有机物中碳原子的成键特点
【课件】有机化合物中碳原子的成键特点高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
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?
有机物中碳原子的成键特点
二、饱和碳原子与不饱和碳原子：
1、饱和碳原子：仅以单键 方式成键； 叁键 方式成键 2、不饱和碳原子：以 双键或
注：其中C-C单键可以旋转，
而C＝C ，C≡C 不能旋转。
找出下列物质中的饱和碳原子与不饱和碳原子
A、CH3—CH＝CH—C≡C—CF3
1
2
3
4
5
6
B、CH2＝CH—CN
C、CH2＝C—CH＝CH2 | 5 CH3
1
2
3
4
四面体 四面体 四面体
CCl4
正四面体
小结：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。Leabharlann 乙烷分子的模型练一练
正已烷的碳链呈（
C）
CH2 CH2 CH3
A、直线形
B、正四面体
C、锯齿形
CH3
CH2
CH2
D、有支链的直线形
乙烯分子的模型(C2H4)
H
H C＝C H H
1、请说明下列有机化合物的空间形状，判断 其碳原子类型(饱和碳原子还是不饱和碳原子）
CH3Cl
HCHO
CH2＝CCl2
2、指出CH2＝CH—C≡C—CH3中
4 个碳原子共线， ———— 5 个碳原 有———— 8 个原子共面，最多 子共面，最少有———— 有———— 9 个原子共面。
3、下列关于CH3—CH＝CH—C≡C—CF3分子的 结构叙述正确的是 （ BC ） A、6个碳原子有可能都在一条直线上 B、6个碳原子不可能都在一条直线上 C、6个碳原子一定都在同一平面上 D、6个碳原子不可能都在同一平面上
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。
有机物中碳原子的成键特点上课版
（1）有机物中碳原子间可以形成长 短不一的碳链骨架(碳链或碳环） （2）同分异构现象的普遍存在
有机物中碳原子的成键特点 第一课时
学习目标
1.了解有机化合物中碳原子的三种成键 方式及其空间取向。 2.掌握甲烷、乙烯、乙炔分子的空间构 型。 3.能识别饱和碳原子和不饱和碳原子。
②任何满足炔烃所有C原子均在 同一直线上。 ③任何满足炔烃其所有原子均在同 一直线上。
探究交流
例1：以下物质中最多能有几个碳原子共面？ 最多有几个碳原子能在一条直线上？ CH3－CH＝CH－C≡C－CF3
例2: 该分子中，处于同一平面的原子最多有几个？
【解析】左端甲基中的碳原子取代了苯环上的一 个氢原子，与苯环共平面。右端甲基中的碳原 子取代了三键上的一个氢原子，与三键在同一 直线上,且这条直线也在双键共平面。由于单键 的旋转，当苯环和双键旋转到同一平面时，共 平面的原子最多。又由甲烷的结构可知，甲基 中的碳原子最多能和与之直接相连的两个原子 共平面，所以除两个甲基中各有两个氢原子不 在此平面上外，其余原子都有可能共平面。由 此该分子中最多可有20个原子共面。选D.
小结 ：结构中每出现一个碳碳双键至少有6个原子共面。
三、乙炔的直线结构
4个原子都在一条直线上，当乙炔分子中的一 个氢原子被其它原子或原子团取代时，取代该 氢的原子也一定和乙炔分子的其它原子在同一 条直线上。| 【延伸】分子结构中出现三键时，三键两端的 碳原子和与之直接相连的两个原子一定在同一 条直线上即三键两端共有四原子共线。 小结：结构中每出现一个碳碳三键，至少有4个 原子共线。
总结：碳原子的成键方式与空间构型
分子成键方式 空间构型 四面体型
C
C＝C
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。
有机化学基础知识烃
有机化学基础知识专题一、烃一、知识框架：二：有机物的结构、分类与命名一、有机物中碳原子的成键特点：有机物通常指含碳元素的化合物，或碳氢化合物及其衍生物总称为有机物。
其中碳原子最外层有四个电子，可以形成四跟键，碳碳之间既能形成单键，又能形成双键和三键，结合总成有机物的元素多种多样，从而决定了有机物种类的繁多。
二、有机物分子的空间构型与碳原子成键方式的关系3、有机物结构的表示方式：结构式、结构简式、键线式（1）结构式——完整的表示出有机物分子中每一个原子的成键情况。
(2) 结构简式——结构式的缩减形式a、结构式中表示单键的“——”可以省略，例如乙烷的结构简式为：CH3CH3b、“C＝C”和“C≡C”中的“＝”和“≡”不能省略。
例如乙烯的结构简式不能写为：CH2CH2，可是醛基、羧基则可简写为—CHO和—COOHc、准确表示分子中原子的成键情况。
如乙醇的结构简式可写成CH3CH2OH或C2H5OH而不能写成OHCH2CH3（3）键线式——只要求表示出碳碳键和与碳原子相连的基团，一个拐点和终点均表示一个碳原子。
4、同分异构现象有机物中存在分子式相同，结构不同的现象叫做同分异构现象，具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
同分异构现象并非仅存在于有机物中，在无机物中也是存在的，如氰酸和异氰酸5、同分异构体的种类及肯定方式①碳链异构——由于碳原子的排列方式不同引发的同分异构现象A 首先写出无支链的烷烃碳链，即取得一种异构体的碳架结构。
B 在主链上减一个碳作为一个支链（甲基），连在此碳链上得出含甲基的同分异构体。
C在主链上减两个碳作为一个乙基支链或两个甲基的各类通分异构体。
②官能团位置异构在有机物中，有机物官能团位置的不同也会致使同分异构现象，比如：丙醇就有两种同分异构体：CH 3CH 2CH OH 和 CH 3CHCH 3A 先排碳链异构，再排官能团位置B 甲基上的3个H 位置相同C 处于对称位置的H ，具有相同的化学环境，因此当官能团取代这些H 时，有机物具有同一种结构③官能团类别异构: 例如：分子式为C 2H 6O 的有机物可能有乙醇和乙醚 A 碳原子数相同的醇和醚是同分异构体 B 碳原子数相同的羧酸和酯是同分异构体C 碳原子数相同的二烯烃和炔烃是同分异构体D 碳原子数相同的烯烃和环烷烃是同分异构体 ④立体异构A 顺反异构（存在于烯烃中）反式：相同基团在双键对角线位置 顺式：不同基团在双键对角线位置 B 对映异构——存在于手性分子中a 、手性分子——若是一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但犹如左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称为手性异构体。
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。
有机化合物的结构特点
CH3—CH＝CH—CH3
CH2＝C—CH3
CH3
练习:1、写出分子式为C5H10并含碳碳双键的可能结构。 2、写出C5H11Cl的所有同分异构体
9
练习:1、写出分子式为C5H10并含碳碳双键的可能结构。
类别
烯烃 环烷烃
通式
CnH2n
2、写出C5H11Cl的所有同分异构体
一元取代：常用等效氢法（又称对称法）
这是有机物数目庞大的原因之一
2
甲烷的结构
109º 28′
结构式
立体结构
C与H形成四个完全等同的共价键 以C原子为中心，4个H原子位于4个顶点的正四面体结构
共价键参数
键长： 键长越短，化学键越 稳定 键角： 决定物质的空间结构 键能：键能越大，化学键越 稳定
若组成物质的分子式相同，分子结构是否相同呢？
4、尽量规范
对吗？
序号 1 2 3 4 5
类别
通式
烯烃
环烷烃 炔烃 二烯烃
CnH2n
CnH2n-2 CnH2n+2O
饱和一元脂肪醇
饱和醚 饱和一元脂肪醛 酮
CnH2nO CnH2nO2
饱和羧酸 酯
常 见 的 官 能 团 ︿ 类 别 ﹀ 异 构 现 象
23
C5H10O2的羧酸的同分异构体 4种
(4)C5H10O2的酯的同分异构体
9种
强调相同碳原子数 常见的官能团异构小结：
同位素
同素异形体
同系物
同分异构体
概念
同种元素形成的 不同原子
同种元素形成的 结构相似，分子组成 不同单质 相差若干个CH2
分子式相同，结构不
存在 范围
原子
无机物单质
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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。
练一练
1、正已烷的碳链呈（ C）
A、直线形
B、正四面体 C、锯齿形
CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 CH2
D、有支链的直线形
2、下列关于CH3—CH＝CH—C≡C—CF3分子的
结构叙述正确的是 （ ）BC
A、6个碳原子有可能都在一条直线上
B、6个碳原子不可能都在一条直线上
C、6个碳原子一定都在同一平面上
D、6个碳原子不可能都在同一平面上
CCHF33—CH＝3HCH4—C5 ≡C6—F
H
2
C
H C1
C—C≡C—C F F
H
HCH
H
109º28ˊ
109º28ˊ
球棍模型
比例模型
CH4
甲烷分子的空间结构特点： （以C为中心，以4H为顶点的）正四面体 4个C－H键键长、键能完全相同，键角为109°28’
109º28ˊ
60º
CH4
P4
都为正四面体的空间构型，但键角有所不同， 因原子所处的位置不同
动手组合： 2、组合如下分子，观察其空间构型有何特点。
HH
H C O H 结构式
请动手搭建下列含氧有机物的模型，并写出结构式。
C2H6O（乙醇）
H
H
H3C
C
H
O
HH
H C COH
HH
O O
C2H4O2
（乙酸）
H
H C C O 结构示意图
HH
H
H C C O H 结构式
H
碳原子成键规律小结：
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。
苯的特殊结构
H
C HC CH
HC CH C
小结:
H
当碳原子形成苯环时，苯环上的碳原子以及与之直接
相连的6个原子处于同一平面上。
请动手搭建下列含氧有机物的模型，并写出结构式。
CH4O（甲醇）
醛H） H
H
C
H
O
O
CH2O（甲
HC H
O
H
HCOH
H
HC H
O
O
CH2O2（甲
酸）
H C O 结构示意图
H
第一单元 有机化合物的结构
1 有机物中碳原子的成键特点 2 有机物结构的表示方法 3 同分异构体
有机物中碳原子的成键特点
碳原子在元素周期表中位于第 二周期 Ⅳ族;A 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。
4个碳原子相互结合可能有多少种方式？
饱和碳原子是指形成单键的碳原子〔所连原子的数
CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
状态 气态 气态 液态 液态 液态
空间 构型
正四面体
四面体
四面体
四面体 正四面体
分别只有一种结构，不存在同分异构体
乙烷分子的模型
小结: 当碳原子与4个原子以单键相连时，碳原子及 与之相连的4个原子都以四面体取向成键。
动手组合：
3、搭建甲烷、乙烯和乙炔的分子结构模型，并 填写表2-1。
乙烯分子的模型(C2H4)
H
H
H
C＝ห้องสมุดไป่ตู้C
H
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) H—C≡C—H
180º
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。
碳目与为4碳〕之间可形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳 叁键， 可成链状，也可成环状
不饱和碳原子是指形成双键、三键或苯环上的碳原
子〔所连原子的数目少于4〕
其他原子成键: H、X：1个键 O、S：2个键 N：3个键
与碳原子成键: 碳氢单键：C—H 碳氧单键：C—O
碳卤单键：C—X 碳氧双键：C=O
动手组合： 1、组合CH4分子，观察其空间构型有何特点。