有機化合物中碳原子的成鍵特點【高效備課精研+知識精講提升】 高一化學(xué) （人教版2019必修第二冊）

走進奇妙的化學(xué)世界2022-2023必修第二冊第七章

有機化合物第一節(jié)

認識有機化合物維生素C木糖醇食

品

碳在地殼中的含量很低，但是含有碳元素的有機化合物卻分布極廣。有機化合物不僅構(gòu)成了生機勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和藥物的主要來源。青霉素藥

物煤礦坑道氣（瓦斯）沼氣（甲烷的俗稱）天然氣、油田氣可燃冰CH4燃

料

目前，人們在自然界發(fā)現(xiàn)和人工合成的物質(zhì)已超過1億種，其中絕大多數(shù)都是有機化合物，而且新的有機化合物仍在源源不斷地被發(fā)現(xiàn)或合成出來。有機化合物為什么如此繁多？它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有哪些一般特點？讓我們一起走進奇妙的有機世界

學(xué)習(xí)

目標(biāo)第1課時

有機化合物中碳原子的成鍵特點PART01PART02了解有機物中碳原子的成鍵特點、成鍵類型及方式。認識甲烷的組成、結(jié)構(gòu)、烷烴的組成及結(jié)構(gòu)通過觀察，你能否發(fā)現(xiàn)下述有機物在組成上有什么相同之處？都含有C元素有機化合物1、定義：絕大多數(shù)含碳的化合物如：CH4、C6H12O6、C2H5OH等含碳的化合物一定是有機物嗎？注意：以下除外：CO﹑CO2、H2CO3碳酸鹽

碳酸氫鹽、SiC、CaC2、氫氰酸(HCN)及其鹽、硫氰酸(HSCN)及其鹽為無機物。2．主要組成元素：碳、氫、氧、氮、硫、鹵素、磷等有機物種類繁多，我們?nèi)绾稳W(xué)習(xí)它們的性質(zhì)呢？[問題1]碳原子最外層有4個電子，可與其他原子形成4個共價鍵，仔細觀察下列有機化合物的結(jié)構(gòu)，歸納碳原子間可有哪些結(jié)合方式（碳骨架）。學(xué)習(xí)任務(wù)有機化合物中碳原子的成鍵特點單鍵雙鍵叁鍵模型認知

除了H外，其他多數(shù)原子在形成穩(wěn)定物質(zhì)時，從原子結(jié)構(gòu)來看，都形成了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，或者是通過形成陰陽離子進一步通過離子鍵構(gòu)成物質(zhì)，或者通過共價鍵形成分子構(gòu)成物質(zhì)。碳原子周圍形成了4個共價鍵（4對共用電子對）碳“四價”理論[問題3]給含4個碳原子的碳骨架補充氫原子，書寫分子式CCCCCCCCHHHHHHHHHHHHHHHHHHHC4H10C4H10這種分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的現(xiàn)象，稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象。[問題2]根據(jù)碳原子成鍵方式及碳骨架的基本類型，4個碳原子可相互結(jié)合成哪些碳骨架結(jié)構(gòu)？直鏈

支鏈環(huán)狀有機物種類繁多的原因兩個碳原子之間可以單鍵、雙鍵、三鍵結(jié)合，多個碳原子之間可以碳鏈或碳環(huán)結(jié)合。H一、有機化合物中碳原子的成鍵特點(1)鍵的個數(shù)每個碳原子形成4個共價鍵（4對共用電子對）(2)成鍵的類型(3)碳骨架形式碳原子之間可構(gòu)成鏈狀結(jié)構(gòu)，也可構(gòu)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。碳原子不僅可以與其他原子形成共價鍵，而且碳原子與碳原子之間也能形成共價鍵，可以形成單鍵、雙鍵或三鍵。[點撥](1)呈直鏈狀的有機物分子不能理解成所有的碳原子都處在同一條直線上，如果有機物分子鏈狀碳骨架結(jié)構(gòu)中僅存在碳碳單鍵，則含3個及以上碳原子的分子呈鋸齒狀。(2)鏈狀碳骨架結(jié)構(gòu)中的碳原子最少是1個，環(huán)狀碳骨架結(jié)構(gòu)中的碳原子最少是3個(構(gòu)成環(huán))。(3)碳骨架結(jié)構(gòu)中，碳原子余下的價鍵可以與氫原子或氧原子等結(jié)合，

從而使碳原子最外層達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。碳原子的成鍵特點:1.有機物分子中的碳原子與其他原子的結(jié)合方式是()A.通過兩個共價鍵B.通過非極性鍵C.形成四對共用電子對D.通過離子鍵和共價鍵C2.碳原子的不同結(jié)合方式使得有機物種類繁多，下列碳原子的結(jié)合方式中錯誤的是()C3.已知碳原子可以成4個價鍵，氫原子可以成1個價鍵，氧原子可以成2個價鍵，下列分子式或結(jié)構(gòu)簡式書寫正確的是()A.CH3

B.C2H6

C. D.B典題精練叁鍵【資料卡片】使用模型研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)

將微觀的分子結(jié)構(gòu)通過模型呈現(xiàn)出來，便于我們了解分子中原子的結(jié)合方式與空間位置關(guān)系，獲取更多的結(jié)構(gòu)信息。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，還可通過計算機對物質(zhì)結(jié)構(gòu)進行模擬和計算。這是人們探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要方法，也是學(xué)習(xí)化學(xué)的直觀工具。今天我們也效仿科學(xué)家，采用實物模型來研究有機物中碳原子的成鍵特點。1.最簡單的有機化合物----甲烷分子結(jié)構(gòu)最能反映真實結(jié)構(gòu)

正四面體結(jié)構(gòu)特點甲烷分子是以碳為中心，四個氫原子為頂點的正四面體結(jié)構(gòu)，其中C—H鍵的長度和強度相同，夾角相等。經(jīng)過科學(xué)實驗證明甲烷分子的結(jié)構(gòu)是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵能為413.4KJ/mol,鍵長為109pm,鍵角為109°28′。二、有機化合物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子。(1)分子式：(2)最簡式(實驗式)：C2H6、

C3H8、

C4H10……

如C4H10的最簡式為

C2H5(4)結(jié)構(gòu)式：用短線來表示原子間的共用電子對用小黑點等符號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子(3)電子式：用元素符號表示物質(zhì)分子組成的式子，可反映一個分子中原子的種類和數(shù)目2、有機化合物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法(5)結(jié)構(gòu)簡式：省略C?H鍵，把同一碳原子上的H合并，省略橫線上C?C鍵【注意】省略單鍵，但雙鍵、三鍵不能省略省略橫線上C—C鍵CH3-CH3CH3CH3結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式

省略C—H鍵把同一C上的H合并結(jié)構(gòu)簡式練習(xí)1.寫出下列有機物的結(jié)構(gòu)簡式：

CH3CH2CH2CH3

CH3CH2CH3CH3CH3-CH-CH3或CH3CH(CH3)CH3練習(xí)2.根據(jù)下列有機分子的碳骨架，寫出各有機物對應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式。CH3—C≡C—CH2—CH3

CH3CH3—CH—CH2—CH3

CH3CH3—CH—CH—CH3

CH3CH3—CC—CH3CH3CH3練習(xí)3.寫出下列分子模型對應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式CH3-CH2-CH2-CH2-CH3CH3-CH2-CH-CH3

CH3

CH3CH3-C-CH3

CH3(6)鍵線式：

省略碳、氫元素符號，只寫碳碳鍵；通常相鄰碳碳鍵之間的夾角畫成120°,每個端點和轉(zhuǎn)折點都表示碳原子，除C、H以外原子都保留下來。如：CH3CH2CH3鍵線式可表示為__________________鍵線式可表示為__________________CH3CH=CHCH3鍵線式可表示為__________________①空間充填模型②球棍模型(7)分子模型最能反映真實結(jié)構(gòu)甲烷的分子結(jié)構(gòu)提煉歸納結(jié)構(gòu)式是表達原子之間共用電子對情況的平面模型，并不能把物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)真實表達出來。實際上甲烷中的5個原子并不是處于同一平面。正四面體[注意]

(1)甲烷分子中的4個C—H極性鍵完全相同，5個原子不在同一平面上，其中最多有3個原子在同一平面上。(2)甲烷分子的電子式和結(jié)構(gòu)式均表示分子中原子的成鍵方式，但不能表示分子真實的空間結(jié)構(gòu)；球棍模型和空間充填模型則能表示分子中原子間的連接方式、原子的相對大小及空間分布等。1．如圖所示均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，下列說法錯誤的是(

)A．Ⅰ將各原子看成了質(zhì)點，為立體結(jié)構(gòu)示意圖B．Ⅱ為電子式，表示甲烷分子中有8個電子C．Ⅲ為球棍模型，棍代表甲烷分子內(nèi)含有的共價鍵D．Ⅳ為空間充填模型，能表示出甲烷的空間構(gòu)型及各原子的相對大小B2．下圖為正丁烷的球棍模型。下列說法正確的是(

)A．正丁烷的分子式為C4H8B．分子中4個碳原子在同一條直線上C．分子中含有4個碳碳單鍵D．分子中共含有13個共價鍵D3.下圖是表示4個碳原子相互結(jié)合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化學(xué)鍵，假如碳原子上其余的化學(xué)鍵都是與氫原子結(jié)合。(1)碳原子間所成的化學(xué)鍵全是碳碳單鍵的有_____________(填字母，下同)，含有碳碳雙鍵的有________，含有碳碳三鍵的有______。A、C、H、JB、E、FD、G(2)碳骨架為鏈狀的有_______________________，為環(huán)狀的有__