2..有机物中碳原子的成键特点及结构表示方法
2-1-1有机物中碳原子的成键特点及结构的表示方法(课件)——高中化学苏教版(2019)选择性必修3
(2)请仔细观察企鹅酮的结构，写出所含官能团的名称及企鹅酮的分子式。
提示 企鹅酮分子中含有羰基和碳碳双键两种官能团，其分子式为 C10H14O。
(3)参考题述两种分子的表示方法，写出有机物 简式和键线式。
的结构
提示 结构简式为
，键线式为
。
(4)企鹅酮的1H核磁共振谱中有几组峰？ 提示 共有3组峰。
可以不省略，如乙酸的结构简式可写为
(√)
(3)丙烯的分子式为C3H6，结构简式为CH3CHCH2( × )
(4)醛基的结构式为
，结构简式可写为—CHO或—COH( × )
(5)某有机物的键线式为 ，其分子式为C3H8O( × ) (6)正丙醇的结构简式为CH3CH2CH2OH，可进一步简写为C3H7OH( × )
①五种物质中4个碳原子一定处于同一平面的有__b_c_d_e_(填字母)。 ②b的结构简式为_________，d的分子式为_C__4H__6_。
(2)某化工厂生产的某产品只含碳、氢、氧三种元 素，其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线 代表化学键，如单键、双键等)。
①该有机物中○表示的原子为___H__(用元素符号表示，下同)， 表示的 原子为__C___， 表示的原子为__O___。
乙醇_C__2H__6O__ 乙醛C2H4O
_C_H__3_C_H_2_O_H__ _C_H__3C__H_O__或___________
由上表可知，表示有机化合物结构的方法中，分子式 不 能完整表示出 有机化合物分子中各原子的成键情况，而 结构式 可完整表示，但对于 结构比较复杂的分子，结构式太繁琐，采用 结构简式 既可以删繁就简， 又可以展示有机物分子的结构特征。
结构简式
CH4
碳原子的成键与结构表示方法1
乙烯
乙炔
比例模型 空间构型
正四面体
平面型
直线型
二取代甲烷分子的模型(CH2R2)
R
HCH
R
HCR
R
H
乙烷分子的模型
小结: 当碳原子与4个原子以单键相连时，碳原子与周围的 4个原子都以四面体取向成键。
乙烯分子的模型(C2H4)
H
H
H C＝C H
球棍模型
比例模型
小结: 当碳原子形成双键时，双键上的碳原子以及与之直接 相连的4个原子处于同一平面上。
乙炔分子的模型(C2H2) H—C≡C—H
球棍模型
比例模型
小结: 当碳原子形成叁键时，叁键上的碳原子以及与之直接 相连的2个原子处于同一直线上。
碳原子的成键方式与空间构型
分子成键方式
空间构型
C
四面体型
C＝C C≡C
平面型 直线型
碳原子成键规律小结：P20
1、当一个碳原子与其他4个原子连接时，这个碳原子 将采取四面体取向与之成键。 2、当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时， 形成双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平 面上。
3、当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时， 形成叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直 线上。
4、烃分子中，以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原 子；以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。
练一练
P28、2 P38、2
正已烷的碳链呈（ C ）
109。28‘
C
A、直线形 B、正四面体 C、锯齿形
H
2
C
H C1
C—C≡C—C F F
HH
3、已知—CN是直线型结构,下列有机分子中，
2-1有机物中碳原子的成键特点及有机物的结构表示方法(课件)高中化学苏教版(2019)选择性必修3
2. (CH3)2C==C(CH3)C(CH3)==C(CH3)2中最多有几个碳原子共面， 最少有几个碳原子共面？
最少6个碳原子（因双键与双键之间的碳碳单键可以转动），最多 10个碳原子共面。
3. 请写出下列有机化合物的结构简式和键线式。
_C_H__2=_=_C__H_C__H_2_C__H_2_O_H______、____________________。
结构简式：在结构式的基础上,省略碳氢键,也可省略碳碳单键，还 可合并相同的部分。 例2. 写出正戊烷、1-丁烯的结构简式。 注意事项：
1.表示单键的“—”：C-H一般省略;其它单键可以省略;上下连接 “│”不能省略。 2.表示双键和三键的“=”和“≡”：C=C和C≡C不能省略;C=O可 以省略。 3.准确表示分子中原子成键的情况(原子间连接情况)
专题二 有机物的结构与分类 第一单元 有机化合物的结构 第1课时 有机物中碳原子的成键特点及结构的表示
方法
学习目标 1. 认识有机化合物的成键特点。 2. 熟知有机物分子形状与碳原子成键方式的关系。 3. 学会有机物分子结构的表示方法。
碳原子的成键特点
1. 你知道有机物种类繁多的原因吗？ （1）有机物中碳原子间可以形成长短不一的碳链骨架 （2）同分异构现象的普遍存在 2. 请说出碳在周期表中的位置，它与其他原子之间易形成哪种类型的化学键？ 碳原子在元素周期表中位于第二周期ⅣA族; 碳原子中含有4个价电子，可以跟其它原子形成4个共价键。
分子式： C2H4O2 O
结构简式: CH3 C OH
键线式:
O ＯH
分子式： C6H12O6 结构简式: CH2OH CHOH CHOH CHOH CHOH CHO
键线式: HO
有机物中碳原子的成键特点
键(C C)、碳氧双键(C O)等。
当碳原子之间或碳原子与其他原子(或原子团)之间形成双键时,形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。
双键不能转动,所以双键上的原子始终在一个平面,碳碳双键周围的六个原子都共平面。
如乙烯分子里的两个碳原子和四个氢原子都处在同一平面上,它们彼此之间的键角为120°。
(3)叁键两个原子间共用三对电子的共价键称为叁键,如碳碳叁键(C≡C)、碳氮叁键(C≡N)等。
当碳原子之间或碳原子与其他原子(或原子团)之间形成叁键时,形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。
如乙炔的分子式是C2H2,乙炔分子里的两个碳原子和两个氢原子处在一条直线上,它们彼此之间的键角为180°。
与其他原子成键时存在双键或叁键等不饱和键的碳原子称为不饱和碳原子。
正是由于分子中不饱和碳原子的存在,使得烯烃和炔烃的化学性质比烷烃活泼。
【学生活动】有机物中碳原子的成键特点完成课本P19表21填空内容:有机物甲烷乙烯乙炔分子式CH4C2H4C2H2结构式H—C≡C—H分子的空间构型空间正四面体平面形直线形已知甲烷分子中的两个氢原子被两个氯原子取代后的结构只有一种,能否证明CH4的空间构型是正四面体结构而不是平面正方形结构?答案:能。
若CH4的空间构型是平面正方形结构,则CH2Cl2有两种结构:和;若CH4的空间构型是正四面体结构,则CH2Cl2只存学生自主总结探究法在一种结构:。
由于CH2Cl2只存在一种结构,由此可以推出CH4是正四面体结构。
【课堂小结】【作业布置】【课后反思】。
有机化合物中碳原子的成键特点
有机化合物中碳原子的成键特点1.四价性：碳原子具有四个价电子，每个电子可与其他原子的电子形成共价键。
四价性使得碳原子可以与其他碳原子或其他元素形成多种多样的化学键，使得有机化合物的结构和性质多样化。
2.杂化轨道：由于碳原子的四价性，碳原子的4个价电子需要形成四个稳定的共价键。
为了完成这四个共价键，碳原子中的三个2s和一个2p 杂化轨道参与成键。
碳原子通过sp3杂化形成了四个等能量的sp3杂化轨道，每个轨道空间分布方向相互垂直，并指向一个立体角的顶点，从而有机化合物中的碳原子呈现出四面体结构。
3.正向和侧向重叠成键：有机化合物中的碳原子通过两种方式与其他原子成键，即正向和侧向重叠成键。
在正向重叠成键中，碳原子的sp3杂化轨道与其他原子的轨道正向重叠，形成σ键。
而在侧向重叠成键中，碳原子的p轨道与其他原子的轨道侧向重叠，形成π键。
4.自由旋转性：由于碳原子的四面体结构，有机化合物中碳原子与其它原子成键后，存在自由旋转的能力。
这种自由旋转性使得有机化合物在空间中具有很大的灵活性，不同的构象和立体异构体可相互转变。
5.链状结构：由于碳原子可以与自身形成多个共价键，碳原子可以通过形成共价键与其他碳原子连接在一起，形成链状结构。
这种链状结构使得有机化合物能够形成复杂的化学结构，且碳链的长度可以很长。
6.亲电性：碳原子相对于其它元素的原子，亲电性较小。
这是因为碳原子的电负性较低，即它不容易鼓励与其它原子形成共价键。
这种亲电性较小使得碳原子具有稳定性，不容易发生反应。
总之，有机化合物中碳原子的成键特点主要包括四价性、杂化轨道、正向和侧向重叠成键、自由旋转性、链状结构和亲电性。
这些特点使得有机化合物具有很高的结构多样性和反应活性，是有机化学研究的基础。
高中化学 2.1.1有机物中碳原子的成键特点 有机物结构的表示方法课件 苏教版选修5
探究点一 探究点二
解析:(1)降冰片分子中含有碳碳双键,属于不饱和烃,降冰片也属于环 烃,但不属于烷烃(饱和烃),分子中不存在苯环,不属于芳香烃。(2)根据碳、 氢原子的成键规律和降冰片的结构简式可得其分子式为 C7H10。(3)降冰片 烯属于烃类有机物,不溶于水,其碳原子数已经大于 4,常温下不是气体,其分 子中含有碳碳双键,能发生加成和氧化反应。
正四面体 正四面体
109°28'
平面形 平面
120°
直线形 直线
180°
平面正六边 形 平面
120°
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探究点一 探究点二
当 1 个碳原子与其他 4 个原子(或原子团)连接时,必将形 成 4 个单键,那么这个碳原子将采取四面体取向与之成键,任意两个键之间 的夹角都接近 109°28'。
可表示为
。
(1)降冰片烯属于
。
a.环烃
b.不饱和烃
的分子式为
(3)降冰片烯不具有的性质
a.能溶于水
c.能发生加成反应
。 。
b.能发生氧化反应 d.常温、常压下为气体
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专题2 有机物的结构与分类
第一单元 有机化合物的结构
第一课时 有机物中碳原子的成键特点 有机物结构的表示方法
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有机物中碳原子的成键特点
有机物中碳原子的成键特点碳原子是有机物中最重要的元素之一，它的成键特点对于有机化学的研究和理解至关重要。
碳原子具有特殊的电子结构，使得它能够形成多种不同类型的化学键，包括共价键、极性共价键和芳香键等。
1. 共价键：碳原子是一个四价元素，意味着它有四个可供成键的空轨道。
碳原子通常通过共价键与其他原子进行成键，共享电子对以完成其八个价电子的填充。
共价键是有机化合物中最常见的成键类型，也是最稳定的成键类型之一。
2. 极性共价键：有时，碳原子与其他原子之间的共价键并不是完全均匀共享电子对。
这种情况下，碳原子与其他原子之间的电子密度会发生一定程度的偏移，形成极性共价键。
极性共价键通常发生在碳原子与较电负的原子（如氧、氮等）之间的成键中。
这种极性成键会影响有机物的物理性质和化学性质，如溶解性、反应活性等。
3. 芳香键：芳香化合物是一类具有特殊稳定性的有机化合物，其中的芳香键起到了至关重要的作用。
芳香键是由碳原子之间的共享电子对形成的，它们在分子中形成了一个稳定的芳香环结构。
芳香键具有特殊的共轭结构和共轭性质，使得芳香化合物具有较高的稳定性和特殊的化学性质。
除了成键类型的特点外，碳原子在有机化学中还具有以下重要的特点和性质：1. 四价性：碳原子具有四个价电子，可以形成四条共价键。
这种四价性使得碳原子能够形成复杂的分子结构和多样性的化合物，从而构建了有机化学的基础。
2. 高稳定性：碳原子与其他原子之间的共价键通常都很稳定，可以抵抗外界环境的影响。
这种高稳定性使得有机化合物具有较长的寿命，并且能够在较宽的条件范围内存在和反应。
3. 多样性：由于碳原子的四价性和成键特点，碳原子可以与多种不同的原子和基团发生成键，形成复杂的有机分子。
这种多样性使得有机化合物具有丰富的结构和性质，为生命体系的构建和化学合成提供了丰富的可能性。
碳原子在有机化学中的成键特点和性质对于有机化学的研究和理解具有重要意义。
碳原子能够形成多种不同类型的化学键，包括共价键、极性共价键和芳香键等。
有机化合物的结构 有机化合物中碳原子的成键特点与结构的表示方法高二化学(沪科版2020选择性必修3)
元素周期表中的部分元素的电负性截取
碳氢键之间为极性键
碳碳键之间为极性键
01 有机化合物中碳原子的成键特点
钠与水和乙醇反应的实验
实验操作
向盛有蒸馏水的烧杯中 加入一小块钠
向盛有无水乙醇的烧杯 中加入一小块同样大小 的钠
实验现象
实验结论
01 有机化合物中碳原子的成键特点
实验原理 实验现象
剧烈程度
水和钠
将碳、氢元素符 号省略，每个拐 点或终点均表示 有一个碳原子。
02 有机化合物结构的表示方法
请根据葡萄糖的结构简式写出其键线式
以葡萄糖为例展示其结构简式
O CH2 CH CH CH CH C H OH OH OH OH OH
HO
葡萄糖的键线式
OH OH H
OH OH O
使用键线式表示较复杂有机化合物较为清晰简便。
3
• 3.一般形成4个单键 的碳原子为饱和碳 原子,否则为不饱和 碳原子,而有C-H键 的易发生取代反应, 有 C = C与 C 三 C键 的易发生加成反应。
01
乙烯分子的碳碳双键中的一个键较另一 个键容易断裂；类似地，乙炔分子的碳 碳三键中有两个键较另一个键容易断裂 。所以乙烯、乙炔均能发生加成反应， 这也是含有不饱和碳原子的有机物常见 的性质。
非极性键
非极性键
σ键
极性键
化学性质 取代反应 — — 加成反应 — — 加成反应 — — 取代反应 取代反应、 与钠反应
02 有机化合物结构的表示方法
种类 球棍模型
特点
小球表示原子，短棍代表 共价键
空间填充模型
用不同体积大小的小球表 示不同原子
实例
课堂练习
1 下列物质的结构简式中,书写正确的是( C )
有机化合物中碳原子的成键特点
有机化合物中碳子的成键特点教学目标 :1、碳原子的成键特点2、有机分子的空间构型和有机物中碳原子的成键特点的关系3、有机化合物结构的表示方法：结构式、结构简式、键线式知识分析（一）有机物的特点：①构成有机物质元素少（C、H、O N、S、P）,但有机物种类繁多，结构复杂。
②大多数有机物难溶于水而易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂。
③绝大多数有机物受热易分解，而且容易燃烧。
④绝大多数有机物是非电解质，不易导电，熔点低。
⑤有机物所起的化学反应比较复杂，一般比较慢，并且还常伴随有副反应发生。
（二）有机物中碳原子的成键特点碳原子位于周期表第W主族第二周期，碳原子最外层有4个电子，碳原子既不易失电子、也不易得电子。
有机物种类繁多的原因，主要是由C原子的结构决定的。
其成键特点是:（1）在有机物中，碳原子有4 个价电子，碳呈四价，价键总数为4。
（成键数目多）（2）碳原子既可与其它原子形成共价键，碳原子之间也可相互成键，既可以形成单键，也可以形成双键或三键。
（成键方式多）①碳原子间的成键方式：C-C、C=C A C②有机物中常见的共价键：C— C、C=C AC、C-H、C-O C—X、C=O C= N、C—N、苯环。
③在有机物分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子；连接在双键、叁键或在苯环上的碳原子（所连原子的数目少于4）称为不饱和碳原子。
④C-C单键可以旋转而C= C不能旋转（或三键）（3）多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环还可以相互结合。
｛知识回顾｝1共价键的定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用2、共价键的类型：①非极性键：由同种非金属原子组成，共用电子对处在成键原子中间。
如:②极性键：由不同种非金属原子组成，电子对偏向于成键原子非金属性强的一方。
如：H-CH 3、H3C-OH［小结］由于乙烯分子中双键的键能小于C-C单键键能的2倍，同时双键中的两个键键能也不相等，即双键中一个键的键能不等于双键键能的1/2，其中一个键的键能小于另一个键的键能。
高中化学必修一必修二专题碳原子的成键特点有机物结构的表示方法
专题2有机物的结构与分类第一课时碳原子的成键特点有机物结构的表示方法1．你知道有机化合物中碳原子之间能形成哪些共价键？提示：碳原子之间能形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳叁键。
2．甲烷、乙烯分子中的所有原子是否处于同一平面上？提示：甲烷分子为正四面体结构，所有原子不能共平面。
乙烯分子中所有原子处于同一平面上。
3．你能写出乙烷、乙烯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯的结构简式吗？提示：乙烷、乙烯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯的结构简式分别为：CH3CH3、CH2===CH2、CH3CH2OH、CH3COOH、CH3COOC2H5。
[新知探究]探究1碳原子有几个价电子？它能与其他原子形成几个共价键？提示：碳原子有4个价电子，它能与其他原子形成4个共价键。
探究2如何证明甲烷的分子结构是正四面体结构而不是平面结构？提示：CH2Cl2分子的空间结构只有1种可证明甲烷分子是正四面体结构，因为若CH4分子是平面结构，则CH2Cl2可有两种结构。
探究3CH3—CH===CH—C≡C—CH3分子中所有碳原子是否处于同一平面上？提示：根据乙烯和乙炔的分子结构判断。
CH3—CH===CH—C≡C—CH3分子中所有碳原子处于同一平面内。
[必记结论]1．有机物中碳原子的成键特点(1)有机物的基本骨架：碳原子通过共价键结合形成碳链或碳环。
(2)碳原子的成键特点：①碳原子总是形成四个共价键。
②碳原子间可以形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳叁键。
③碳原子与氧原子间可形成碳氧单键(C—O)或碳氧双键(C===O)。
2．碳原子的成键方式和有机物分子空间结构的关系(1)单键：碳原子与其他4个原子形成四面体结构。
(2)双键：形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。
(3)叁键：形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。
3．碳原子的饱和性(1)饱和碳原子：仅以单键方式成键的碳原子。
(2)不饱和碳原子：以双键或叁键方式成键的碳原子。
4．典型有机物的分子结构[成功体验]1．下列说法不正确的是()A．在有机化合物中，每个碳原子都能形成4个共价键B．在有机化合物中，碳原子能形成单键、双键、叁键，还可形成其他形式的共价键C．在有机化合物中，碳、氢原子之间只能形成单键D．在有机化合物中，碳、氮原子之间只能形成单键解析：选D碳原子最外层有4个电子，能形成4个共价键，碳原子与碳原子间能形成单键、双键、叁键以及碳环，A、B正确。
有机物中碳原子的成键特点结构表示方法
H H
H C H H
H
C
C H
C H
CH2
CH
CH2 CH3
CH2
CHCH2 CH3
H O
H
C C
O
H
H
O
CH3 C OH
CH3 COOH
键线式:
将结构式中氢原子和碳原子符号 省略（但不是所有的氢原子和碳原子符 号都省略），用锯齿状的折线表示有机 化合物中的共价键情况，每个拐点和终 点均表示一个碳原子。
1
2
3
4
有机物中碳原子的成键特点
思考：有机物的分子构型和碳 碳键的成键方式有什么关系呢？
碳原子基态时的外层电子的分布： C：2S2 2Px1 2py1 2pz 杂化：SP3、SP2、SP
(sp 杂化)
4个sp 3 杂化轨道 激发 s轨道 p轨道 杂化 (线性组合)
3
(sp 杂化) p轨道 3个sp 2 (sp杂化) 2个sp p轨道
双键碳原子——sp2杂化 叁键碳原子——sp杂化 苯环中碳原子——sp2
四面体型
平面型 直线型 平面型
σ键：可以沿键轴旋转。
电子云沿键轴近似于圆柱形对称分布。 成键的两个
原子可以围绕键轴旋转，而不影响电子云的分布。 π键：不能沿键轴旋转。 电子云分布在 键所在平面的上下两方，呈块 状 分布
约120º
球棍模型
比例模型
小结: 当碳原子形成碳碳双键时，双键上的碳原子以及与之 直接相连的4个原子处于同一平面上。
乙炔分子的模型(C2H2)
180º
H—C≡C—H
球棍模型
比例模型
小结: 当碳原子形成碳碳叁键时，叁键上的碳原子以及与之 直接相连的2个原子处于同一直线上。
有机物中碳原子的成键特点
有机物中碳原子的成键特点有机物是由碳原子和氢原子以及其他原子（如氧、氮、硫等）通过共价键连接而成的化合物。
碳原子在有机物中具有以下的成键特点：1.四价性：碳原子具有四个价电子，可以与其他原子共用形成四条共价键。
这使得碳原子可以与多个原子或官能团连接，从而产生多种不同结构的有机化合物。
2.稳定性：由于碳原子的大小适中以及其核外电子排布的特点，碳原子在化学反应中相对稳定。
这使得有机物可以在各种条件下发生化学反应，从而产生新的化合物。
3. 杂化轨道：碳原子的四个价电子可以通过杂化形成四个等能的、带有单电子的杂化轨道，通常为sp³杂化。
这使得碳原子可以形成直线形、平面型和立体型的共价键，从而使得有机物的结构多样性增加。
4.范德华力：碳原子之间的键能通常较为弱，存在着范德华力相互作用，从而使得有机分子可以形成液体或固体的状态。
这种相互作用也使得有机物的物理性质（如沸点、熔点等）显示出一定的规律。
5.引发立体异构性：由于碳原子的四面体构型和杂化轨道的影响，使得碳原子周围的原子或基团可以在空间中有不同的排列和取向方式。
这种空间构型的不同，导致有机物存在着多种立体异构体，包括构型畸变、手性等。
6.共轭体系：碳原子的杂化轨道可以与相邻的π轨道形成共轭体系，使得电子能级得到重新分布，从而影响有机化合物的反应性质。
这种共轭体系还可以使有机分子具有吸光能力，对于一些有机色素和染料具有重要的作用。
7.电子富集性：碳原子由于其四个价电子通常较为稳定，因此碳原子通常被认为是电子贫的。
然而，由于亲电性基团的加入，可以使碳原子具有一定的电子亲和性和电子富集性。
这种电子富集性使得有机物具有在电子环境下发生化学反应的能力。
有机物中碳原子的成键特点不仅影响着有机物分子的结构、性质和反应行为，同时也对有机化学的研究和应用提供了一定的理论基础。
通过深入理解碳原子的成键特点，可以更好地理解有机物的化学性质，并为有机合成、药物、材料等领域的研究和开发提供指导。
有关碳原子的信息
一、有机物中碳原子的成键特点任何有机化合物都含有碳元素，在有机化合物分子中，碳原子之间可以形成碳碳单键（C－C）、碳碳双键（C＝C）和碳碳叁键（C≡C）等，碳原子与氢原子之间只能形成碳氢单键（C－H），碳原子与氧原子之间则可以形成碳氧单键（C－O）或碳氧双键（C＝O）。
但是，无论在什么情况下，碳原子总是形成4个共价键，这是有机物中碳原子成键的显著特点。
通过甲烷、乙烯、乙炔的球棍模型也可以明显看到这一点。
从上面的球棍模型还可以看出，在空间结构上，当1个碳原子与其它4个原子连接时（例如甲烷），这个碳原子将采取四面体取向与之成键。
当碳原子之间或碳原子与其它原子之间形成双键时（例如乙烯），形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。
当碳原子之间或碳原子与其它原子之间形成叁键时（例如乙炔），形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。
在烃分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子，以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。
下图中1、2、3、4号碳原子为不饱和碳原子，5号碳原子为饱和碳原子，从下图中也可以看到不同类型碳原子在成键时的空间取向。
不同类型的碳原子在成键时为什么会出现不同的取向呢？可以通过杂化轨道理论加以解释。
碳原子核外的6个电子中2个电子占据了1s轨道，2个电子占据了2s轨道，2个电子占据了2p轨道。
碳原子处于能量最低状态时只有2个未成对电子。
但是，研究表明，在有机化合物分子中，碳原子总是能形成4个共价键，使其最外层达到8个电子稳定结构。
碳原子是如何形成4个共价键的呢？原来，当碳原子与其它原子形成共价键时，碳原子最外层的原子轨道会发生杂化，使碳原子核外具有4个未成对电子，因而能与其它原子形成4个共价键。
杂化方式不同，所形成分子的空间构型也不同。
碳原子的几种杂化轨道形状示意图通常情况下，碳原子与碳原子之间、碳原子与氢原子之间形成的单键都是σ键；碳原子与碳原子之间、碳原子与氧原子之间形成的双键中，一个价键是σ键，另一个是π键；碳原子与碳原子之间形成的叁键中，一个价键是σ键，另两个是π键。
高一化学有机物中碳原子的成键特点2
3：碳原子形成叁键时－直线结构（叁键碳原 子和与之相连的原子处在同一直线）键角180。
学生活动5
思考：分析图2－2，
碳原子以不同类型 的键进行结合原子 的时候，最多所能 结合的原子数目
图2-2 有机物中碳原子的成键取向
有机物中碳原子的种类
1：仅以单键方式成键的碳原子叫做饱和碳原子
2：以双键或叁键成键的碳原子叫做不饱和碳原子
结论：有机物是空间立体结构
搭建甲烷的结构模型完成表2－1相关部 分，对比刚才的二氯甲烷的结构模型有 什么共同点
结论：都是四面体结构 归纳：有机物的空间立体结构 ①碳原子与四个原子成单键时－四面体结构
学生活动3
甲烷分子的模型(CH4)
109º 28ˊ
H
H C H
H
球棍模型
比例模型
。
甲烷分子的结构：正四面体，键角109 28’
甲烷
球棍模型
乙烯
乙炔
比例模型 空间构型 键角 正四面体 平面型 直线型 180º
2C和2H在 同一直线上
109º 28ˊ
120º
空间各原子 4H位于正四面体 2C和4H在同 的四个顶点，C在 一平面上 的位置 正四面体的中心
；银杏树 银杏树；
家伙还有什么手段,要是到时冲出来了,也会是壹个大麻烦.所以根汉壹边让阴阳墟洞在那里吸收,壹边自己还在慢慢の凝结阵环,不断の挑选壹些最薄弱の地方,进行加固,要将这家伙确保困在这里无法动弹.时间转眼过了壹个月,乱星海中の动静已经没有了,那两个神秘人の战斗可能结束了, 也有可能转到别の地方去了.而在这战狼星外面,却还有这样の壹座法阵,丝毫没有减弱の法阵,还在困着里面の这个黑色魔物.黑色魔物比壹个月前の实力,要大减了七八成了,现在已经是强努之末了.对方无法冲出来,也只能被困在
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第一单元有机化合物的结构第1课时有机物中碳原子的成键特点及结构表示方法[学习目标定位] 1.认识有机化合物的成键特点。
2.熟知有机物分子形状与碳原子成键方式的关系。
3.学会有机物分子结构的表示方法。
1．下列三种有机化合物①CH3—CH2—CH3②CH3—CH===CH2③CH3—C≡CH，它们都属于烃，分子结构(碳原子结合方式)上的相同点是碳原子之间以共价键形成碳链，不同点是①中全部为碳碳单键，②中含有，③中含有—C≡C—。
2．下列两种有机物它们分子中碳原子之间的连接方式的共同点是首尾相连形成碳环。
有机物②中除碳碳之间形成化学键外，碳原子还与其他原子形成的共价键有碳氧双键(C===O)和碳氧单键(C—O)。
3．碳原子有4个价电子，能与其他原子形成4个共价键。
碳原子的结合方式有(1)碳碳之间的结合方式有单键()、双键()和叁键(—C≡C—)。
(2)多个碳原子可以相互结合成链状，也可以结合成环状(且可以带支链)。
(3)碳原子还可以和H、O、N、S、P、卤素等多种非金属原子形成共价键。
4．碳原子的类型(1)仅以单键成键的碳原子称为饱和碳原子。
(2)以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。
探究点一有机物中碳原子成键特点及其分子构型1．下列有机化合物中，只存在碳碳单键的有①②，含有苯环结构的有⑤⑦，含有碳碳双键的有④⑧，含有碳碳叁键的有③(填入序号)。
2．常见分子的空间构型：(1)甲烷()的空间构型是正四面体结构，C原子位于正四面体的中心，分子中的5个原子中任何4个原子都不处于同一平面内，其中任意3个原子在同一平面内。
(2)乙烯()的空间构型是平面形结构，分子中的6个原子处于同一平面内。
(3)苯()的空间构型是平面形结构，分子中的12个原子都处于同一平面内。
(4)乙炔(H—C≡C—H)的空间构型是直线形结构，分子中的4个原子处于同一直线上。
[归纳总结]有机物分子的形状与碳原子成键方式的关系(1)若1个碳原子与其他4个原子连接时，这个碳原子将采取四面体取向与之成键(单键)。
如果与碳原子连接的四个原子相同，四个共价键之间每两个共价键之间的夹角均为109.5°，呈正四面体结构。
(2)若碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时，形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。
(3)若碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时，形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。
[活学活用]1．目前已知化合物中数量、种类最多的是ⅣA族碳的化合物(有机化合物)，下列有关其原因的叙述中不正确的是()A．碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键B．碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键C．碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和叁键D．多个碳原子可以形成长度不同的链(可以带有支链)及环，且链、环之间又可以相互结合答案 B解析碳元素的原子最外层有4个电子，既不易失电子也不易得电子，故碳原子性质并不活泼，常温下比较稳定，B选项错误。
2．在①丙烯②氯乙烯③苯④甲苯四种有机化合物中，分子内所有原子均在同一平面的是() A．①②B．②③C．③④D．②④答案 B解析本题主要考查有机物分子构型的判断。
在①丙烯CH2===CH—CH3和④甲苯C6H5—CH3中，—CH3是一个空间立体结构(与甲烷类似)，这四个原子不在同一平面上；②氯乙烯和乙烯相同，是六原子共面结构；③苯是十二个原子共面。
理解感悟许多有机物分子构型问题，实际上是甲烷、乙烯、乙炔、苯等典型分子构型的组合。
组合原则是当某分子中的氢原子被其他原子代替时，该原子的空间位置不变。
探究点二有机物结构的表示方法1．有机化合物种类繁多，结构复杂，各有机化合物的结构不同，其性质也各异，所以表示有机化合物时为突出其所代表的化学性质的结构特点，常见的方法有以下三种：(1)结构式：表示出每个原子的成键情况，以短线代替共用电子对，完整体现其全部键的构成。
如：乙醇。
(2)结构简式：是把结构式中相同的原子或原子团合并，但不能影响表示其结构特点的原子或原子团的表示方法。
如：乙醇CH3CH2OH。
(3)键线式：更简便地表示有机物结构的一种方式，用折线来表示有机化合物中的成键情况，用拐点和端点表示碳原子。
如：乙醇。
2．将下列各有机物的结构式、结构简式、键线式填入下表：[归纳总结](1)在结构简式中，用短线表示共用电子对，用“—”(单键)、“===”(双键)或“≡”(叁键)将所有原子连接起来，有些特征基团也存在结构简式，如“—OH”、“—COOH”、“—CHO”等。
其中只有碳碳单键可以省略，其他均不能省略。
(2)对于复杂有机结构，可以用键线式表示，其表示方法如下：①进一步省去碳、氢的元素符号，只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团(基团上的氢原子必须标出)。
②图式中的每个拐点和终点均表示一个碳原子，每个碳原子都形成四个共价键，不足的用氢原子补足。
[活学活用]3．下列关于有机化合物的表示方法中不正确的是()A．乙烯：CH2CH2B．异戊烷：C．乙酸乙酯：CH3COOCH2CH3D．甲烷：答案 A解析A、C两项表示物质的结构简式，其中乙烯结构简式中的碳碳双键不可省略，应写成CH2===CH2；B 项表示物质的键线式；D项表示物质的结构式。
4．写出下列对应的分子式、结构简式、键线式。
分子式结构简式键线式C2H4O答案分子式结构简式键线式C5H8解析根据分子式写出结构简式、键线式时，注意首先应判断其物质类型，确定其含有的基团类型，写出结构简式、键线式后要检查每个碳原子周围是否满足8电子结构，即是否满足形成4个共价键的条件。
书写键线式时注意与同一碳原子相连的不同键之间有一定的夹角，不是笔直的，应呈现折线形。
根据键线式写出分子式时，注意每个拐点特别是每个终点都是一个碳原子，且相连的氢原子已省略。
键线式通常用来表示结构比较复杂的有机物的结构，在表示简单有机物的结构时，注意表示出特征基团的结构，如醛基(COH)中的氢不能省略。
1．大多数有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是()A．形成四对共用电子对B．只通过共价单键C．通过两个共价键D．通过离子键和共价键答案 A2．下列化学式对应的结构式从成键情况看不合理的是()答案 D解析碳原子和硅原子与其他原子都能形成4个共价键，而D分子中的碳原子和硅原子都只形成了3个共价键。
3．下列五种物质：①CO2②CHCl3③CH4④CCl4⑤P4其结构具有正四面体构型的是()A．①②③B．③④⑤C．②③④D．①④⑤答案 B解析甲烷和CCl4都是以碳原子为中心的正四面体构型；P4也是正四面体构型；CO2为直线形结构；CHCl3中由于四个原子分布不均匀，虽是四面体结构，但不是正四面体结构。
4．如图是立方烷的键线式结构，下列有关说法不正确的是()A．它和苯的最简式相同B．它属于芳香烃C．它只有两种化学键D．它与苯乙烯(C6H5—CH===CH2)具有相同的分子式答案 B解析立方烷的分子式与苯乙烯的分子式相同，都是C8H8，最简式为CH，与苯的最简式相同；立方烷分子中只含有C—H键和C—C键两种化学键。
5．有一类组成最简单的有机硅化合物，它的分子组成与烷烃相似，下列说法错误的是()A．甲硅烷的分子式为SiH4B．甲硅烷燃烧生成SiO2和H2OC．甲硅烷的密度比甲烷小D．甲硅烷的热稳定性比甲烷弱答案 C解析SiH4比CH4相对分子质量大，因此密度大，故C说法错误；Si元素较C元素非金属性弱，因此SiH4的热稳定性比CH4弱，故D正确。
6．某期刊封面上有如下一个分子的球棍模型图，图中“棍”代表单键、双键或叁键。
不同颜色的球代表不同元素的原子，该模型图可代表一种()A．卤代某酸B．酯C．氨基酸D．醇钠答案 C[基础过关]一、有机物的成键特点1．大多数有机物分子里的碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合的化学键()A．只有共价单键B．只有共价双键C．有共价单键、双键和叁键D．只有离子键答案 C解析因碳原子有4个价电子，在有机物中，碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合的均是共价键，有共价单键、双键和叁键。
2．分子式为C5H7Cl的有机物，其结构不可能是()A．只含有1个双键的直链有机物B．含2个双键的直链有机物C．含1个双键的环状有机物D．含一个叁键的直链有机物答案 A解析分子中有1个碳碳双键或1个碳环，就可以少2个氢原子，有1个碳碳叁键，就可以少4个氢原子。
C5H7Cl与饱和状态相比少4个氢原子，所以不可能是只含有1个双键的直链有机物。
3．已知维生素A的结构简式如下所示，关于它的正确说法是()A．维生素A中含有苯环B．维生素A具有环己烷的结构单元C．维生素A的一个分子中含有三个双键D．维生素A的一个分子中含有30个氢原子答案 D解析本题旨在考查C原子间的成键情况和结构特点。
由结构简式可以看出该结构中含5个碳碳双键，一个环己烯结构单元，不存在苯环。
其分子式为C20H30O，故D正确。
二、有机物结构表示方法4．下列有关键线式说法错误的是()A．将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况B．每个拐点、交点、端点均表示有一个碳原子C．每一条短线代表一个共价键，用四减去短线数即是一个碳原子上连接的氢原子个数D．C===C、C≡C键等官能团中的“===”“≡”也可省略答案 D5．下列表示乙醇的结构中不正确的是()答案 D解析D项中键线式表示的结构简式为CH3CH2CH2OH。
6．右图是某有机物分子的比例模型，有关该物质的推断不正确的是()A．分子中含有羟基B．分子中含有羧基C．分子中含有氨基D．该物质的分子式为C3H6O3答案 C解析该有机物的结构简式为HOCH2CH2COOH，没有氨基存在。
三、有机物分子的空间构型7．甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代，可得如图所示的分子，对该分子的描述不正确的是() A．分子式为C25H20B．该化合物为芳香烃C．该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面D．分子中所有原子一定处于同一平面答案 D解析本题实际上是考查甲烷的正四面体结构。
烃分子中氢原子被其他原子取代后，其空间位点不变，由于甲烷分子中的四个氢原子位于正四面体的四个顶点上，当4个氢原子全部被苯基取代后，苯基就排在正四面体的四个顶点上，故该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面。
8．下列有机物分子中，所有的原子不可能在同一平面上的是()答案 D解析据甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构可知A、B、C项中所有原子均可能在同一平面上，只有D项中含有—CH3，所有原子不可能共面。
9．有关有机物分子结构或构型的判断其理由不正确的是()A．由甲烷分子中4条C—H键键长相等，键角也相等，就可推断甲烷为正四面体型分子B．HCN中存在—C≡N，该分子为直线形结构C．丙烷分子中的3个碳原子一定在同一平面上而丁烷分子中的4个碳原子却不一定D．若一个碳原子以四个单键与其他原子直接相连，则这四个原子为四面体结构，不可能共面答案 A解析分子中4条C—H键键长相等，键角也相等，也可能为正方形结构，A不正确；碳原子以叁键成键时，叁键与另一共价键夹角为180°，B正确；丙烷的三个碳原子在空间无论如何排列，必符合“三个点定一个平面”的关系，丁烷分子中有3个碳原子必在同一平面中，而另一个碳原子，因C—C单键可以自由转动而与另外三个碳原子不一定在同一平面上，C正确；当键角为四面体取向时，最多只有两个共价键在同一平面，D正确。