【课件】碳原子的成键特点　烷烃的结构高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第一节

认识有机化合物第七章

有机化合物第1课时：碳原子的成键特点烷烃的结构课程学习目标1.了解有机化合物是有空间结构的，以甲烷为例认识有机物中碳原子的成键特点。2.掌握同系物、同分异构体的概念，能根据结构式或结构简式判断它们是否为同分异构体或同系物。核心素养水平1.宏观辨识与微观辨析：能从原子、分子水平分析烷烃的微观特征，能运用化学符号说明同系物、同分异构现象。能从物质的微观角度说明烷烃的结构特征。2.证据推理与模型认知：能够构建不同有机物的模型，能通过构建的模型进一步探究有机物的结构和性质。课程学习目标与核心素养水平

有机化合物的应用非常广泛，体现在我们生活的方方面面。【思考】什么叫做有机化合物？组成元素有哪些？有机化合物食品：糖类、油脂、蛋白质等药品：阿司匹林、青蒿素等能源：煤、石油、天然气等材料：塑料、纤维、橡胶等新课导入一、有机化合物1.定义：绝大多数含有碳元素的化合物。如:甲烷(CH4)、乙醇(C2H5OH)、蔗糖(C12H22O11)等。注意：含碳的化合物不一定是有机物，如碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等看作无机物。2.组成元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、卤素等。烃(tīng)：只含C、H两种元素的有机物【思考】人类目前发现和合成的物质已经超过1亿种，其中绝大多数都是有机物，为什么有机物的种类会如此繁多？二、有机化合物中碳原子的成键特点1.碳原子的成键类型碳原子最外层有4个电子，既不容易得到电子也不容易失去电子，通常与其它非金属原子通过共用电子对的方式形成共价键。2.碳原子的成键数目碳原子的电子式有机化合物中，每个碳原子都与其他原子形成4个共价键。【思考】这4个共价键可以如何组合呢？【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。思维启迪3.碳原子的成键方式(2)碳原子与碳原子之间可形成单键、双键或三键。(3)多个碳原子之间可结合成碳链，也可结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架。（1）碳原子最外层有4个电子，易形成4个共价键；——代表物：甲烷分子式电子式结构式空间构型球棍模型空间填充模型CH4正四面体键长、强度(键能)、键角相同4个C-H键：键角109°28′真实反应其存在状况5个原子不在同一平面三、烷烃的结构【思考与讨论】与甲烷结构相似的有机化合物还有乙烷、丙烷、丁烷，试写出丁烷的结构式并总结这类有机物的组成和分子结构特点？有机化合物乙烷丙烷丁烷碳原子数234结构式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H结合，化合价达到饱和。(1)定义：烃分子中碳原子之间都以单键相结合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫做饱和烃，也称为烷烃。1.烷烃的结构特点C的4根键连接4个原子【思考】通过乙烷、丙烷、丁烷的球棍模型分析烷烃还有哪些结构特点？①碳碳单键可旋转；②碳原子数大于2的直链烷烃呈锯齿状；三、烷烃的结构【典例1】下列物质中是否属于烷烃？CCHHHH∣

∣－

C－HH∣

∣－

C－HHH∣

∣－

C－HH∣

∣－

C－HHHC—C——HCHHHC—HHH——HHH是是否有机化合物乙烷丙烷丁烷碳原子数234结构式分子式C2H6C3H8C4H10【思考与讨论】再写出乙烷、丙烷、丁烷的分子式，然后分析链状烷烃的分子式有什么书写规律？规律：如果链状烷烃中碳原子数目为n，氢原子数就是2n+2。2.烷烃的通式：CnH2n+2(n≥1)3.烷烃的表示方法名称乙烷丙烷丁烷分子式C2H6C3H8C4H10结构式结构简式CH3-CH3CH3CH3CH3-CH2-CH3CH3CH2CH3CH3-CH2-CH2-CH3CH3CH2CH2CH3结构简式书写原则：必须省略C-H键，C-C单键可省可不省，同一C上的H合并。∣

∣－

C－HHH∣

∣C－HHH∣

∣－

C－HHH∣

∣－

C－HH∣

∣－

C－HHH∣

∣－

C－HH∣

∣－

C－HHH∣

∣－

C－HH∣

∣－

C－HHH丙烷乙烷丁烷C2H6C3H8C4H10定义：结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。同系物化学性质相似,物理性质不同。4.同系物【典例2】下列各组物质中互为同系物的是()B5.烷烃的一般命名

(1)简单烷烃的命名根据所含碳原子的个数(n),称为某烷。其中碳原子个数的表示方法为：n≤1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n>10相应汉字数字,如C17H36,n=17,就用“十七”,称为十七烷三、烷烃的结构（2）对于某些的链状烷烃，用正、异、新来命名正戊烷异戊烷新戊烷无支链带一支链带两支链CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH3CCH3CH3【思考】以上三个物质物质分子式均为C5H12，它们是否是同一种物质呢？不是，因为它们的结构不同。6.同分异构体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体现象，具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。不一定是同类物质B同素异形体同种物质同系物【典例2】下列物质互为同分异构体的是()

A.O2和O3B.CH3COOH和HCOOCH3

C.D.【思考】下列哪些是属于同一碳链？(碳干分析法)CCCC－－－(1)(4)(6)(5)(3)(2)∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－∣C∣CCC－∣√√√C—C—C—C—C—CC—C—C—C—CCC—C—C—C—CCC—C—C—CCCC—C—C—CCC(1)排主链，主链由长到短(2)减一个碳变支链支链位置由心到边，但不到端。(3)减两个碳变支链对称碳不重排(4)补氢——看每个碳周围(满足4个键)差几个键就补几个氢CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3CH3—CH2—CH—CH2—CH3CH3CH3—CH—CH2—CH2—CH3CH3CH3—C—CH2—CH3CH3CH3CH3—CH—CH—CH3CH3CH3己烷有五种同分异构体注意：减下的碳要少于剩余的碳。同分异构体书写：减碳法【思考】如何书写C6H14的同分异构体？概念内涵比较对象实例同位素同素异形体同系物同分异构体质子数等，中子数不等，原子之间原子氕、氚同一元素形成的不同单质单质O2、O3结构相似，组成上差一个或n个CH2有机物C2H6、C4H10相同分子式，不同结构的化合物有机物CH3(CH2)3CH3、C(CH3)4概念辨析①O2和O3②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3③

和④金刚石和石墨⑤氕、氘和氚⑥CH3CH2C(CH3)2CH2CH3和

CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3同位素同素异形体同系物同分异构体概念辨析12C14C1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(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，碳原子间只能成单键。(

)(3)在有机化合物中，碳原子间所成的骨架只能为链状。(

)(4)有机化合物种类繁多的原因之一是碳原子间的成键方式及碳骨架不同。(

)(5)通式相同的有机物互为同系物。(

)效果检测√√×××2．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(

)3．下列关于CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH3的叙述不正确的是(

)A．均能用通式CnH2n＋2来表示B．它们互为同系物C．CH3CH2CH2CH3与异丁烷互为同分异构体D．分子中的碳原子都在同一条直线上4．下列有关说法正确的是(

)A．石墨和金刚石互为同位素B．乙烷和丙烷互为同素异形体C．CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3互为同分异构体D．12C和13C互为同系物5．按要求填空。(1)下列属于链状烷烃的是_______