有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn) 【知識精講精研+能力拓展提升】 高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第一節(jié)

認(rèn)識有機(jī)物課時(shí)1

有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)

第七章

有機(jī)化合物讓我們一起走進(jìn)奇妙的有機(jī)世界！學(xué)習(xí)目標(biāo)GOAL從元素組成的視角認(rèn)識有機(jī)化合物知道同系物、同分異構(gòu)體的概念，并會判斷兩者123以甲烷為例認(rèn)識有機(jī)物中碳原子成鍵特點(diǎn)，通過模型認(rèn)知學(xué)習(xí)有機(jī)化合物多樣性和復(fù)雜性原因活動1：觀察有機(jī)化合物的元素組成有機(jī)物C、H、O、N、S、P、X鹵素等主要元素其他元素1.概念：絕大多數(shù)含碳的有機(jī)化合物2.元素：注意：CO、CO2、H2CO3、CO32-、HCO3-、金屬碳化物、簡單碳化物（如：SiC）、CN-、SCN-

等為歸為無機(jī)物。3.特點(diǎn)：種類繁多絕大多數(shù)為非電解質(zhì)(CH3COOH等除外)大多數(shù)有機(jī)物的熔沸點(diǎn)較低，易溶于有機(jī)溶劑、難溶于水絕大多數(shù)有機(jī)物可燃燒(CCl4等除外)，受熱易分解，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)較復(fù)雜，常伴有副反應(yīng)發(fā)生。第ⅣA族/14縱行形成化合物最多不是所有含碳的化合物都是有機(jī)物下列物質(zhì)屬于有機(jī)物的是

，A．H2SB．C2H2

C．CH3ClD．C2H5OHE．CH4

F．H2G．金剛石H．CH3COOHI．CO2

J．C2H4BCDEHJ下列說法正確的是

（

）A.凡是含碳元素的化合物都屬于有機(jī)物B.易溶于酒精、苯等有機(jī)容積的物質(zhì)一定是有機(jī)物C.所有的有機(jī)物都很容易燃燒D.有機(jī)物發(fā)生的反應(yīng)一般比較復(fù)雜，速度緩慢，并且還常伴有副反應(yīng)發(fā)生E.有機(jī)物只存在于動植物體內(nèi)，不能通過人工方法合成F.有機(jī)物只含碳、氫元素Cl2、Br2、I2鹵素單質(zhì)DCCl4G目前，人們在自然界中發(fā)現(xiàn)和人工合成的物質(zhì)已經(jīng)超過1億種，其中絕大多數(shù)是有機(jī)物。為什么所含元素種類如此有限，卻形成了種類如此繁多的有機(jī)物呢？不易失去電子，也不易得電子，只有通過共用4對電子來達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?；顒?：探究碳原子成鍵數(shù)目“碳四價(jià)”原則【探究活動】用4個(gè)碳原子，氫原子數(shù)目任選，拼插出你認(rèn)為

合理的有機(jī)物，并說明理由。C4H10C4H10C4H8C4H8C4H8C4H6C4H6C4H8C4H8C6H6C8H8缺幾個(gè)鍵補(bǔ)幾個(gè)H(1)鍵的個(gè)數(shù)每個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)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(jià)鍵，而且碳原子與碳原子之間也能形成共價(jià)鍵，可以形成單鍵、雙鍵或三鍵。有機(jī)化合物中碳原子成鍵特點(diǎn)有機(jī)物種類繁多的原因碳原子間成鍵方式多樣①碳碳之間的結(jié)合方式有單鍵、雙鍵、三鍵②多個(gè)碳原子可以相互結(jié)合成鏈狀，也可以結(jié)合成環(huán)狀（且可帶支鏈）③C還可以和H、O、N、S、P以及鹵素等多種非金屬原子形成共價(jià)鍵。組成有機(jī)物的碳原子數(shù)目靈活有機(jī)物分子中可能只含有1個(gè)或幾個(gè)碳原子，也可以含有成千上萬個(gè)碳原子。下列描述中正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)碳原子最外層有4個(gè)電子，可以形成4個(gè)共價(jià)鍵(

)(2)碳原子能與其他原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，且碳原子之間也能相互成鍵(

)(3)在有機(jī)化合物中，碳原子間所成的骨架只能為直鏈狀(

)(4)在有機(jī)化合物中，碳原子間只能形成單鍵(

)(5)有機(jī)化合物種類繁多的原因之一與碳原子間的成鍵方式及碳骨架不同有關(guān)(

)√√××√有機(jī)物烴：烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等烴的衍生物：鹵代烴、醇、酚、羧酸等高分子化合物（包括人工合成）+=烴火氣：只含有C、H兩種元素的有機(jī)物甲烷

CH4各原子間形成的共價(jià)鍵時(shí)，彼此離的越遠(yuǎn)，則斥力越小，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。

證明CH4正四面體結(jié)構(gòu)：CH2Cl2只有一種結(jié)構(gòu)經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)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′。分子式

電子式

結(jié)構(gòu)式

結(jié)構(gòu)簡式

最簡式/實(shí)驗(yàn)式

球棍模型

比例模型CH4CH4CH4最能反映真實(shí)結(jié)構(gòu)最適合表示空間構(gòu)型甲烷的表示方法分子式：用元素符號表示物質(zhì)分子組成的式子，反映一個(gè)分子中原子的種類和數(shù)目電子式：用小黑點(diǎn)等符號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子結(jié)構(gòu)式：用短線來表示原子間的共用電子對結(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鍵最簡式/實(shí)驗(yàn)式：表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子鍵線式：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(gè)端點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)都表示碳原子，除C、H以外原子都保留下來。分子式

電子式

結(jié)構(gòu)式

結(jié)構(gòu)簡式

最簡式/實(shí)驗(yàn)式

球棍模型

比例模型CH4CH4CH4最能反映真實(shí)結(jié)構(gòu)最適合表示空間構(gòu)型甲烷的表示方法

個(gè)C--H鍵，均為

鍵，4個(gè)鍵的鍵長、鍵能、鍵角均

，空間構(gòu)型：

結(jié)構(gòu)，最多

個(gè)原子共面4極性相同正四面體3只要有

，所有原子不可能全共面，最多3個(gè)原子共面(109°28′)鍵角109°28′注意：烷烴中碳原子間結(jié)合成鏈狀，呈鋸齒狀，鏈上也可以分出支鏈。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(4)烷烴CnH2n+2中有

個(gè)C-C，有

個(gè)C-H，有

個(gè)共價(jià)鍵，有

個(gè)質(zhì)子數(shù)(電子數(shù))(1)烷烴中碳碳之間結(jié)合成鏈狀(2)每個(gè)碳原子與四個(gè)原子相連，構(gòu)成空間四面體，所有原子不可能共面(3)除乙烷外，別的烷烴的碳鏈均非直線型，為鋸齒形，碳碳單鍵可旋轉(zhuǎn)n-12n+23n+18n+2【思考與交流】(1)與甲烷結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)化合物還有很多，隨著分子中碳原子數(shù)的增加，還有乙烷、丙烷、丁烷等一系列有機(jī)化合物。請根據(jù)碳原子的成鍵規(guī)律和下表提供的信息，寫出丁烷的結(jié)構(gòu)式和乙烷、丙烷、丁烷的分子式，并由此歸納這類有機(jī)化合物分子式的通式。C2H6C3H8C4H10鏈狀烷烴通式：_____________。CnH2n＋2(n≥1)烷烴定義：分子中只含有碳和氫兩種元素，分子中的碳原子之間都以單鍵結(jié)合，碳原子的剩余價(jià)鍵均與氫原子結(jié)合，使碳原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和”。這樣的一類有機(jī)化合物稱為飽和烴，也稱為烷烴。①M(fèi)=14n+2一定為偶數(shù)(16、30、44、58、72、86等)；相鄰C相差

1個(gè)CH2②

CH4含氫量最高、含碳量最低、密度最小的烴+CH2+CH2同系物不同碳的烷烴，一定互為同系物定義：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)特點(diǎn)：①同：屬于同類物質(zhì)②似：結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)不同③差：組成上相差n個(gè)CH2原子團(tuán)有機(jī)物、同類不同碳符合同一通式分子式一定不同組成元素相同，但質(zhì)量分?jǐn)?shù)不一定相同碳原子數(shù)(n)及表示n≤1012345678910n>10甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷相應(yīng)數(shù)字+烷C17H36：十七烷鏈狀烷烴的命名—習(xí)慣命名法正戊烷無支鏈異戊烷帶1個(gè)支鏈新戊烷帶2個(gè)支鏈若碳原子數(shù)相同，結(jié)構(gòu)不同（帶支鏈）的烷烴:用正、異、新表示化合物具有相同的分子式，但具有不同的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。

具有同分異構(gòu)體現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體

同分異構(gòu)體現(xiàn)象同分異構(gòu)體特點(diǎn)：二不同：同分子式、同元素、同M、同質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)不同結(jié)構(gòu)、不同性質(zhì)(物理性質(zhì)不同/化學(xué)性質(zhì)可能相似)四同：名稱熔點(diǎn)/0C沸點(diǎn)/0C相對密度正丁烷-138.4-0.50.5788異丁烷-159.4-11.60.557支鏈越多，熔沸點(diǎn)↓，密度↓同位素同素異形體同分異構(gòu)體同系物范疇特性舉例原子單質(zhì)物性:不同化性:幾乎相同物性:不同化性:不一定1H、2H、3HO2和O3；金剛石和石墨對比有機(jī)物

分子式相同

結(jié)構(gòu)不同正丁烷和異丁烷結(jié)構(gòu)相似相差1個(gè)/多個(gè)CH2甲烷、乙烷、丙烷物性:不同化性:不一定物性:不同化性:相似四“同”比較質(zhì)子數(shù)相等，中子數(shù)不等，同一元素形成的不同單質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，組成上差一個(gè)或n個(gè)CH2相同分子式，不同結(jié)構(gòu)的化合物①石墨和碳納米管②甲烷和十八烷③正戊烷和異戊烷

④12CO2和14CO2

⑤H、D、T

⑥⑦

有下列各組物質(zhì)：A.O2和O3

B.