、
1.有机物中碳原子的成键特点
2.烷烃的组成与结构特点
注意:(1)烷烃包括链状烷烃(CnH2n+2)和环状烷烃。
(2)烷烃是饱和烃,碳原子数一定的链状烷烃分子中氢原子数已达到最多,其他含有相同碳原子数的烃分子中的氢原子数都比链状烷烃少。
(3)碳碳原子结合成链状,链状不是“直线状”,而是呈锯齿状,链上还可分出支链。
3.有机物结构式简化的原则
(1)同一个碳原子上的相同原子(相同基团)可以合并,如可简化为CH3—CCl2—CH3。
(2)依次相连的相同基团可以合并,如
CH3CH2CH2CH2CH3可简化为CH3(CH2)3CH3。
(3)键线式简式,如CH3CH2CH2CH3可简化为。
1.碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多,下列碳原子的结合方式中错误的是( )
A B C D
C [在有机物的分子结构中,1个C要形成4个共价键。C图中有1个C周围形成5个共价键(2个单键和1个三键),不合理,C错误。]
2.以下物质中不是烷烃的是( )
[答案] C
3.如图表示的是