《有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构》课件

第7章第1节认识有机化合物第1课时碳原子的成键特点烷烃的结构一、有机化合物中碳原子的成键特点1．甲烷分子的成键特点甲烷(CH4)分子中的碳原子以最外层的4个电子分别与4个氢原子的电子形成4个C—H共价键，电子式为H︰ C‥H‥H︰ H，结构式为H—C|H|H—H。

2．有机化合物中碳原子的成键特点（1）键的个数多：每个碳原子形成4个共价键。

（2）成键方式多：碳原子与碳原子之间能形成共价键，且成键方式多样。

—C||—C||—＼／CH=CH／＼—C≡C—单键双键三键（3）碳骨架结构多：碳原子之间可构成链状结构，也可构成环状结构。

有机化合物碳骨架的基本类型示意图（4）结合原子种类多：碳原子不但可以和碳形成共价键，而且可以和H、O、N、S等多种原子成键。

【思考与讨论】请结合下图显示的4个碳原子相互结合的几种方式，小球表示碳原子，小棍表示化学键，分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。

4个碳原子相互结合的几种方式【理解应用】试画出3个碳原子相互结合的所有碳骨架的示意图。

〔解析〕碳原子可以以下列方式相结合：二、烷烃1．烷烃的结构（1表达形式分子结构示意图球棍模型空间充填模型原子空间位置关系结构特点实验数据表明，甲烷分子中的5个原子 不在 (填“在”或“不在”)在同一平面上，而是形成了正四面体的空间结构。

碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于4个顶点。

分子中的4个C —H 键的长度和强度相同，相互之间的夹角相等。

①与甲烷结构相似的有机化合物还有很多，随着分子中碳原子数的增加，还有乙烷、丙烷、丁烷等 一系列有机化合物。

请根据碳原子的成键规律和下表提供的信息，写出丁烷的结构式和乙烷、丙 烷、丁烷 的结构式、结构简式、分子式，并由此归纳这类有机化合物分子式的通式。

有机化合物 乙烷 丙烷 丁烷 碳原子数 234球棍模型结构式 H —C —|H |H —C —|H |H H H —C —|H |H —C —|H |H —C —|H |H HH —C —|H |H —C —|H |H —C —|H |H —C —|H |H H结构简式 CH 3CH 3 CH 3CH 2CH 3CH 3CH 2CH 2CH 3分子式C 2H 6C 3H 8C 4H 10②根据碳原子的成键特点，丁烷的结构简式除了CH 3CH 2CH 2CH 3外，还有一种表达方式为 CH 3—CH —｜CH 3CH 3，这两种不同结构的化合物互称 同分异构体 。

（1）一定含有碳元素 （2）也可能含有H、O、N、P、S、卤素等元素
注意：并不是含有C的化合物就是有机物， 如CO、CO2
碳酸、碳酸盐、 碳的金属化合物 ( CaC2)等是无机物。
【思考交流】
碳元素在地壳中含量比较低，但是含碳的有机化合物种 类和数量却很多。目前，人们在自然界发现和人工合成的物 质已经超过一亿种，这其中绝大多数都是有机物，无机物只 占数十万种。而且新的有机化合物还在源源不断的被发现和 被合成出来，有机化合物为什么如此繁多呢？
【有机物中碳原子的成键特点】
【有机物中碳原子的成键特点】
不易失电子，也不易得电子 容易形成4个共价键
【有机物中碳原子的成键特点】
有机化合物的组成：有机化合物中一定含有 C 元素 甲烷（CH4）是最简单的有机化合物
碳原子的成键特点 —— 以甲烷为例
甲烷的电子式：
结构式：
碳原子成键个数 碳原子最外层 4 个电子，可与其他原子形成 4 个共价键
第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物
第1课时 有机化合物中碳原子的 成键特点
有机物 最早来自生物体提取的物质，随着社会发展，很
多有机物可以通过人工合成得到。
食品：糖类、油 脂、蛋白质……
药物：阿司匹林、 材料：塑料、橡
布洛芬……
胶、纤维……
能源：煤、石油、 天然气……
【有机化合物】
1.定义： 大多数含有碳元素的化合物 组成元素：
分子式不同
例 如
CH4 与 CH3(CH2)8CH3
CH2=CH2 与 CH2 CH2
X CH2 CH2
X CH3CH2CH2CH2CH3 与 CH3CHCH2CH3 CH3
思考讨论
C2H6 丁烷的结构式只有这一种吗?

种结构,证明甲烷不是平面结构,而是
结构,上述中的
更能反映其真实存在状况。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
答案:(1)C B (2)2 1 正四面体 D
解析:(1)题给图示都可以表示甲烷这种物质,其中分子结构示意
图(A)、球棍模型(C)及空间充填模型(D)均能反映甲烷分子的空间
构型,但其中空间充填模型更能形象地表达出H、C的相对位置及
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(4)通式 如果链状烷烃中碳原子数为n,氢原子数就是2n+2,其分子式可用 通式CnH2n+2(n≥1)表示。 4.同系物 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物 互称为同系物。如CH4、C2H6、C3H8互称为同系物。
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5.同分异构体 (1)实例 甲烷、乙烷、丙烷的结构各只有一种。丁烷有两种不同的结构,其 球棍模型分别如下图所示,对应的结构简式分别为
知识铺垫
新知预习
自主测试
【微思考3】烷烃中互为同分异构体的物质的熔点、沸点高低 有何规律?
提示分子中支链越多、分子结构对称性越强的物质的熔点、沸 点越低。
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新知预习
自主测试
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)碳原子可以跟多数非金属元素原子形成共价键。( ) (2)烷烃分子结构中均为单键。( )
(3)“差”——组成上相差n个CH2原子团(n≥1)。 ①同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。 ②同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
3.判断同系物时应注意的两个问题 (1)互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同,也可能不同。 (2)同系物和同分异构体的区别,互为同系物的物质结构相似,组 成不同,分子式不同;互为同分异构体的物质分子式相同,结构可能 相似也可能不相似。

第七章有机化合物第一节认识有机化合物第1课时碳原子的成键特点烷烃的结构一、有机化合物中碳原子的成键特点1.甲烷的分子结构碳原子的结构示意图为，其最外层的个电子分别与4个氢原子的电子形成了4个C—H共价键。

甲烷的分子式：，电子式：，结构式：。

2.有机化合物中碳原子的成键特点(1)碳原子间的成键方式多样有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能形成共价键。

可以形成碳碳单键()、碳碳双键()或碳碳三键(—C≡C—)。

(2)有机物碳骨架的基本类型多样多个碳原子之间可以结合成，也可以结合成，构成有机物或的碳骨架。

如下图：直链支链链状结构(3)组成有机物的碳原子数目灵活有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。

3.探究以碳为骨架的有机物种类繁多的原因(以分子中含4个碳原子的有机物为例)(1)根据碳原子的4价键原则，可将下图中碳原子的价键用氢原子补齐，试在各模型下面的横线上写出各物质的分子式。

(2)根据(1)中各物质的分子式，用序号填空。

分子式相同的物质有：①和；③和；⑥和。

(3)分子中含4个碳原子的碳氢化合物除(1)中所列的9种外，你还能列举出其他可能的类型吗？答案(1)碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键()(2)在有机化合物中，碳原子间只能形成单键()(3)在有机化合物中，碳原子间所成的骨架只能为直链状()(4)有机化合物种类繁多的原因之一与碳原子间的成键方式及碳骨架不同有关()(5)碳原子能与其他原子形成4个共价键，且碳原子之间也能相互成键()两种有机物的碳骨架如图所示。

已知它们结构中的碳原子余下的价键均与氢原子结合，请写出分子式：棱晶烷________；立方烷________。

有机物种类繁多的原因(1)碳原子所成价键多：有机化合物中，碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键，比氮、氧、氢或卤素原子所成价键都要多。

(2)碳原子成键方式多样：含有多个碳原子的有机化合物，碳原子间成键方式较多，可以形成单键，也可以形成双键或三键。