新教材2023-2024學(xué)年高中化學(xué)第1章有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)烴第2節(jié)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1課時碳原子的成鍵方式課件魯科版選擇性必修3

第1章第2節(jié)第1課時碳原子的成鍵方式基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識全過關(guān)重難探究·能力素養(yǎng)全提升目錄索引

素養(yǎng)目標(biāo)1.了解碳原子的成鍵特點(diǎn)和成鍵方式的多樣性,認(rèn)識有機(jī)化合物種類繁多的原因,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。2.了解單鍵、雙鍵和三鍵的特點(diǎn),知道碳原子的飽和程度對有機(jī)化合物的性質(zhì)有重要影響,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。3.理解極性鍵和非極性鍵的概念,知道共價(jià)鍵的極性對有機(jī)化合物性質(zhì)有重要影響,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識全過關(guān)必備知識一、碳原子的成鍵方式1.碳原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及成鍵方式單鍵雙鍵三鍵環(huán)狀2.碳原子的成鍵方式與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系

鍵型名稱碳碳單鍵碳碳雙鍵碳碳三鍵表示符號

成鍵方式1個碳原子與周圍4個原子成鍵1個碳原子與周圍3個原子成鍵1個碳原子與周圍2個原子成鍵碳原子的飽和性

飽和不飽和不飽和鍵型名稱碳碳單鍵碳碳雙鍵碳碳三鍵空間結(jié)構(gòu)

形

形

形

碳原子與其他4個原子形成

結(jié)構(gòu)

形成雙鍵的碳原子以及與之相連的原子處于

上

形成三鍵的碳原子以及與之相連的原子處于

上

四面體平面直線四面體同一平面同一直線二、極性鍵與非極性鍵根據(jù)共用電子在形成共價(jià)鍵的原子間

,可將共價(jià)鍵分為極性鍵與非極性鍵。

1.非極性共價(jià)鍵(簡稱非極性鍵)A—A、A=A、A=A型鍵,成鍵的兩個原子相同,吸引電子的能力

,共用電子不偏向任何一方,因此參與成鍵的兩個原子都不顯電性。

2.極性共價(jià)鍵(簡稱極性鍵)A—B、A=B、A=B型鍵,成鍵的兩個原子不同,它們吸引電子的能力

,共用電子將偏向

的一方。共用電子偏向的成鍵原子帶部分負(fù)電荷,共用電子偏離的成鍵原子則帶部分正電荷。

是否偏移相同不同吸引電子能力較強(qiáng)【微思考1】根據(jù)甲烷和乙烯的結(jié)構(gòu)分析,CH2=CH—CH3分子中所有原子是否在同一平面內(nèi)?分子中在同一平面的原子最多有多少?分子中三個碳原子在同一直線上嗎?提示

CH2=CH—CH3分子中所有原子不在同一平面內(nèi);同一平面的原子最多有7個;分子中三個碳原子不在同一直線上?！疚⑺伎?】在CHCl3、CH2=CH2、CH≡CH和

中,只含有飽和鍵的有機(jī)化合物有哪些?既含有極性鍵又含有非極性鍵的有機(jī)化合物有哪些?提示

只含有飽和鍵的有機(jī)化合物是CHCl3;既含有極性鍵又含有非極性鍵的有機(jī)化合物有CH2=CH2、CH≡CH和

。自我檢測1.判斷下列說法是否正確,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)烯烴分子中所有原子都在同一平面上。(

)(2)炔烴分子中所有原子都在同一直線上。(

)(3)烷烴分子中的碳鏈?zhǔn)且粭l直線。(

)(4)乙烷和乙烯分子中都既有極性鍵,又有非極性鍵。(

)×××√2.下列有機(jī)化合物分子中的所有原子一定處于同一平面上的是(

)A解析

甲基是四面體結(jié)構(gòu),所以B、D中所有原子一定不共面;由于單鍵可以旋轉(zhuǎn),所以C中所有原子不一定共面。重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究一有機(jī)化合物中碳原子的成鍵方式問題探究已知甲烷分子中的兩個氫原子被兩個氯原子取代后的結(jié)構(gòu)只有一種,能否證明CH4的空間結(jié)構(gòu)是正四面體結(jié)構(gòu),而不是平面結(jié)構(gòu)?提示

CH2Cl2分子的空間結(jié)構(gòu)只有一種能證明甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu),因?yàn)槿绻鸆H4的空間結(jié)構(gòu)為平面形,CH2Cl2應(yīng)存在兩種結(jié)構(gòu):深化拓展碳原子的成鍵特點(diǎn)碳原子最外層有4個電子,在有機(jī)化合物分子中,碳原子總是形成4個共價(jià)鍵,每個碳原子不僅能與氫原子或其他原子形成4個共價(jià)鍵,而且碳原子之以帶有支鏈,還可以結(jié)合成碳環(huán),碳鏈和碳環(huán)也可以相互結(jié)合。碳原子成鍵方式的多樣性,是有機(jī)化合物種類繁多的原因之一。應(yīng)用體驗(yàn)視角碳原子的成鍵方式1.下列說法正確的是(

)A.有機(jī)化合物分子中每個碳原子最外層都有四對共用電子B.所有的有機(jī)化合物中每個碳原子都形成四個單鍵C.碳原子只能與碳原子之間形成碳碳雙鍵或碳碳三鍵D.由甲烷、乙烯、乙炔的結(jié)構(gòu)可推知,有機(jī)化合物分子中不能同時存在單鍵、雙鍵和三鍵A規(guī)律方法

在有機(jī)化合物分子中,每個碳原子都形成四個價(jià)鍵,這四個價(jià)鍵可以是四個單鍵,可以是一個雙鍵和兩個單鍵,也可以是一個三鍵和一個單鍵。一般不寫兩個雙鍵連在同一個碳原子上的情況,因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,易發(fā)生分子內(nèi)的重排轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)。2.在有機(jī)化合物分子中,同一個碳原子與其他原子不能同時形成的化學(xué)鍵是(

)A.四個共價(jià)單鍵B.一個雙鍵和一個三鍵C.兩個單鍵和一個雙鍵D.一個單鍵和一個三鍵B3.下列關(guān)于有機(jī)物的敘述不正確的是(

)A.碳原子間能形成單鍵,也能形成雙鍵或三鍵,進(jìn)而形成碳鏈或碳環(huán)B.易溶于汽油、酒精、苯等有機(jī)溶劑中的物質(zhì)不一定是有機(jī)物C.碳原子性質(zhì)較活潑,除了碳原子之間可以成鍵外,與其他元素原子也可形成化學(xué)鍵D.有機(jī)物所發(fā)生的反應(yīng),一般比較復(fù)雜,速率緩慢,并且還常伴有副反應(yīng)發(fā)生C解析

碳原子能形成四個共價(jià)鍵,碳原子間能形成單鍵,也能形成雙鍵或三鍵,進(jìn)而形成碳鏈或碳環(huán),故A正確;易溶于汽油、酒精、苯等有機(jī)溶劑中的物質(zhì)不一定是有機(jī)物,如溴易溶于有機(jī)溶劑,故B正確;碳原子最外層4個電子,碳的非金屬性較弱,碳原子不活潑,故C錯誤;有機(jī)物所發(fā)生的反應(yīng),一般比較復(fù)雜,不同條件下產(chǎn)物不同,速率緩慢,并且還常伴有副反應(yīng)發(fā)生,故D正確。探究二共價(jià)鍵的極性問題探究1.通過對氫原子和氟原子的核外電子排布的了解,你知道F2和HF分子中形成的共價(jià)鍵有什么不同嗎?提示

F2分子中的共價(jià)鍵由于兩個成鍵原子吸引電子的能力相同,共用電子不偏移;HF分子中的共價(jià)鍵由于兩個成鍵原子吸引電子的能力不同,共用電子發(fā)生偏移。2.查閱有關(guān)元素的電負(fù)性數(shù)值,將C—H鍵、N—H鍵、O—H鍵和F—H鍵按鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序進(jìn)行排列。提示

F—H鍵>O—H鍵>N—H鍵>C—H鍵。

深化拓展極性鍵與非極性鍵的比較

共價(jià)鍵類型極性鍵非極性鍵定義不同元素原子間形成的共價(jià)鍵同種元素原子間形成的共價(jià)鍵特點(diǎn)共用電子偏向吸引電子能力較強(qiáng)的原子,該原子帶部分負(fù)電荷,吸引電子能力較弱的原子帶部分正電荷成鍵原子相同,吸引共用電子的能力相同,共用電子不偏向成鍵原子的任何一方,故成鍵兩原子均不顯電性說明:(1)共價(jià)鍵的極性強(qiáng)弱與兩個成鍵原子所屬元素的電負(fù)性差值大小有關(guān),電負(fù)性差值越大,鍵的極性越強(qiáng)。(2)共價(jià)鍵是否具有極性及極性的強(qiáng)弱程度對有機(jī)化合物的性質(zhì)有著重要的影響。鍵的極性并不是一成不變的,受分子中鄰近基團(tuán)或外界環(huán)境的影響,鍵的極性及其強(qiáng)弱程度可能會發(fā)生變化。應(yīng)用體驗(yàn)視角1共價(jià)鍵的類型1.下列說法不正確的是(

)A.只有成鍵兩原子為同種元素的原子,才有可能形成非極性鍵B.極性鍵中吸引共用電子能力強(qiáng)的原子帶部分正電荷C.鍵的極性除受成鍵原子吸引共用電子能力的強(qiáng)弱影響,還受鄰近原子團(tuán)的影響D.不同元素原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不同,核對外層電子吸引作用的強(qiáng)弱程度就不同B2.下列敘述正確的是(

)A.CO2分子內(nèi)存在著非極性鍵B.C2H4分子中一定存在雙鍵C.含有雙鍵的有機(jī)化合物分子中所有原子共平面D.烷烴分子中一定存在非極性鍵B3.下列分子中,既具有極性鍵又具有非極性鍵的分子是(

)A.CH2Cl2 B.HCHOC.H2O D.CH2=CH—CH3D解析

CH2=CH—CH3中存在碳碳雙鍵、碳碳單鍵及碳?xì)滏I,其中碳碳單鍵、碳碳雙鍵都是非極性鍵,碳?xì)滏I為極性鍵。視角2共價(jià)鍵的極性對有機(jī)反應(yīng)的影響4.下列說法錯誤的是(

)A.并不是所有的烷烴中都是既有極性鍵,又有非極性鍵B.所有的烯烴中都是既有極性鍵,又有非極性鍵C.因?yàn)樘荚氐碾娯?fù)性為2.5,而氯元素的電負(fù)性為3.0,所以在CCl4中碳元素呈現(xiàn)+4價(jià)D.有機(jī)化學(xué)反應(yīng)只能發(fā)生在極性鍵上D5.下列說法正確的是(

)A.烷烴中只可能存在碳碳單鍵和碳?xì)鋯捂IB.烯烴中的碳碳雙鍵是完全相同的兩個鍵C.烯烴和炔烴中所有的碳原子都是共面的D.烯烴和炔烴都能與氯氣發(fā)生加成反應(yīng)生成氯代烴和氯化氫A6.相同條件下金屬鈉和水反應(yīng)與金屬鈉和無水乙醇反應(yīng)相比,前者較為劇烈的原因是(

)A.水是無機(jī)物,乙醇是有機(jī)物B.水的相對分子質(zhì)量小,乙醇的相對分子質(zhì)量大C.乙醇分子中羥基與乙基相連,受乙基影響,乙醇分子中的羥基不如水分子中的羥基活潑D.水是電解質(zhì),乙醇是非電解質(zhì)C解析

水分子及乙醇分子中均含有羥基,水分子中羥基與H相連,乙醇分子中羥基與乙基相連,受乙基影響,乙醇分子中O—H鍵的極性比水分子中O—H鍵的極性弱,導(dǎo)致乙醇分子中的羥基不如水分子中的羥基活潑。探究三分子的空間結(jié)構(gòu)問題探究觀察甲烷、乙烯、乙炔等有機(jī)化合物的球棍模型,思考問題:碳原子的成鍵方式與分子的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系。提示

若一個碳原子與4個原子成鍵,則四個鍵的夾角總是接近109°28',所以烷烴分子中的碳鏈?zhǔn)钦劬€形碳鏈;若一個碳原子與3個原子成鍵,則三個鍵的夾角總是接近120°,所以烯烴分子中至少有6個原子共平面;若一個碳原子與2個原子成鍵,則兩個鍵的夾角總是180°,所以炔烴分子中至少有4個原子共直線。深化拓展幾種烴的典型代表物的空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的比較

有機(jī)化合物甲烷乙烯乙炔苯溴的CCl4溶液不反應(yīng)加成反應(yīng)加成反應(yīng)在鐵的作用下與液溴發(fā)生取代反應(yīng)酸性高錳酸鉀溶液不反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)不反應(yīng)主要反應(yīng)類型取代反應(yīng)加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)加成反應(yīng)、取代反應(yīng)特別提醒

(1)分子式、實(shí)驗(yàn)式、電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式都不能反映分子的空間結(jié)構(gòu)。(2)由實(shí)驗(yàn)式(最簡式)擴(kuò)大整數(shù)倍,可以求分子式。(3)等質(zhì)量的具有相同實(shí)驗(yàn)式(最簡式)的有機(jī)化合物完全燃燒時,消耗O2的質(zhì)量相等,生成的CO2的質(zhì)量相等,生成的H2O的質(zhì)量也相等。(4)乙烯分子中含有碳碳雙鍵,碳碳雙鍵中兩個鍵的性質(zhì)不同,其中一個鍵較另一個鍵容易斷裂,易發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。(5)乙炔分子中含有碳碳三鍵,碳碳三鍵中三個鍵的性質(zhì)不完全相同,其中有兩個鍵較另一個鍵容易斷裂,與乙烯類似,易發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。(6)苯和含有苯環(huán)的有機(jī)化合物中,雖然其結(jié)構(gòu)中含有不飽和碳原子,卻與烯烴、炔烴的性質(zhì)大不相同。這是苯環(huán)上碳原子成鍵方式的特殊性造成的。應(yīng)用體驗(yàn)視角碳原子的成鍵方式與分子的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系1.從成鍵情況看,下列結(jié)構(gòu)式不合理的是(

)D解析

A項(xiàng)分子中每個氫原子形成1個共價(jià)鍵,氮原子形成3個共價(jià)鍵,碳原子形成4個共價(jià)鍵,成鍵合理,故A正確;B項(xiàng)分子中碳原子形成4個共價(jià)鍵,氫原子形成1個共價(jià)鍵,氧原子形成2個共價(jià)鍵,成鍵情況合理,故B正確;C項(xiàng)分子中碳原子形成4個共價(jià)鍵,氧原子形成2個共價(jià)鍵,氫原子形成1個共價(jià)鍵,成鍵情況合理,故C正確;D項(xiàng)分子中C、Si原子理應(yīng)各形成4個共價(jià)鍵,卻只形成3個共價(jià)鍵,說明成鍵情況不合理,故D錯誤。2.[2023山東曹縣一中同步練習(xí)]下列有關(guān)

分子結(jié)構(gòu)的敘述中,正確的是(

)A.