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
[素养发展目标] 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。2.了解单键、双键、三键的特点,知道碳原子的饱和程度对有机化合物性质的影响。3.掌握甲烷、乙烯、乙炔的空间结构。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。
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,还可以形成三键。
(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。
二、碳原子的成键方式
1.两类碳原子
(1)饱和碳原子:与4个原子形成共价键(单键)的碳原子。
(2)不饱和碳原子:成键原子数目小于4的碳原子。
2.单键、双键和三键
碳原子成键方式与有机化合物的空间结构
成键类型
碳碳单键
碳碳双键
碳碳三键
表示方式
—C≡C—
成键方式
1个碳原子与周围4个原子成键
1个碳原子与周围3个原子成键
1个碳原子与周围2个原子成键
碳原子的饱和性
饱和
不饱和
不饱和
空间结构
四面体形
平面形
直线形
碳原子与周围4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
形成三键的碳原子以及与之相连的原子处于同一直线上
3.极性键和非极性键
(1)极性键:不同元素的两个原子之间形成的共价键,共用电子将偏向吸引电子能力较强的一方。如A—B、A===B、A≡B型共价键。
(2)非极性键:同种元素的两个原子间形成的共价键,共用电子不偏向于任何一方,因此参与成键的两个原子都不显电性。如A—A、A===A、A≡A型共价键。
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1.下列不属于碳原子成键特点的是( )
A.易失去最外层的电子形成离子
B.最外层电子易与其他原子的最外层电子形成共用电子对
C.有多种成键形式
D.每个碳原子最多与其他原子形成4个共价键
A [碳原子不易得失电子,易与其他原子形成共价键。]
2.下列有机化合物中,既存在含有极性键的官能团,又存在含有非极性键的官能团的是( )
C [A项中所含官能团是碳碳三键,碳碳三键中仅含有非极性键;B项中所含官能团是羟基,该官能团中仅含有极性键;C项中所含官能团是碳碳双键和羟基,碳碳双键中含有非极性键,羟基中含有极性键;D项中含有两个羧基,羧基中含有的化学键均为极性键。]
一、共价键的极性判断与比较
1.如何比较共价键的极性强弱?
提示:我们还可以利用元素的电负性数值判断和比较键的极性。电负性是表示元素原子在成键时吸引电子能力强弱的一种标度。电负性数值越大,元素原子在成键时吸引电子的能力就越强;成键两元素电负性数值相差越大,键的极性就越强。例如,C-O的极性强于C-Cl的极性。
2.共价键的极性强弱与物质的性质有何关系?
提示:共价键的极性越强,在反应中越容易断裂,反应活性越高,可以据此分析和预测有机物分子的反应活性部位及比较反应活性强弱。如乙醇与金属钠反应的活性部位在羟基上的氢,而不是与碳相连的氢原子。
3.相同原子形成的极性共价键其极性相同吗?
提示:不一定,受分子中临近基团或外界的影响,键的极性及其强弱程度可能会发生变化,如水中的氢氧键与乙醇中的氢氧键极性不同,前者强于后者,所以同样与钠反应时,水反应更剧烈。
1.极性键与非极性键的比较
极性键
非极性键
概念
不同种类原子间形成的共价键
同种类原子间形成的共价键
特点
共用电子偏向于吸引电子能力较强的一方。共用电子偏向电负性大的元素的原子,该原子带部分负电荷(δ-表示),电负性小的元素的原子带部分正电荷( δ+表示)
成键原子相同,吸引电子对能力相同,共用电子不偏向成键原子的任何一方,故成键两原子均不显电性
续表
极性键
非极性键
常见类型
单键
H—CH3、Cl—CH3、I—CH3、HO—CH3、Br—CH3
H3C—CH3、H—H
双键
H2C=CH2
三键
2.共价键的类型对有机化合物性质的影响
在有机物中,共价键是否具有极性及极性的强弱程度对有机物的性质具有重大的影响。如CH3CH2OH中
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存在极性键C—O和O—H,乙醇的化学反应就主要