7.1 第1课时 烷烃的结构课件 2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修第二册

第7章 有机化学 第一节 认识有机化合物 第1课时 烷烃的结构 1 导入一 碳元素在地壳中的含量很低,但是含有碳元素的有机化合物却分布极广。有机化合物不仅构成了生机勃勃的生命世界,也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。 一、有机化合物中碳原子的成键特点 [问题思考]目前,人们在自然界发现和人工合成的物质已超过1亿种,其中绝大多数都是有机化合物,而且新的有机化合物仍在源源不断地被发现或合成出来。有机化合物为什么如此繁多? 它们的结构和性质一般具有哪些特点? 一、有机化合物中碳原子的成键特点 有机化合物中碳原子的成键特点。 甲烷(CH4)是最简单的有机化合物,其分子中的碳原子以最外层的4个电子分别与4个氢原子的电子形成4个C—H 共价键。甲烷的电子式和结构式分别表示为: 一、有机化合物中碳原子的成键特点 有机化合物中碳原子的成键特点。 1.键的个数:每个碳原子形成4个共价键。 2.成键的类型:碳原子与碳原子之间也能形成共价键,可以形成单键、双键或三键。 一、有机化合物中碳原子的成键特点 有机化合物中碳原子的成键特点。 3.碳骨架形式:多个碳原子之间结合成碳链,也可以结合成碳环,构成有机物链状或环状的碳骨架。 一、有机化合物中碳原子的成键特点 结合下图显示的4个碳原子相互结合的几种方式,分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。 碳原子最外层含有4个电子,可以和碳原子及其他原子形成4个共价键,碳原子之间可以以单键、双键或三键相结合,也可以形成碳链或碳环等碳骨架。 二、烷烃的概念及结构 甲烷的分子结构。 实验数据表明,甲烷分子中的5个原子不在同一平面上,而是形成了正四面体的空间结构。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。 二、烷烃的概念及结构 1.与甲烷结构相似的有机化合物还有很多,随着分子中碳原子数的增加,还有乙烷、丙烷、丁烷等一系列有机化合物。请根据碳原子的成键规律和下表提供的信息,写出丁烷的结构式和乙烷、丙烷、丁烷的分子式,并由此归纳这类有机化合物分子式的通式。 二、烷烃的概念及结构 2.比较大家写出的丁烷的结构式是否相同,思考产生这种现象的可能原因。 3.结合下图中的分子结构模型,总结这类有机化合物的组成和分子结构特点。 二、烷烃的概念及结构 1.烷烃:有机化合物只含碳和氢两种元素,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”。这样的一类有机化合物称为饱 和烃,也称为烷烃。 2.链状烷烃的通式:CnH2n+2(n≥1,且n为整数)。 3.链状烷烃的结构特点: (1)单键:碳原子之间以碳碳单键相结合。 (2)饱和:碳原子剩余价键全部与氢原子相结合。烷烃是饱和烃,相同碳原子数的有机物分子里,链状烷烃的含氢量最大。 三、同系物 [问题思考]根据烷烃的通式,相邻烷烃分子的组成上有什么相同点和不同点呢? 它们之间有何特殊称谓? 1.同系物: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为同系物。 2.同系物的特点:通式相同、结构相似、化学性质相似,分子式不同、组成上相差一个或若干个CH2原子团。 三、同系物 ②③④ 小试牛刀 下列物质中属于同系物的是___________(填序号)。 ①CH2 CH—CH3 ②CH4 ③CH3CH2CH3 ④CH3(CH2)5CH(CH3)CH3 三、同系物 【拓展延伸】同系物的判断标准: 1.同系物所含元素种类一定相同,除C、H 外其他种类元素原子数必须相同。 2.同系物一定具有不同的碳、氢原子数和分子式。 3.同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。 四、烷烃的命名———习惯命名法 1.1~10个碳原子的直链烷烃:称为甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷。 2.11个碳原子以上的直链烷烃:以汉字数字代表,如C11H24称为十一烷。 四、烷烃的命名———习惯命名法 3.带支链的烷烃:用正、异、新表示。 五、同分异构现象和同分异构体 [问题思考]正戊烷、异戊烷、新戊烷的分子式、分子结构是否相同呢?它们是否为同一种物质? 正戊烷、异戊烷、新戊烷的分子式相同(C5H12),但分子结构不同,属于不同的物质。 五、同分异构现象和同分异构体 同分异构现象和同分异构体。 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称为同分异构现象。 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。如:正戊烷、异戊烷、新戊烷互称为同分异构体。 五、同分异构现象和同分异构体 同分异构现象和同分异构体。 3.同分异构体的性质: (1)物理性质:支链越多,熔、沸点越低,密度越小