7.1.1有机化合物中碳原子的成键特点 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物 课时1 有机化合物中碳原子的成键特点 人教版必修第二册 学习目标 本节重点 了解有机物中碳原子的成键特点、成键类型及方式。 认识甲烷的组成、结构、烷烃的组成及结构。 本节难点 理解同系物、同分异构体的概念，学会判断简单烷烃的同分异构体。 2 有机化合物 新课导入 思考：什么是有机化合物 ? 有机化学又是什么? 教师点拨 一、有机物中碳原子的成键特点 1.概 念： 含有碳元素的化合物为有机物 3.通 性： 大多数有机物熔点较低，难溶于水，易溶于汽油、酒精、CCl4；易燃烧，受热易分解；发生化学反应较复杂，常伴有副反应发生（故方程式书写一般用“→”） 但是不包括碳的氧化物（CO、CO2、H2CO3）碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物（CaC2 ） 、金属氰化物（NaCN） 2.组成元素： 碳、 氢、氧、氮、硫、磷、卤素等 主要元素 其他元素 教师点拨 4.有机化合物中碳原子的成键特点 碳原子的最外电子层有4个电子，不易得到电子，也不易失去电子而形成阳离子或阴离子 碳原子通过共价键(共用电子对)与其他原子(H、O、N、P、S、Cl)形成共价化合物 ① 碳原子含有4个价电子，可跟其它原子形成4个共价键 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了4个C—H共价键 电子式 结构式 甲烷 (CH4) 实验探究 直链 支链 环状 结构 链状 结构 ② 有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且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 ③ 多个碳原子之间可以结合成碳链，碳链可带有支链，也可以结合成碳环，碳环和碳链还可以相互结合，构成有机物链状或环状的碳骨架 教师点拨 二、有机物组成和结构的表示方法 表示分子的空间构型，5个原子不共面，形成正四面体空间结构，碳原子位于正四面体中心，4个氢原子位于四个顶点。分子中4个C-H的长度和强度相同，相互间夹角相等。 小球表示原子，短棍表示价键(单键/双键/三键/甲烷键角109028′） 教师点拨 电子式 用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况 结构式 用短线来表示原子间的共用电子对，不表示空间构型 结构简式 省略单键，但双键、三键不能省略；把同一碳原子上的H合并；省略横线上C−C键 分子式 元素符号表示物质分子组成的式子，反映分子中原子的种类和数目 只画碳碳键，所有的H原子及C-H键均省略不画 键线式 ② 相邻C原子用相邻的线的交点表示 ① 单键用线段表示 ③ 双键和三键分别用平行的两条/三条线表示 教师点拨 省略横线上 C—C键 CH3-CH3 CH3CH3 结构式 结构简式 结构简式 把同一C上的H合并 省略C—H键 烷烃 乙烷 丙烷 正丁烷 分子中碳原子数 2 3 4 分子式 结构式 结构简式 键线式 C2H6 C3H8 C4H10 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 教师点拨 三、烷烃 1.概 念： 只含___和___两种元素，分子中的碳原子之间都以_____结合成链状，碳原子的剩余价键均与_______结合，使碳原子的化合价都达到“_____”，这样的一类有机化合物称为________，也称为烷烃。 碳 氢 单键 氢原子 饱和 饱和烃 CnH2n＋2 2.通 式： 链状烷烃的通式：________(n≥1) + = 烃 t īng q 火 气 àn ✪ 规律：如果链状烷烃中碳原子数目为n，氢原子数就是2n+2。 碳碳单键可旋转 碳原子数大于2的直链烷烃呈锯齿状 教师点拨 3.烷烃的命名-习惯命名法 如:十一烷 n＞10 CH3(CH2)9CH3 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 相应汉字数字＋烷 ✪ 温馨提示 碳原子数n 相同结构不同时，用正、异、新表示，如C4H10的两种分子的命名：无支链时，CH3CH2CH2CH3：正丁烷，有支链时， 异丁烷。 教师点拨 CH3(CH2)9CH3 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 乙烷 丙烷 十一烷 丁烷 四、同系物 结构上：同类物质结构相似 分子组成：相差一个或若干个CH2原子团 性质：化学性质相似，物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性变化 教师点拨 【例2】符合通式CnH2n＋2的含不同碳原子的有机物一定互为同系物吗？ 同系物的判断标准-同类不同碳 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)。 同系物在分子组成上必须相差1个或若干个CH2原子团，一定具有不同的分子式。 【例1】CH3CH2CH2CH3与CH3CHCH3是否属于同系物？为什么？ ׀ CH3 符合通式CnH2n＋2的有机物都是链状烷烃，一定互为同系物。 教师点拨 同分异构体现象： 化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象 同分异构体： 五、同分异构体 具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体 同分异构体性质: 物理性质： 支链越多，熔沸点 密度 化学性质： 不一定相同 分子式 相同 相对分子质量必相同 不一定属于同一类物质 结构 不同 原子或原子团的连接顺序不同 原子的空间排列不同 支链越多,分子间排列越不紧密,分子间作用力越弱 教师点拨 主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列对邻到间 烷烃同分异构体的书写方法--减碳链法 (1) 排主链，主链由长到短 示例：书写C6H14的同分异构体 C—C—C—C—C—C CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 甲基不挂第一位 乙基不挂第二位 丙基不挂第三位 (2) 写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基(—CH3)接在主链某碳原子上 教师点拨 (3) 写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基(—CH2CH3)或两个甲基(—CH3)接在主链碳原子上，以此类推。 CH3—C—CH2—CH3 ׀ CH3 CH3 ׀ C—C—C—C ׀ C C ׀ C—C—C—C ׀ C ׀ C CH3—C—CH2—CH3 ׀ CH3 ׀ CH3 注意：减下的碳要少于剩余的碳。 (4) 补氢——看每个碳周围(满足4个键)差几个键就补几个氢 己烷有五种同分异构体 CH3—CH2—CH—CH2—CH3 ׀ CH3 C—C—C—C—C ׀ C C—C—C—C—C ׀ C CH3—CH2—CH—CH2—CH3 ׀ CH3 支链位置由心到边，但不到端 对称碳不重排 教师点拨 有机物同分异构体数目判断的技巧 ① 同一碳原子上的氢原子等效； CH3CH3 CH4 CH3 CH3-C-CH3 CH3 ③ 处于镜面对称位置上的氢原子等效 CH3CH2CH2CH2CH3 ①　②　③ ② ① 有几种等效氢就有几种一元取代物 ⑴ 技巧一：等效氢原子法 ② 同一碳原子上所连接甲基上的氢原子等效； 有机分子中位置等同的氢原子叫等效氢原子 如：甲烷中的4个氢原子等同。 如：新戊烷中的4个甲基上的12个氢原子等效。 教师点拨 烷烃同分异构体的判断 ① 看碳原子数： 若分子式相同，再比较结构，只有结构不同的有机物才可能互为同分异构体，注意烷烃中碳原子的四面体结构。 CH3CH2CH2CH2CH2CH3、 CH3 CH3CCH2CH3 CH3 CH3 CH3CH—CHCH3 CH3 CH3 CH3CH—CHCH3 CH3 二者结构相同，属同种物质 先比较不同有机物分子中的碳原子数，若碳原子数不同，则一定不是同分异构体；若碳原子数相同，再看其他原子，确定分子式是否相同。 ② 看结构： 定义 化学符号 结构 性质 判断依据 同位素 同素异形体 同系物 同分异构体 O2、O3 质子数相同/中子数不同的原子 同一种元素组成的不同单质 电子层结构相同，原子结构不同 物理性质不同 化学性质相同 质子数相同/中子数不同的原子 物理性质不同 化学性质不一定相同 同一种元素组成的单质之间 单质的组成或结构不同 结构相似，分子组成上相差一个/若干个CH2原子团的有机物 一般用结构简式表示 一般用结构式或结构简式表示 分子式相同，结构不同的化合物 碳链异构、位置异构、官能团异构 物理性质不同，化学性质不一定相同 物理性质不同，化学性质相似 结构相似的同一类物质，符合同一通式，Mr不同且相差14的倍数 分子式相同，结构不同，不一定是同一类物质 碳原子连接方式相同，若有官能团，官能团个数相同 $$