内容正文:
人教版高中化学 必修二
第一单元
解密有机物的多样性
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
任务1:建构“有机化合物”的概念
任务2:有机化合物中碳原子的成键特点
任务3:同分异构现象与同分异构体
解密物质的多样性
碳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,也是食品、药物、材料、和燃料的主要来源。
碳 0.087%
通过观察,你能否发现下述有机化合物在组成上有什么相同之处?
都含有C元素
什么是有机化合物?
含有碳元素的化合物。
1.有机化合物:
主要元素
其他元素
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
C、CO、CO2、H2CO3 、碳酸盐、碳酸氢盐、SiC、CaC2、氢氰酸(HCN)及其盐、硫氰酸(HSCN)及其盐是无机化合物
与无机化合物相比,有机化合物的组成元素并不复杂,但化合物数量众多,性质各异。
了解碳原子成键规律
认识有机化合物的分子结构
认识决定其分类与性质的特征基团
认识有机化学反应
有机化合物之间的转化
合成新的物质
研究基础
研究价值
研究内容
①CO ②CH4 ③C2H5OH(乙醇)
④H2CO3 ⑤CCl4 ⑥C6H12O6(葡萄糖)
⑦KSCN ⑧NaHCO3 ⑨CO(NH2)2(尿素)
⑩C2H2
【练习】下列物质属于有机物的是 。
②③⑤⑥⑨⑩
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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。
有机化合物种类为什么如此繁多?
碳的原子结构示意图
碳的电子式 ,
任务二:碳原子的成键特点
1.碳原子是四价的
(碳原子成四个共用电子对)
C 位于周期表 ,
第二周期IVA族
因此碳在形成有机物时,基本上是以四个共价键的形式和其他原子成键的。
失去四个电子或接受四个电子成为惰性气体电子结构很难实现,
2.碳原子与其它原子(H、卤素、N、P、S、O)成共价键
甲烷
三氯甲烷
H C Cl
Cl
Cl
甲醇
H C O H
H
H
C
甲醛
H
O
H
最简单的有机物:甲烷CH4
由甲烷CH4衍生而得的物质
有机化合物中,一般情况下,氢、卤素是一价;氧、硫是二价;氮、磷是三价。
3.碳原子自相结合成键
(C与C之间也能形成共价键)
H
H
H
H
H
H
乙烷
乙醇 CH3CH2OH
H
H
H
H
H
H
O
C C
H
H
H
H
乙烯
4.碳原子的成键方式——单键、双键或三键
乙醛 CH3CHO
H
H
H
=
O
H
5.碳骨架类型:链状结构与环状结构
碳原子自相结合成首尾闭合的环形:环状结构。
多个碳原子之间可以结合成首尾两端的线形:链状结构。
链状与环状碳骨架均可带支链(在环或链上增加端点C)。
碳原子的成键特点:
原子结构特点
成键特点
成键数目
成键原子
成键方式
碳骨架类型
决定
反映
碳原子最外层有4个电子,既难得电子又难失电子
碳原子间自相结合
碳原子与其它原子(H,X,O,S,N,P等)
每个碳原子可成4个共用电子对
单键,双键,三键
链状、环状、带支链
课P61-思考与讨论:请结合下图显示的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。
问题1:碳原子有哪几种成键方式?
单键
双键
三键
A、B、C、D、E、F、G、H、I中都存在
C、E、F中存在
D、G中存在
哪些序号的结构中存在?
问题2:碳骨架有哪几种基本类型?
A、B、C、D、E、F、G
H、I
链状结构:
(有首尾两端)
环状结构:
(首尾闭合)
A、B、C、D、E、F、G
链状结构:
问题3:链状结构的端点数都一样吗?
两个端点
多个端点
A、D、E、F、G
B、C
如何标志端点数差异?
直链
支链
问题4:环状结构是否可以产生端点?
H、I
环状结构:(首尾闭合)
H 无
I 有
碳骨架
单键
双键
三键
链状结构
环状结构
直链(两端点)
带支链(多端点)
碳原子的成键方式
碳骨架的基本类型
不带支链(环外无端点)
带支链(环外有端点)
辨识有机物的基本视角1---碳骨架
碳原子的结合顺序与方式
碳原子的成键方式
问题5:如果以下结构都是碳与氢的化合物,试写出各分子式。
根据碳骨架定碳原子,如无其他原子,用H补全“碳四价”
C4H10
C4H10
C4H8
C4H6
C4H8
C4H8
C4H8
C4H8
C4H6
问题6:分子式相同的物质是同一种物质吗?
任务三:同分异构体与同分异构现象
碳骨架A、B所对应的碳氢化合物分子式都是C4H10.
A对应的分子结构模型
B对应的分子结构模型
正丁烷
异丁烷
象这种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。
碳骨架
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
一定是有机物吗?
问题7:除了碳骨架A、B对应的碳与氢的化合物互为同分异构体外,还有别的吗?
C4H10
C4H10
C4H8
C4H6
C4H8
C4H8
C4H8
C4H8
C4H6
C4H8
C、E、F、H、I
C4H6
D、G
有机物种类繁多的原因
从电子角度
碳原子的最外层有四个电子,能形成四个共价键
从元素角度
碳原子能与H,O,N,F,Cl,Br,I,S,P等元素的原子形成共价键
从成键方式角度
碳原子可以形成单键,双键,三键
从碳骨架的角度
链状或环状
(同分异构现象)
1.(课P66-T1)在有机化合物中,碳原子既可以与其它元素的原子形成共价键,也可以相互成键。两个碳原子之间可以形成的共价键的类型有 、 、 ;多个碳原子可以相互结合,形成的碳骨架的类型有 、 。
单键
双键
三键
链状结构
环状结构
4.烷烃分子中的碳原子与其他原子的结合方式是( )。
A. 形成4对共用电子对 B. 通过非极性键
C. 通过两个共价键 D. 通过离子键和共价键
A
5.正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是( )。
A.具有相似的化学性质
B.相对分子质量相同,但分子的空间结构不同
C.具有相似的物理性质
D.分子式相同,但分子内碳原子的连接方式不同
D
$$