7.1.1有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构 课件 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1课时有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构第七章有机化合物素养目标1.通过认识有机化合物中碳原子的成键特点,从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构,培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.通过认识烷烃的命名法和同系物的定义,从物质分类的角度辨识各类有机化合物的结构和性质特点,构建同系物和同分异构体的认知模型,培养证据推理与模型认知的学科核心素养。知识点一有机化合物中碳原子的成键特点基础落实•必备知识全过关知识点一有机化合物中碳原子的成键特点一、有机化合物中碳原子的成键特点1.甲烷的结构(1)甲烷分子中的碳原子以最外层的

个电子分别与

个氢原子的电子形成4个

共价键。

(2)甲烷的电子式和结构式分别表示为

、

。

44C—H2.有机化合物中碳原子的成键特点(1)碳原子间的成键方式

碳原子很难通过得失电子形成单核离子有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成

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

()、

()或

(—C≡C—)。

4单键双键三键(2)有机化合物碳骨架的基本类型

碳链碳环直链带支链温故知新化合物的分类及共价键名师点拨有机化合物中碳骨架结构(1)若有机化合物中碳原子仅形成单键,则含3个及以上碳原子的有机化合物中碳原子呈锯齿状排列。(2)链状碳骨架至少含1个碳原子,环状碳骨架至少含3个碳原子(形成碳环)。(3)碳骨架结构中,碳原子剩余价键可与H、O、X(卤素)原子等结合,从而使碳原子最外层达到8电子稳定结构。重难突破•能力素养全提升探究角度1

有机化合物中碳原子的成键特点例1(2024·甘肃天水高一期末)关于有机化合物中碳原子的成键特点,下列叙述不正确的是(

)A.碳原子既可以与碳原子形成4个共价键,又可以与其他原子(如氢原子)形成4个共价键B.碳原子性质活泼,可以跟多种元素的原子形成共价键C.碳原子之间既可以形成单键,又可以形成双键或三键D.多个碳原子之间可以结合成碳链(可以带有支链),也可以结合成碳环,构成有机化合物链状或环状的碳骨架B解析

碳原子最外层有4个电子,碳原子与碳原子或其他原子(如氢原子)可形成4个共价键达到稳定结构,A正确;常温下,碳原子的化学性质不活泼,B错误;碳原子之间的成键方式具有多样性,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成双键、三键,C正确;碳原子最外层有四个电子,碳原子之间既可以形成单键,也可以形成双键和三键,不仅可以形成碳链,还可以形成碳环,且多个碳原子可以形成长度不同的直链、支链及环,且链、环之间又可以相互结合,D正确。归纳总结有机化合物中碳原子的成键特点

[对点训练1](2024·河南开封高一期末)有关有机化合物中碳原子的成键特点,下列说法错误的是(

)A.碳原子最外层有4个电子,每个碳原子均形成4个单键B.碳原子间不仅能形成碳链,还能形成碳环C.在CH4分子中,4个碳氢共价键均为极性共价键D.多个碳原子通过单键形成的碳链为锯齿形,不是直线形A解析

碳原子间可以形成碳碳双键、碳碳三键,不一定都形成4个单键,A错误;根据碳原子成键特征,碳原子之间可以形成链状,也可以形成环状等,B正确;甲烷分子中4个碳氢共价键均为极性共价键,C正确;由于碳原子周围有4个单键,因此多个碳原子通过单键形成的碳链一般是锯齿形,不是直线形,D正确。知识点二烷烃的结构基础落实•必备知识全过关知识点二烷烃的结构1.烷烃的组成与结构(1)甲烷分子的空间结构①甲烷的分子结构示意图与分子结构模型②甲烷分子的结构特点

正四面体碳原子氢原子相同相等(2)烷烃的组成和结构

碳、氢单键氢原子饱和CnH2n+22.烷烃的命名(1)命名方法(碳原子数用n表示)n≤1012345678910甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷n>10汉字数字+烷(2)当碳原子数(n)相同,结构不相同时,用正、异、新等表示。例如,丁烷(C4H10)有两种分子:CH3CH2CH2CH3(无支链):

;

(有支链)

。

正丁烷异丁烷3.同系物

相似CH2相似4.同分异构现象和同分异构体(1)定义名称定义同分异构现象化合物具有相同的

,但具有不同

的现象称为同分异构现象

同分异构体具有

的化合物互称为同分异构体

(2)实例例如,

(CH3CH2CH2CH3)和

()互为同分异构体。

分子式结构同分异构现象正丁烷异丁烷特别提醒(1)天然气、沼气和煤层气的主要成分是甲烷。(2)护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡,其主要成分是含碳原子数较多的烷烃。教材拓展甲烷组成元素的实验确定(1)点燃纯净的甲烷,在火焰上方罩一个干燥的小烧杯,烧杯内壁有水珠出现,说明甲烷含有氢元素。(2)迅速将小烧杯倒转过来,向烧杯中注入少量澄清石灰水,振荡,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成,证明甲烷中含有碳元素。名师点拨烷烃的组成与结构(1)烷烃只含C、H两种元素,且氢原子数一定是偶数,相对分子质量也一定是偶数。(2)符合链状烷烃的通式的有机化合物一定是烷烃。(3)烷烃的结构特点:“饱和”、单键(C—C、C—H)。概念辨析同系物和同分异构体(1)互为同系物的有机化合物均属于同一类物质,即分子结构相似。(2)互为同系物的有机化合物中碳原子数不同,即分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。(3)互为同分异构体的有机化合物结构不同,不一定是同类物质。(4)同分异构体的物理性质和化学性质均可能不同。(5)烷烃中,甲烷、乙烷、丙烷不存在同分异构体,其他烷烃均存在同分异构体,且同分异构体的数目随着碳原子数的增加而增加。重难突破•能力素养全提升探究角度2

烷烃的结构特点及分析例2(2024·湖北高中名校联盟高一期末)如图表示4种烷烃分子,下列说法不正确的是(

)A.a是甲烷的空间填充模型B.b中含有极性共价键和非极性共价键C.烷烃分子中,相邻的3个碳原子可能在同一条直线上D.烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与其他碳原子或氢原子相连C解析

由图可知,a是甲烷的空间填充模型,A正确;由球棍模型可知,b表示丙烷,分子中含非极性共价键(C—C)和极性共价键(C—H),B正确;根据烷烃分子的结构特点可知,相邻的3个碳原子不可能在同一条直线上,C错误;烷烃分子中的碳原子均以共价单键的形式与其他碳原子或氢原子相连,D正确。归纳总结1.有机化合物组成与结构的表示方法2.认识烷烃分子的结构特点

[对点训练2](2024·广东东莞七校高一期末)下列关于烷烃的说法错误的是(

)A.甲烷是最简单的烷烃B.烷烃分子中含有碳、氢两种元素C.烷烃分子中碳原子之间都以单键结合D.烷烃分子中碳链均为直链结构,不含有支链和环状结构D解析

甲烷分子中只有一个碳原子,是最简单的烷烃,A正确;烷烃分子中含有碳、氢两种元素,不含有其他元素,B正确;烷烃分子中碳原子间均以单键的形式连接,剩余价键均与氢原子结合,C正确;烷烃分子中只要求碳原子之间都以单键的形式结合,因此可以含有支链和环状结构,D错误。探究角度3

同系物和同分异构体的判断例3(2024·辽宁锦州高一期末)含4个碳原子的有机物(只含碳和氢两种元素)分子结构中,碳原子相互结合的几种方式如图,下列说法中正确的是(

)A.①②⑧⑨都属于烷烃,符合通式CnH2n+2B.⑥⑦⑧⑨都含有碳环结构C.①和②互为同系物D.④⑤⑧⑨互为同分异构体D解析

①②属于链状烷烃,⑧⑨属于环状烷烃,环状烷烃不符合通式CnH2n+2,A错误;由结构可知,⑥⑦中含有碳碳三键,不含碳环结构,B错误;①是正丁烷,②是异丁烷,二者互为同分异构体,C错误;④⑤⑧⑨的分子式均为C4H8,但分子结构不同,故互为同分异构体,D正确。方法突破

判断同系物和同分异构体的方法

[对点训练3](2024·江苏淮安高一期中)关于分子式为C2H6的烷烃A与分子式为C4H10的烷烃B,下列说法错误的是(

)A.A与B一定互为同系物B.它们结构相似,互为同分异构体C.A与B分子中都含有极性键和非极性键D.A与B分子中含有—CH3的个数可能不同B解析

A、B分子都符合通式CnH2n+2,二者所含碳原子数不同,故一定互为同系物,不是互为同分异构体,A正确,B错误;A与B分子中都含有极性键(C—H)和非极性键(C—C),C正确;烷烃A含有2个—CH3,若烷烃B为正丁烷,则含有2个—CH3,若烷烃B为异丁烷,则含有3个—CH3,故含有的—CH3个数可能不同,D正确。随堂检测

全达标12345题组1有机化合物中碳原子的成键特点和烷烃的结构1.(2024·浙江宁波十校高一联考)下列表示烷烃分子的化学用语不正确的是(

)C12345

123452.(2024·辽宁沈阳市郊联体高一联考)下面是4个碳原子相互结合的6种方式(氢原子没有画出),其中符合通式CnH2n+2的是(

)A.②③

B.①⑤C.②③④ D.①B解析

CnH2n+2为链状烷烃的分子通式,即分子中原子之间均以单键连接。②③④中均含有C═C,不属于烷烃,不符合通式CnH2n+2,①⑤符合通式CnH2n+2。123453.(教材改编题)如图是三种有机化合物的分子结构模型,下列有关说法不正确的是(

)A.都只含有碳和氢两种元素B.都含有C—C和C—HC.都符合通式CnH2n+2,互为同系物D.丁烷分子中所有碳原子不可能处于同一平面内D12345解析

由结构模型可知,3种有机化合物分子均只含有碳和氢两种元素,都含有C—C和C—H,A、B正确;乙烷、丙烷、丁烷的分子式分别为C2H6、C3H8、C4H10,都符合通式CnH2n+2,分子结构相似,所含碳原子数不同,故互为同系物,C正确;丁烷分子中含4个碳原子不在同一直线上,由于单键可以旋转,故4个碳原子可能处于同一平面内,D错误。12345题组2同系物和同分异构体的判断4.(2024·陕西咸阳高一期末)下列各组物质互为同分异构体的是(

)A.CH2═CH2和CH3CH3B.CH3CH2CH3与CH3CH(CH3)2D.正戊烷和异戊烷

D12345解析

CH2═CH2和CH3CH3的分子式不同,不是同分异构体,A错误;CH3CH2CH3与CH3CH(CH3)2的分子式不同,不是同分异构体,B错误;CH2Br2可类比CH4,