2024版新教材高中化學(xué)第七章有機(jī)化合物第一節(jié)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物第1課時(shí)有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)烷烴的結(jié)構(gòu)課件新人教版必修第二冊(cè)

第1課時(shí)有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)烷烴的結(jié)構(gòu)素養(yǎng)要求1.知道有機(jī)化合物分子是有空間結(jié)構(gòu)的，以甲烷等為例了解碳原子的成鍵特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)甲烷的空間結(jié)構(gòu)。2．知道有機(jī)化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，并會(huì)判斷和書(shū)寫(xiě)烷烴的同分異構(gòu)體。3．通過(guò)模型拼插等活動(dòng)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)、價(jià)鍵類型及簡(jiǎn)單分子的空間結(jié)構(gòu)。知識(shí)基礎(chǔ)·自學(xué)·嘗試核心素養(yǎng)·合作·探究知識(shí)基礎(chǔ)·自學(xué)·嘗試一、有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)1．甲烷的分子結(jié)構(gòu)(1)組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(2)空間結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及空間構(gòu)型甲烷分子是________結(jié)構(gòu)；碳原子位于正四面體的________，4個(gè)氫原子位于4個(gè)________，且4個(gè)C—H鍵________相同正四面體中心頂點(diǎn)完全2.有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4共用電子對(duì)單雙三碳環(huán)【學(xué)而思】1.為什么有機(jī)化合物中的每個(gè)碳原子能與其他原子形成4個(gè)共價(jià)鍵？

2．有機(jī)化合物中，H、O、N、Cl原子形成共價(jià)鍵的數(shù)目分別為多少個(gè)？

提示：碳原子最外層有4個(gè)電子，不易失電子，也不易得電子，一般通過(guò)共價(jià)鍵與氫、氧、鹵素等元素的原子相結(jié)合，形成4個(gè)共價(jià)鍵。提示：H、O、N、Cl原子形成共價(jià)鍵的數(shù)目分別為1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)和1個(gè)。特別提示

有機(jī)物種類繁多的原因(1)碳原子間成鍵方式多樣。(2)碳原子可以和多種非金屬原子形成共價(jià)鍵。(3)組成有機(jī)物的碳原子數(shù)目靈活。(4)含有相同碳原子數(shù)的有機(jī)物分子，可能具有多種結(jié)構(gòu)。二、烷烴的結(jié)構(gòu)和命名1．烷烴的結(jié)構(gòu)提醒烷烴分子中的氫原子數(shù)一定是偶數(shù)，烴分子的相對(duì)分子質(zhì)量一定為偶數(shù)。碳碳單鍵鏈狀氫原子CnH2n＋2(n≥1)2．烷烴的命名(1)碳原子數(shù)在十以內(nèi)時(shí)，用__________________________________依次代表碳原子數(shù)，其后加“烷”字表示，如戊烷、庚烷等。(2)碳原子數(shù)在十以上時(shí)，直接用________來(lái)表示，如十一烷、十七烷等。(3)當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)，用正、異、新來(lái)區(qū)別，如CH3CH2CH2CH3稱為_(kāi)_______，

稱為_(kāi)_______。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸漢字?jǐn)?shù)字正丁烷異丁烷三、同系物同分異構(gòu)體1．同系物(1)概念：____相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)_____原子團(tuán)的化合物。(2)實(shí)例：CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烴互為同系物。2．同分異構(gòu)體(1)概念：具有相同的________，但具有不同的________的化合物。(2)實(shí)例：________________與

互為同分異構(gòu)體。(3)同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機(jī)物種類繁多的重要原因之一。結(jié)構(gòu)CH2分子式結(jié)構(gòu)CH3CH2CH2CH3【學(xué)而思】1.(1)

與

是同分異構(gòu)體嗎？為什么？提示：不是，二者原子的連接次序相同，二者為同一種物質(zhì)。(2)

與

是否為同分異構(gòu)體？說(shuō)明理由。提示：不互為同分異構(gòu)體，由于二者均為四面體結(jié)構(gòu)，為同一種物質(zhì)。2．同分異構(gòu)體的相對(duì)分子質(zhì)量相同，那么，相對(duì)分子質(zhì)量相同的物質(zhì)一定是同分異構(gòu)體嗎？提示：相對(duì)分子質(zhì)量相同，但分子式不一定相同，如相對(duì)分子質(zhì)量為28的分子有CO、N2、C2H4，它們不是同分異構(gòu)體。[即時(shí)練]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)烴是含有碳元素和氫元素的化合物。(

)(2)烷烴的分子通式是CnH2n＋2(n≥1)，但符合通式CnH2n＋2的不一定是烷烴。(

)(3)同分異構(gòu)體具有相同的組成元素。(

)(4)同分異構(gòu)體具有相同的相對(duì)分子質(zhì)量。(

)(5)相對(duì)分子質(zhì)量相同的化合物互為同分異構(gòu)體。(

)(6)互為同分異構(gòu)體的化合物也可能互為同系物。(

)(7)有機(jī)物都含有碳元素，則含有碳元素的化合物都是有機(jī)物。(

)××√√×××2．下列關(guān)于有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)及成鍵方式的理解正確的是(

)A．碳原子與碳原子之間只能形成單鍵B．碳原子與碳原子之間只能形成碳鏈，而不能形成碳環(huán)C．碳原子最外層有4個(gè)電子，通常與其他原子之間以共價(jià)鍵的形式形成化合物D．有機(jī)物中必定含有碳元素和氫元素解析：碳原子與碳原子之間既能形成單鍵，也能形成雙鍵、三鍵，A錯(cuò)誤；碳原子之間可以形成碳鏈，也能形成碳環(huán)，B錯(cuò)誤；碳原子最外層有4個(gè)電子，通常與其他原子之間以共價(jià)鍵的形式形成化合物，C正確；有機(jī)物中必定含有碳元素，而不一定含有氫元素，如CCl4，D錯(cuò)誤。答案：C3．下列分子式不只表示一種物質(zhì)的是(

)A．C3H8

B．C4H10C．CHCl3D．CH2Cl2解析：正丁烷和異丁烷的分子式都是C4H10。C3H8(丙烷)、CHCl3(三氯甲烷)、CH2Cl2(二氯甲烷)都只表示一種物質(zhì)。答案：B4．下列物質(zhì)之間的相互關(guān)系錯(cuò)誤的是(

)A．CH3CH2CH2CH3和

互為同分異構(gòu)體B.干冰和冰為同一種物質(zhì)C．CH3CH3和CH3CH2CH3互為同系物D．12C和14C互為同位素解析：干冰是二氧化碳晶體，冰是固態(tài)的水。答案：B5．下列各物質(zhì)：①O2和O3

②12C和14C

③C2H6和C3H8

④

(1)互為同位素的是____________。(2)互為同素異形體的是________。(3)同屬于烷烴的是____________。(4)互為同分異構(gòu)體的是________。(5)互為同系物的是____________。

②①③④④③核心素養(yǎng)·合作·探究目標(biāo)1

有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與表示方法例1.下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，按要求回答下列問(wèn)題。(1)甲烷的球棍模型是____，甲烷的電子式是____(填序號(hào))。(2)如果甲烷是平面結(jié)構(gòu)，則CH2Cl2應(yīng)該有___種結(jié)構(gòu)，實(shí)際CH2Cl2有____種結(jié)構(gòu)，證明甲烷不是平面結(jié)構(gòu)，而是_______結(jié)構(gòu)，上述中的________更能反映其真實(shí)存在狀況。CB21正四面體D特別提示

二氯甲烷只存在一種結(jié)構(gòu)，證明甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)。甲烷分子中有4個(gè)等同的C—H鍵，在空間中可能有兩種對(duì)稱分布：平面正方形結(jié)構(gòu)和正四面體結(jié)構(gòu)。無(wú)論甲烷是平面正方形結(jié)構(gòu)還是正四面體結(jié)構(gòu)，一氯甲烷、三氯甲烷以及四氯甲烷均只存在一種結(jié)構(gòu)，而若甲烷為平面正方形結(jié)構(gòu)，則二氯甲烷有兩種結(jié)構(gòu)，若甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)，則二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu)，因此只能利用二氯甲烷不存在同分異構(gòu)體來(lái)證明甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵能力常見(jiàn)有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法(以甲烷、丙烷為例)表示方法含義分子式：CH4用元素符號(hào)表示物質(zhì)分子組成的式子，可反映一個(gè)分子中原子的種類和數(shù)目最簡(jiǎn)式(實(shí)驗(yàn)式)：CH4表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡(jiǎn)整數(shù)比的式子電子式：

用小黑點(diǎn)等符號(hào)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：

①具有化學(xué)式所能表示的意義，能反映物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；②表示分子中原子的結(jié)合或排列順序的式子，但不表示空間構(gòu)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH3CH2CH3表示單鏈的“—”可以省略，將與碳原子相連的其他原子寫(xiě)在碳原子的旁邊，并在右下角注明個(gè)數(shù)球棍模型：

小球表示原子，短棍表示化學(xué)鍵(單鍵、雙鍵或三鍵)空間填充模型：

用不同體積的小球表示不同大小的原子拓展甲烷空間結(jié)構(gòu)的三點(diǎn)應(yīng)用(1)若CH4分子中的4個(gè)氫原子全部被其他相同的原子或原子團(tuán)替代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為正四面體結(jié)構(gòu)。(2)若CH4分子中的4個(gè)氫原子被其他不同的原子或原子團(tuán)替代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為四面體，但不屬于正四面體，如CH3Cl、CH2Cl2等。(3)由CH4的空間結(jié)構(gòu)可推知CH3CH2CH3等有機(jī)物中的碳原子并不在一條直線上。[對(duì)點(diǎn)練]1．在我國(guó)的南海、東海海底已發(fā)現(xiàn)天然氣(含甲烷等)的水合物CH4·nH2O，它易燃燒，外形似冰，被稱為“可燃冰”?！翱扇急钡拈_(kāi)采，有助于解決人類面臨的能源危機(jī)。下列關(guān)于甲烷分子的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．甲烷分子中的化學(xué)鍵都是極性鍵B．甲烷分子中4個(gè)C—H鍵完全相同C．甲烷分子中碳原子位于正四面體的中心D．甲烷分子中碳元素的化合價(jià)為＋4答案：D2．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．某有機(jī)物中可能同時(shí)含有碳碳直鏈、支鏈和環(huán)狀結(jié)構(gòu)B．某有機(jī)物中可能只含有碳原子而不含有其他原子C.某有機(jī)物中可能同時(shí)含有碳碳單鍵、碳碳雙鍵和碳碳三鍵D．某有機(jī)物中含有碳的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，則該有機(jī)物分子中至少含有3個(gè)碳原子解析：同一有機(jī)物分子中碳與碳之間有多種不同組合方式，可以同時(shí)含有碳碳直鏈、支鏈和環(huán)狀結(jié)構(gòu)，A正確，不符合題意；只含有碳原子而不含有其他原子的物質(zhì)為碳單質(zhì)，不屬于有機(jī)物，B錯(cuò)誤，符合題意；同一有機(jī)物分子中碳與碳之間有多種不同組合方式，可以同時(shí)含有碳碳單鍵、碳碳雙鍵和碳碳三鍵，C正確，不符合題意；碳原子形成最小的環(huán)中含有3個(gè)碳原子，因此含有碳的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)物分子中至少有3個(gè)碳原子，D正確，不符合題意。答案：B3．寫(xiě)出下列結(jié)構(gòu)式對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：

CH3CH3目標(biāo)2

同系物和同分異構(gòu)體例2.有下列結(jié)構(gòu)的物質(zhì)①CH3(CH2)3CH3②CH3CH2CH2CH2CH3③CH3CH2CH2CH2CH2CH3其中，屬于同系物的是________；屬于同分異構(gòu)體的是________；屬于同種物質(zhì)的是________。A．①②

B．②③

C．③④⑤⑥⑦D．①③

E．③④⑤⑦

F．④⑥

BDEAF解析：7種物質(zhì)均為烷烴，若碳原子數(shù)不同，則互為同系物；若碳原子數(shù)相同，而結(jié)構(gòu)不同，則互為同分異構(gòu)體；若碳原子數(shù)相同，且結(jié)構(gòu)也相同，則為同一種物質(zhì)。7種物質(zhì)的分子式分別為①C5H12、②C5H12、③C6H14、④C6H14、⑤C6H14、⑥C6H14、⑦C6H14。所以①②中任一物質(zhì)與③④⑤⑥⑦中任一物質(zhì)均屬于同系物；①②結(jié)構(gòu)相同屬于同種物質(zhì)，④⑥結(jié)構(gòu)相同屬于同種物質(zhì)；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互為同分異構(gòu)體。關(guān)鍵能力同系物和同分異構(gòu)體的判斷

1．同系物的判斷標(biāo)準(zhǔn)——“同類不同碳”2．同分異構(gòu)體的判斷標(biāo)準(zhǔn)——“一同一異”(1)一同——分子式相同?？衫斫鉃槿缦拢孩俜肿邮较嗤?/p>

具有相同的組成元素如CH4、C3H8的組成元素相同，但兩者不是同分異構(gòu)體。②分子式相同

具有相同的相對(duì)分子質(zhì)量如C2H4、N2的相對(duì)分子質(zhì)量相同，但兩者不是同分異構(gòu)體。③分子式相同

各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相同如C2H4、C3H6分子中C、H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相同，但兩者不一定是同分異構(gòu)體。(2)一異——結(jié)構(gòu)不同?？衫斫鉃槿缦拢孩僭踊蛟訄F(tuán)的連接順序不同；②原子的空間排列方式不同。特別提示

判斷同系物時(shí)要注意以下兩種情況(1)根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式判斷物質(zhì)是不是互為同系物，要注意所給的物質(zhì)是不是分子式相同，若分子式相同則不互為同系物，如CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2互為同分異構(gòu)體。(2)組成元素相同且各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的物質(zhì)不一定為同系物。如：C2H4與C3H6的最簡(jiǎn)式相同，C、H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，但C2H4只能為CH2CH2，而CH