高中化学 2.1.1 有机物中碳原子的成键特点、有机物结构的表示方法课件 苏教版选修5.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 一 有机物中碳原子的成键特点1 碳原子有4个价电子 能与其他原子形成4个共价键 2 有机物中碳碳之间的结合方式有碳碳单键 碳碳双键或碳碳叁键 1 单键两个原子间共用一对电子的共价键称为单键 当1个碳原子与其他4个原子 或原子团 连接时 必将形成4个单键 那么这个碳原子将采取四面体取向与之成键 任意两个键之间的夹角都接近109 5 与其他原子仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子 目标导航 预习导引 一 二 2 双键两个原子间共用两对电子的共价键称为双键 如碳碳双键 cc 碳氧双键 co 等 当碳原子之间或碳原子与其他原子 或原子团 之间形成双键时 形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上 双键不能转动 所以双键上的原子始终在一个平面 碳碳双键周围的六个原子都共平面 如乙烯分子里的两个碳原子和四个氢原子都处在同一平面上 它们彼此之间的键角为120 目标导航 预习导引 一 二 3 叁键两个原子间共用三对电子的共价键称为叁键 如碳碳叁键 c c 碳氮叁键 c n 等 当碳原子之间或碳原子与其他原子 或原子团 之间形成叁键时 形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上 如乙炔的分子式是c2h2 乙炔分子里的两个碳原子和两个氢原子处在一条直线上 它们彼此之间的键角为180 与其他原子成键时存在双键或叁键等不饱和键的碳原子称为不饱和碳原子 正是由于分子中不饱和碳原子的存在 使得烯烃和炔烃的化学性质比烷烃活泼 目标导航 预习导引 一 二 预习交流1已知甲烷分子中的两个氢原子被两个氯原子取代后的结构只有一种 能否证明ch4的空间构型是正四面体结构而不是平面正方形结构 答案 能 若ch4的空间构型是平面正方形结构 则ch2cl2有两种结构 和 若ch4的空间构型是正四面体结构 则ch2cl2只存在一种结构 由于ch2cl2只存在一种结构 由此可以推出ch4是正四面体结构 目标导航 一 二 预习导引 二 有机物结构的表示方法用来表示有机物结构的方法有结构式 结构简式 键线式 1 结构式 在化学上 我们常用一根短线来表示一对共用电子 这样得到的式子叫结构式 2 结构简式 将结构式中表示原子间形成单键的短线省略 3 键线式 以线段表示碳碳键 以线段的拐点或终点表示碳原子 氢原子及碳氢键全部省略 其他原子以及相应的键不省略 目标导航 一 二 预习导引 预习交流2有机物的表示方法多种多样 下面是常用的有机物的表示方法 目标导航 一 二 预习导引 1 上述表示方法中属于结构简式的为 属于结构式的为 属于键线式的为 属于比例模型的为 属于球棍模型的为 2 写出 的分子式 3 写出 中官能团的电子式 4 的分子式为 最简式为 目标导航 一 二 预习导引 问题导学 即时检测 一 二 三 一 有机物中碳原子的成键特点活动与探究1 完成课本p19表2 1填空内容 问题导学 即时检测 一 二 三 2 通过上面的活动与探究 总结有机物分子的形成与碳原子的成键有怎样的规律 答案 有机化合物分子的空间构型与分子中碳原子的成键方式有关 当1个碳原子与其他4个原子或原子团连接时 这个碳原子将采取四面体取向与之成键 当碳原子之间或碳原子与其他原子或原子团之间形成双键时 形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面 当碳原子之间或碳原子与其他原子或原子团之间形成叁键时 形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上 问题导学 即时检测 一 二 三 分子的空间构型主要有四面体形 平面形 三角锥形和直线形 除有机物外 有些无机物分子也呈现以上构型 几种空间构型的主要代表物如下 四面体形 ch4 ccl4 p4等 平面形 ch2ch2 等 三角锥形 nh3 pcl3等 直线形 ch ch co2等 问题导学 即时检测 一 二 三 二 杂化轨道理论活动与探究1 烷烃 烯烃和炔烃分子中 碳原子的杂化方式是否相同 答案 不同 烷烃分子中碳原子都发生sp3杂化 烯烃分子中双键上的碳原子发生的是sp2杂化 炔烃分子中叁键上的碳原子发生的是sp杂化 问题导学 即时检测 一 二 三 2 如何解释烷烃 烯烃和炔烃化学性质的不同 答案 在烷烃分子中 含有稳定的碳氢 键和稳定的碳碳 键 因此 化学性质不活泼 但在一定条件下 它能发生取代反应和裂解反应 在烯烃分子中 含有碳碳双键 碳碳双键由1个 键和1个 键构成 键很稳定 键不如 键牢固 比较容易断裂 因此 在反应时双键中的 键易断裂 能发生加成反应和氧化反应 在炔烃分子中 含有碳碳叁键 碳碳叁键由1个 键和2个 键构成 键很稳定 键不如 键牢固 比较容易断裂 因此 在反应时叁键中的 键易断裂 能发生加成反应和氧化反应 问题导学 即时检测 一 二 三 有机物分子中 若碳原子以sp3方式杂化时 形成4个空间取向完全相同的原子轨道 其夹角约为109 5 如烷烃 若以sp2方式杂化时 形成3个完全相同的平面结构的原子轨道 其夹角接近120 如烯烃中的碳碳双键 若以sp方式杂化 则形成直线形的2个完全相同的原子轨道 夹角为180 如炔烃中的碳碳叁键 问题导学 即时检测 一 二 三 三 有机物结构的表示方法活动与探究有机物分子的结构式 结构简式和键线式 各有哪些优缺点 答案 结构式能完整地表示出有机化合物分子中每个原子的成键情况 但对于结构复杂的分子 比较繁琐 而结构简式或键线式就可删繁就简 有利于把握有机化合物分子的结构特征 特别是键线式 只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团 拐点与终点均表示一个碳原子 更简单明了 问题导学 即时检测 一 二 三 迁移与应用例题下列化学式对应的结构式从碳原子成键情况上看是否合理 问题导学 即时检测 一 二 三 答案 在有机物分子中 碳原子总是形成4个共价键 其中包括碳原子与其他原子 如氢 氧 氮 氯等 或碳原子与碳原子之间形成的单键 碳碳双键 cc相当于2个共价键 碳碳叁键 c c相当于3个共价键 由此可知 a b c选项中碳原子的成键都合理 而d选项中碳原子只形成了3个共价键 不合理 问题导学 即时检测 一 二 三 迁移训练某期刊封面上有如右图的一个分子的球棍模型图 图中 棍 代表单键或双键或叁键 不同颜色的球代表不同元素的原子 该模型图可代表一种 a 卤代羧酸b 酯c 氨基酸d 醇钠 问题导学 即时检测 一 二 三 解析 观察模型可见 绿球和绿球相连 而且绿球还连接了其他球 可以初步推断 绿球代表碳原子或氮原子 再由5个白球都处于末端 它们分别都只跟一个球相连 可以推断 白球代表氢原子 红球既可只连绿球 又可一端连绿球一端连白球 氢原子 可以推断为氧原子 蓝球连了两个氢原子后再连在绿球上 而这个绿球已经连了3个球 至少4价 由此可确定绿球是碳原子 于是可得蓝球是氮原子 该模型代表甘氨酸 氨基乙酸 c项为正确选项 答案 c 问题导学 即时检测 一 二 三 1 在结构简式中 用短线表示共用电子对 用 单键 双键 或 叁键 将所有原子连接起来 有些官能团也存在结构简式 如 oh cooh cho 等 其中只有碳碳单键可以省略 其他均不能省略 2 对于复杂有机结构 可以用键线式表示 其表示方法如下 进一步省去碳 氢的元素符号 只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团 官能团上的氢原子必须标出 图式中的每个拐点和终点均表示一个碳原子 每个碳原子都形成四个共价键 不足的用氢原子补足 问题导学 即时检测 一 二 三 3 许多有机物分子构型问题 实际上是甲烷 乙烯 乙炔 苯等典型分子构型的组合 组合原则是当某分子中的氢原子被其他原子代替时 该原子的空间位置不变 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 1 下列关于有机化合物的表示方法中不正确的是 a 乙烯 ch2ch2b 异戊烷 c 乙酸乙酯 ch3cooch2ch3d 甲烷 解析 乙烯结构简式中的碳碳双键不可省略 应写成ch2ch2 b项表示物质的键线式 d项表示物质的结构式 答案 a 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 2 2015课标全国 9 乌洛托品在合成 医药 染料等工业中有广泛用途 其结构式如图所示 将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品 若原料完全反应生成乌洛托品 则甲醛与氨的物质的量之比应为 a 1 1b 2 3c 3 2d 2 1解析 该有机物的分子式为c6h12n4 由分子中的c与n原子个数比可知 甲醛与氨的物质的量之比为6 4 3 2 答案选c 答案 c 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 3 下列有机物分子中 所有的原子不可能在同一平面上的是 解析 据甲烷 乙烯 乙炔 苯的结构可知a b c项中所有原子均可能在同一平面上 只有d项中含有 ch3 所有原子不可能共面 答案 d 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 4 在画有圈号的3个碳原子中 哪一个 或哪些 碳原子的空间构型更接近甲烷分子中的碳原子 试述其理由 解析 有机化合物分子的空间构型与分子中碳原子的成键方式有关 根据碳原子的不同成键方式所对应的键角及相关原子在空间的排布规律 若一个碳原子与4个原子成键 则四个键的键角总接近109 5 所以b中碳原子的立体形象更接近甲烷分子中的碳原子 答案 b 因为这个碳原子连有4个原子团 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 5 合理使用能源 保护我们的地球 实施低碳经济现成为当前的热门