碳原子成键特点和烷烃【教学课件】 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第七章

有机化合物

第一节

认识有机化合物

课时1

碳原子成键特点

烷烃的结构

自然界发现和人工合成的物质超过1亿种，其中绝大多数是有机化合物

。思考：什么是有机化合物?

1、定义：含碳的化合物一定是有机物吗？除碳的氧化物、碳酸及其盐、氢氰酸及其盐（HCN、NaCN)、硫氰化物及其盐（HSCN、NaSCN)、某些碳化物（SiC、CS2、CaC2)、羰基金属[Ni(CO)4]、碳硼烷（C2B10H12)等都不属于有机物。2、元素组成:

C、H、O、N、S、P、X(卤素）等是有机物中的主要组成元素

一.有机化合物绝大多数含碳的化合物。3、有机物特点（通性）P65

①有机物种类繁多

②大多数有机物熔点较低，难溶于水，易溶于有机溶剂，

不导电（聚乙炔导电）；③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。有机方程式书写一般用“→”二.有机物组成和结构的表示方法——“两模六式”1、分子式用元素符号表示物质组成的式子，可以反映一个分子中原子的种类和数目。例如：CH4、C2H62、实验式（最简式）表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子。例如：CH4、CH33、电子式用"·"或"×"来表示原子的最外层电子成键情况。

平面结构立体结构甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上（键角是109028/）。C-H的长度、强度相同，五个原子不共面4、结构式

用短划线替代原子间的共用电子对5、结构简式省略“C-H”，将同一个C上的H合并①省略长（主）链上的“C-C”②相同且相邻的基团合并例如：CH3-CH2-CH2-CH3或CH3CH2CH2CH3或CH3(CH2)2CH3

6、键线式将碳、氢元素符号省略，，除C、H以外的原子保留，只写碳碳键、通常相邻碳碳键之间的夹角为120∘，每个端点或转折点均表示有一个碳原子，用以表示分子中键的连接情况和官能团，则得到键线式。

CH3CH2CH3键线式可表示为__________________键线式可表示为__________________CH3CH=CHCH3键线式可表示为__________________【练习】使用模型研究物质结构将微观的分子结构通过模型呈现出来，便于我们了解分子中原子的结合方式与空间位置关系，获取更多的结构信息。随着现代技术的发展，除了实物模型，还可以通过计算机对物质的结构进行模拟和计算。这是人们探索物质的重要方法，也是学习化学的直观工具。鲍林使用模型研究物质结构8、空间填充模型小球表示原子、小棍表示共价键，球的大小表示原子半径大小；棍的多少可以反应是哪一族（棍有时代表单键和双键）可以反映空间位置小球表示原子、小棍表示共价键，球的大小表示原子半径大小；棍的多少可以反应是哪一族（棍有时代表单键和双键）可以反映空间位置。7、球棍模型【练习】

1、一种烃的球棍模型为，试着写出其分子式和结构简式。

分子式为C4H10，结构简式为CH3CH2CH2CH32、下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在状况（

）D3、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—C≡C—CH2—CH3

CH3CH3CHCH2CH3

CH3CH3CHCHCH3CH3CH3CH3CH3CHCH2CH31、结构：碳原子最外层有4个电子，在化学反应中不易得失电子形成阴阳离子2、成键特点：每个碳原子都与其他原子形成4个共价键，通常与H、O、S、N等非金属原子以共价键的成键方式形成共价化合物。（N为3，O为2，H、X为1）+62

4C三、有机化合物中碳原子的成键特点3、成键种类：碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键、三键。单键双键三键4、碳连接方式：链状结构或环状结构为碳骨架链状-直连

链状-支链

环状【思考】结合下列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⑴碳原子最外层有4个电子，在有机物中，每个碳原子能与其他原子形成4个共价键；⑵有机化合物中可以含一个碳原子,也可以含多个甚至成千上万个碳原子；⑶每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键、三键，多个碳原子可以相互结合形成长的碳链，也可以形成碳环；⑷大量存在同分异构现象。1.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（

）2.有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是（

）A．通过两个共价键 B．通过非极性键C．形成四对共用电子对 D．通过离子键和共价键CC【练习】四、烷烃经过科学实验证明，甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上，分子中4个C-H的长度和强度都相同，键角是109°28′。分子结构示意图球棍模型空间填充模型最能反映真实结构表示分子空间结构1、结构：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及三者的分子式，并总结这类有机物的分子通式？有机化合物乙烷丙烷丁烷碳原子数234结构式分子式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氢原子结合，化合价达到“饱和”。C2H6C3H8C4H103、链状烷烃的通式：CnH2n+22、烷烃（饱和烃）定义：

(n≥1)注意：①碳碳单键可以旋转；②链状：不是直线，锯齿状；③“饱和”—每个碳原子都形成四个单键；碳+氢=烃你知道烃的由来吗？4、烃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。tànqīngtīng5、烃基烃分子失去一个或几个H原子后剩余的部分，用R-表示，如甲基：CH3-或-CH3·······CHHH1.下列关于链状烷烃的说法正确的有()①在链状烷烃分子中，所有的化学键都是单键②分子组成上满足通式CnH2n＋2(n≥1)

③分子组成上满足CnH2n＋2(n≥1)的有机物都是链状烷烃④丙烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上⑤链状烷烃中所有原子可能共平面⑥碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的有机物一定是链状烷烃A.3个 B.4个 C.5个 D.6个A【练习】烷烃CnH2n+2的命名实例C4H10的名称为________C9H20的名称为________C14H30的名称为________带支链的烷烃用正、异、新表示n≤10时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字n＞10时，以汉字数字加“烷”字代表丁烷壬烷

十四烷CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3正戊烷异戊烷新戊烷CH3CH3

CCH3CH3无支链带一支链带二支链6、烷烃的命名a、习惯命名法：C17H36十七烷C8H18C12H26辛烷十二烷练习：“三步骤”、“五原则”(1)找主链：选最长碳链为主链，遇等长碳链时，支链最多为主链,叫“某烷”（可转弯）原则：最长、最多。(2)编碳号:由距离支链最近的一端开始，将主链上的碳原子用1，2，3…，等数字依次编号，以确定支链的位置,若均符合”近-----离支链最近一端编号”的原则则使支链编号之和最小，若两取代基距离主链两端等距离时，从简单取代基开始编号。

原则：最近、最小(3)写名称：（简前杂后母最后）名称组成：取代基位置-----取代基名称-----母体名称。用阿拉伯数字标明所有取代基位置（由小到大）相同取代基可以合并；汉字数字标明相同取代基的个数。阿拉伯数字与汉字间用短划线“-”隔开，阿拉伯数字间用逗号“，”隔开。原则：最简若烷烃命名中有”一甲基、二乙基、三丙基.......“一定错

b、系统命名法：CH3—CH2—CH—CH—CH2—CH2—CH3CH3CH3CH3CH—CH—CH32，3，5—三甲基—4—丙基庚烷CH3—CH—CH2—CH—CH—CH3CH3CH3CH32，3，5—三甲基己烷烷烃的命名练习CH3—CH—CH—CH—CH2—CH3CH3CH3CH3CH2CH3—CH2—C—CH2—CH2—CH3CH3CH3CH23—甲基—3—乙基己烷2，4—二甲基—3—乙基己烷2、写出下列各种有机物的结构简式：①2，3-二甲基-4-乙基己烷：________________________________。②支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃：_____________________。（CH3CH2)2CH(CH3)CH(CH3)2CH3CH2CH(CH2CH3)21、同位素具有相同质子数（即核电荷数）和不同中子数的同一元素的不同原子互称为同位素。eg:氕、氘、氚五、四同概念2、同素异形体是指由同种化学元素组成，但不同性质的单质eg:金刚石、石墨3、同系物结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物烷烃的结构相似是指：（1）碳和碳只存在碳、碳单键（2）在组成上相差一个或者n个CH2化学性质：相似②同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。4、同分异构体①同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象，叫做同分异构现象。同分异构体性质：物理性质：支链越多，熔沸点越低，密度越小化学性质：可能相似四“同”比较概念研究对象比较实例相同不同同系物

同分异构体

同素异形体

同位素

有机化合物结构相似分子组成上相差一个或若干个CH2原子团甲烷和乙烷化合物分子式相同结构不同正丁烷和异丁烷单质元素种类相同性质不同O2和O3元素质子数相同中子数不同14C、13C、12C1、下列各组物质互为同系物的是（

）A．O2和O3B．CH4和C3H8C．CH3CH2CH2CH3和（CH3）3CHD．

练习B互为同分异构体的有机物一定不属于同一类有机物(

)互为同分异构体的化合物，化学性质一定相似(

)互为同分异构体的有机物一定不是同系物，互为同系物的化合物一定不是同分异构体

(

)1、请同学们回顾所学内容，判断正误：CH3CHCH3׀Cl同分异构体的相对分子质量相同，相对分子质量相同的化合物一定是同分异构体

(

)CH3CH2CH2Cl和

互为同分异构体(

)练习2．有下列结构的物质：①CH3（CH2）3CH3②CH3CH2CH2CH2CH3③CH3CH2CH2CH2CH2CH3其中，属于同系物的是________；属于同分异构体的是______________；

属于同种物质的是________。

A．①②

B．②③

C．③④⑤⑥⑦

D．①③

E．③④⑤⑦

F．④⑥

E

AFBD

3、下列说法中正确的是（

）A．C3H7Cl有3种同分异构体B．相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体C．同分异构体之间的转化是化学变化C1.有机化合物中的同分异构构造异构：碳架异构（烷烃异构）；位置异构；官能团异构立体异构：顺反异构；对映异构六、同分异构体的书写2.同碳（或等效碳）的确定①连在同一个碳原子上的相同基团的对应碳原子是等效的；②处于对称位置或镜面对称位置的碳原子是等效的3.烷烃异构的书写方法（减碳移位法）（1）定碳链：碳链由长到短；每减少一个碳原子，就将其作为取代基（2）连支链：取代基由大到小，由整到散，位置由一边到中心

（无中心则一遍到另一边）注意：端点不带甲基，2号点不带乙基等，防重复，不遗漏。（3）填氢：根据C四价论，补写各碳原子所结合的氢原子数。1、试写出符合C4H10所有同分异构体的结构简式2、试写出符合C5H12所有同分异构体的结构简式3、试写出符合C6H14所有同分异构体的结构简式4、试写出符合C7H16所有同分异构体的结构简式练习C-C-C-C-C-C-CC7H16

的同分异构体：C∣C-C-C-C-C-CC-C-C-C-C-CC∣C∣C∣C-C-C-C-CC-C-C-C-CC∣C∣C-C-C-C-CC∣C∣C-C-C-C-CC∣C∣C-C-C-C-CC∣C∣C-C-C-CC∣C∣C∣123456789

碳原子数目越多，同分异构体越多碳原子数(烷烃)12345678910同分异构体数无无无2359183575碳原子数(烷烃)1112….1543472040同分异构体数159355….366319624911788059311.定义是指在有机物分子中，位置等同的氢原子称为等效氢五、等效氢2.等效氢的判断方法①连在同一个碳原子上的氢原子等效；②处于对称位置烷基上的氢原子等效；③处于镜面对称上的氢原子等效。3.应用判断同分异构体的一种方法，处于不同环境中的氢原子（等效氢）有多少种，其一元取代物结构就有多少种。1．下列化合物中有三种不同氢原子的是（

）A．（CH3）3CC（CH3）3B．（CH3）2CH（CH2）2CH（CH3）2C．（CH3）2CHCH2CH3D．CH3C（CH3）3练习B1、确定元素组成一般说来，有机物完全燃烧后，各元素对应产物为：C→CO2、H→H2O、Cl→HCl。某有机物完全燃烧后若产物只有CO2和H2O，则其元素组成可能为C、H或C、H、O。欲判断该有机物是否含氧元素，首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氧元素的质量，然后将碳、氢质量之和与原有机物质量比较，若两者相等，则原有机物中不含氧；否则，原有机物的组成中含氧。六、确定有机物分子式2.确定分子式①相对分子质量+实验式法根据有机物的分子式为实验式（最简式）的整数倍，利用其相对分子质量和实验式可确定其分子式。②列方程组法若已知有机物的元素组成，则可直接设1个分子中各元素的原子个数为x、y、z等[如含碳、氢、或碳、氢、氧时均可设为CxHyOz（当z=0时不含氧），根据原子守恒建立方程组解出x、y、z等即可]。③不定方程法当未知数的个数多于等式个数时的方程（组）属于不定方程（组），从数学角度无确定解；但若结合未知数的化学意义，则可能只有少数解合理。1、已知甲烷的