7.1.1 有机物中碳原子的成键特点 烷烃的结构【核心素养新教学】2025-2026学年高一化学同步优质教学课件（人教版必修第二册）

高中化学人教版（2019）必修第二册 第1课时 第一节 认识有机化合物  第七章 有机化合物 有机物中碳原子的成键特点 烷烃的结构 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，也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。 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。那么什么是有机化合物？有机化合物为什么如此繁多？它们的结构和性质具有哪些一般特点？ 化学与生活 2 弗里茨·哈伯 第一个从空气中制造出氨的科学家，加速了世界农业的发展，因此获得1918年诺贝尔化学奖。 学习目标 重点： 1. 碳原子的成键特点 2. 碳骨架的基本类型 3. 模型在研究物质结构中的应用 难点： 1. 有机化合物种类繁多的原因 2. 模型认知能力的培养 CONTENTS 目录 有机物的性质特点 有机化合物 物理性质 化学性质 熔点一般较低，常温下多为固态或液态 一般难溶于水，易溶于有机溶剂 绝大多数受热易分解，容易燃烧 有机化学反应慢且复杂，常常伴有副反应发生 有机物的以上性质特点与其结构密切相关。 主题1:有机物中碳原子成键特点 4 1、碳元素在周期表中的的位置 第二周期ⅣA族 2、碳原子结构特点 不易得到或失去电子，易通过共价键与其它原子相结合 碳原子最终形成4个共价键 请写出最简单的有机物甲烷的CH4的结构式与电子式 结构式： 电子式： 主题1:有机物中碳原子成键特点 【探究活动】用2个碳原子，氢原子数目任选，拼插出你认为合理的有机物，并说明理由 C C H H H H H H C C H H H H H H C C 先关注碳原子，搭建碳骨架，再按照“碳四价”原则，补充连接其他原子 碳原子可以形成单键、双键或三键 碳原子成键类型 主题1:有机物中碳原子成键特点 碳骨架连接方式 【探究活动】碳的骨架有哪些连接方式？ 1、用3个碳原子、拼插你认为合理的有机物的碳骨架 2、用4个碳原子以碳碳单键相连，拼插你认为合理的有机物的链状骨架 C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C 直链 支链 环状 主题1:有机物中碳原子成键特点 有机化合物中碳原子成键特点 (1) 键的个数 每个碳原子形成4个共价键（4对共用电子对） (2) 成键的类型 碳原子可以形成单键、双键或三键 (3) 碳骨架形式 碳原子之间可构成链状结构，也可构成环状结构。 主题1:有机物中碳原子成键特点 有机化合物的组成和结构的表率方法 1、分子式： 用元素符号表示物质分子组成的式子，反映一个分子中原子的种类和数目 C2H6、 C3H8、 C4H10 …… 2、最简式(实验式)： 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子。 如 C4H10 的最简式为 C2H5 3、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的式子 4、结构式： 用短线来表示原子间的共用电子对 主题1:有机物中碳原子成键特点 5、结构简式： 省略C−H键，把同一碳原子上的H合并，省略横线上C−C键 结构式 省略C—H键 把同一C上的H合并 CH3-CH3 结构简式 省略横线 上C—C键 CH3CH3 结构简式 【注意】省略单键，但双键、三键不能省略 【练习】写出下列有机物的结构简式： CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3 CH3-CH-CH3或CH3CH(CH3 )CH3 主题1:有机物中碳原子成键特点 6、分子模型 ①空间填充模型 ②球棍模型 最能反映真实结构 主题1:有机物中碳原子成键特点 课堂检测 1.判断正误 (1)碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键(　　) (2)在有机化合物中，碳原子间只能形成单键(　　) (3)在有机化合物中，碳原子间所成的骨架只能为直链状(　　) (4)有机化合物种类繁多的原因之一与碳原子间的成键方式及碳骨架不同有关(　　) (5)碳原子能与其他原子形成4个共价键，且碳原子之间也能相互成键 (　　) √ × × √ √ 主题1:有机物中碳原子成键特点 课堂检测 2.下图是表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。 (1)碳原子间所成的化学键全是碳碳单键的有_____________(填字母，下同)，含有碳碳双键的有________，含有碳碳三键的有______。 C、D、E、F A、B、J G、H 主题1:有机物中碳原子成键特点 课堂检测 (2)碳骨架为链状的有_______________________，为环状的有_______， 含有支链的有________。 (3)以小球表示碳原子，小棍表示化学键，试画出3个碳原子相互结合的所有碳骨架的示意图：___________________________________________ A、B、C、D、G、H、J E、F C、E、J 主题1:有机物中碳原子成键特点 课堂检测 (4).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( ) C (5)已知碳原子可以成4个价键，氢原子可以成1个价键，氧原子可以成2个价键，下列分子式或结构简式书写正确的是( ) A.CH3 B.C2H6 C. D. B 主题1:有机物中碳原子成键特点 课堂检测 3.根据下列有机分子的碳骨架，写出各有机物对应的结构简式。 CH3 CH3—CH—CH2—CH3 CH3 CH3—CH—CH—CH3 CH3 CH3—C C—CH3 CH3 CH3 CH3—C≡C—CH2—CH3 主题1:有机物中碳原子成键特点 烃字的由来： 火 + 气 = 烃 t àn q īng 仅含碳氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。 甲烷是最简单的有机物，最简单的烃！ 主题2:烷烃的结构 甲烷的结构特点 分子式 电子式 结构式 空间构型 球棍模型 空间 充填模型 CH4 5个原子不在同一平面 正四面体 4个C-H键： 键长、强度(键能)、键角相同 键角 109°28′ 真实反应其存在状况 主题2:烷烃的结构 甲烷空间构型：对称的正四面体结构 结构特点：4个C－H键是等价的 C原子位于中心，四个H原子位于正四面体的四个顶点。 甲烷的结构特点 主题2:烷烃的结构 与甲烷结构相似的有机化合物还有很多，还有乙烷、丙烷、丁烷等一系列有机化合物。 C2H6 C3H8 C4H10 仔细观察：结构上有哪些共同特点？分子式具有什么规律？ 主题2:烷烃的结构 烷烃的结构特点 ① 元素组成上只含碳、氢两种元素 ② 分子中的碳原子之间都以碳碳单键结合 ③ 碳原子的剩余价键均与氢原子结合，化合价达到“饱和” 规律： 如果链状烷烃中碳原子数目为 n，氢原子数就是 2n+2 链状烷烃的通式：CnH2n+2 C5HX C8HY 12 18 这样一类的有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。 主题2:烷烃的结构 观察甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的球棍模型，书写其结构式、结构简式，试分析其异同。 H C2H6 C3H8 C4H10 CH4 主题2:烷烃的结构 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为同系物。 属于同一类物质，具有相同的通式 成键类型和碳骨架类型相同 分子式不同 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CH2原子团。 主题2:烷烃的结构 课堂检测 想一想：下列物质是否为同系物？ A、CH3CH3 和 CH2=CH2-CH3 B、CH2=CH2和 CH2 CH2 CH2 CH3CHCH3 CH3 C、CH3CH3和 D、CH3CH2Br 和 CH3CH2CH2Cl 不是 不是 不是 是 主题2:烷烃的结构 同分异构现象 丁烷 C4H10 正丁烷 异丁烷 （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，叫做同分异构现象。 主题2:烷烃的结构 同分异构现象 同分异构体 1.具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体 如：正丁烷、异丁烷互称为同分异构体 正戊烷、异戊烷、新戊烷互称为同分异构体 2.同分异构体的特点 相同点 分子式相同 分子组成相同、分子量相同 不同点 结构不同 性质不同 主题2:烷烃的结构 3.同分异构体判断的关键:“一同一不同” ①分子式必须相同。注意是分子式相同，不是相对分子质量相同。相对分子质量相同、结构不同的化合物不一定是同分异构体。如C2H4O和CO2；C2H4和CO；C8H18和C7H14O等。 ②结构不同。注意从两个方面考虑，一是原子或原子团的连接顺序不同，二是原子的空间排列不同。 结构不同意味着同分异构体不一定是同类物质，如CH3CH2OH与CH3OCH3。 同分异构现象 主题2:烷烃的结构 同分异构现象 正丁烷 异丁烷 分子式相同 C4H10 ，但结构不同， 所以性质上存在差异。 特点：分子式相同，结构不同，性质存在差异。 烷烃同分异构体，支链越多，熔沸点越低，密度越小。 主题2:烷烃的结构 课堂检测 1. 下列物质属于同位素的是： 属于同素异形体的是： 属于同系物的是： 属于同分异构体的是： ①O2和O3 ②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3 和 ④金刚石和石墨 ⑤氕、氘和氚 ⑥CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)CH3 Cl 35 17 Cl 37 17 ③和⑤ ①和④ ② ⑥ 主题2:烷烃的结构 课堂检测 (1) CH3CH(CH3)CH3和CH(CH3)3 (2) CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3 (3) 金刚石和石墨 (4)35Cl和37Cl (5) CH3CH=CH2和乙烯 (6) CH3CH=CH2和 (7) 互为同位素的是_______； (4) 互为同素异形体的是_______； (3) 互为同系物的是_______； (5) 互为同种物质的是_______； (1) (7) 互为同分异构体的是_____________。 (2) (6) 主题2:烷烃的结构 同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较 项目 同位素 同素异形体 同系物 同分异构体 对象 原子 单质 化合物 化合物 同 质子数 元素 结构相似 分子式 异 中子数 性质 组成差n个CH2 结构 实例 12C、14C 金刚石、石墨 CH4、C3H8 CH3CH2CH2 CH3 CH3 － CH－CH3 CH3 主题2:烷烃的结构 课堂小结 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 32 $