高中化学第1章有机化合物的结构与性质烃第2节第1课时碳原子的成键方式鲁科5鲁科高二5化学

1．有机物的空间结构及共线、共面的判断技巧 (1)基本结构——四类型 ①甲烷
a．甲烷分子为正四面体结构。 b．甲烷分子中任意三个原子共面。 c．甲基上的四个原子不共面。
12/11/2021
第二十八页，共四十七页。
②乙烯
12/11/2021
a．乙烯分子为平面结构。 b．乙烯分子中双键碳原子和与之相连的 4 个氢原子在同一平面上。 c．烯烃分子中双键碳原子和与双键碳原 子直接相连的 4 个原子在同一平面上。
12/11/2021
第十三页，共四十七页。
解析：选 D。根据原子的成键方式知，碳、硅原子形成四条键(碳、 硅处于同一主族)，氧、硫、硒原子形成两条键(氧、硫、硒处 于同一主族)，氢原子形成一条键，氮原子形成三条键。选项 D 中的碳原子、硅原子只形成三条键，不符合碳、硅原子的成键 方式。
12/11/2021
12/11/2021
第十五页，共四十七页。
解析：选 B。第ⅣA 族碳的化合物种类繁多，取决于碳的原子 结构及成键特点。碳的最外层电子数为 4，可以形成 4 个共价 键，且可形成单键、双键、叁键等多种形式，同时在碳成键时 又可能形成链、环等不同形式。
12/11/2021
第十六页，共四十七页。
3．根据碳四价、氧二价、氢一价确定下列分子式一定错误的是 ( )
12/11/2021
第十八页，共四十七页。
5．已知下列物质：
①CH4 ②CH≡CH ③CH2===CH2 ④
⑤CCl4
其中，只含有极性键的是__________；既含有极性键又含有非 极性键的是__________；既含单键又含双键的是___________。
12/11/2021
第十九页，共四十七页。
第二十九页，共四十七页。
③乙炔
12/11/2021
a．乙炔分子为直线形结构。 b．乙炔分子中叁键碳原子和与之相连的 2 个氢原子在同一直线上。 c．炔烃中叁键碳原子和与叁键碳原子直 接相连的 2 个原子在同一直线上。
第三十页，共四十七页。
④苯
a．苯分子为平面形分子。 b．苯分子中 6 个碳原子与 6 个氢原子在同一 平面上。 c．芳香烃中苯环上的 6 个碳原子和与其直接 相连的 6 个原子一定在同一平面上。
12/11/2021
第十一页，共四十七页。
(1)1 mol CH3—CH===CH—COOH 含多少个单键？说明理由。 (2)CH3—CH===CH—COOH 分子中极性键与非极性键数目之 比为多少？说明理由。 答案：(1)9NA。含 5 mol C—H 单键、2 mol C—C 单键、1 mol
2．下列物质的分子中，所有的原子都在同一平面上的是( )
A．NH3
B．C2H6
C．甲烷
D．四氟乙烯(CF2===CF2)
解析：选 D。A 项中 NH3 是三角锥形，B 项中 C2H6 相当两个 甲烷构型，C 项中甲烷为正四面体形，D 项中四氟乙烯为平面 形。
12/11/2021
第二十六页，共四十七页。
第十四页，共四十七页。
2．目前已知化合物中数量、品种最多的是第ⅣA 族碳的化合物 (有机化合物)，下列关于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、支链及环，且链、环 之间又可以相互结合
第1章 有机(yǒujī)化合物的结构与性质 烃
第 2 节 有机化合物的结构与性质
第 1 课时 碳原子的成键方式
12/11/2021
第一页，共四十七页。
第1章 有机化合物的结构(jiégòu)与性质 烃
1.了解碳原子的成键特点和成键方式的多样性，理解有 机物种类繁多的原因。 2.了解单键、双键、叁键的特点，知 道碳原子的饱和程度对有机化合物性质的影响。 3.掌握甲烷、 乙烯、乙炔的空间构型。 4.了解极性键与非极性键概念，知 道键的极性对化合物性质的影响。
非极性键
成键
成键双方是同种元素的
成键双方是不同元素的原子
条件
原子
原因 解释
吸引共用电子的能力不同，共 吸引共用电子的能力相
用电子将偏向电负性较大即吸 同，共用电子不偏向于
引电子能力较强的一方
成键原子的任何一方
常见 C—H、C—O、C—Cl、
C—C、H—H、C===C、
实例 C—Br、C===O、C≡N
12/11/2021
第八页，共四十七页。
1．有机物中原子的价键特点 原子最外层缺几个电子达到 8 电子稳定结构就最多形成几个共 价键：氢(2e－稳定结构)、氟、氯、溴、碘为一价，氧、硫为二 价，氮、磷、砷为三价，碳、硅为四价。
12/11/2021
第九页，共四十七页。
2．极性键和非极性键辨析
极性键
12/11/2021
第二页，共四十七页。
碳原子的成键方式
1．碳原子的结构特点 (1)碳元素位于周期表的第_2__周期__Ⅳ__A_族。 (2)碳原子的最外电子层有_4__个电子，通共常用以(ɡ_òn_ɡ_yò_n_ɡ)_电__子__对__的
形式与其他原子成键，达到 8 电子稳定结构。
12/11/2021
C≡C、N≡N
12/11/2021
第十页，共四十七页。
与 4 个原子或原子团相连形成 4 个单键的碳原子为饱和
碳原子，否则为不饱和碳原子。化合物 CH3—CH===CH—
COOH 中，不饱和碳原子有( )
A．2 个
B．3 个
C．4 个
D．1 个
[解析]
分子中，带“*”的碳原子均为不
饱和碳原子。 [答案] B
第三页，共四十七页。
2．碳原子的成键方式 (1) 碳 原 子 之 间 既 可 以 形单成键_(d_ān_j_ià_n)_ ， 也 可 以双形键成(shu_ān_ɡ_ji_àn_)_ 或 __叁__键__。 (2)碳原子之间既可以形成__开__链__结构，也可形成__环__状__结构。 (3)碳原子除彼此之间成键外，还可以与_____H_、__O__、__N_、__C_l ____ 等其他元素的原子成键。 3．极性键和非极性键 (1)极性键不：同_(_bù_t_ón_ɡ)_元__素__的两个原子之间形成的共价键，共用电 子偏向吸引电子能力较强的一方。
3．大多数有机物分子中原子之间相结合的化学键( ) A．只有极性键 B．只有非极性键 C．既有极性键又有非极性键 D．只有离子键 解析：选 C。由碳原子的核外电子排布知，碳原子最外电子层 有 4 个电子，既不易失去电子也不易得到电子，易形成共价化 合物。在有机物中，碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子 之间均是以共价键结合，其中碳原子与碳原子之间以非极性共 价键结合，而碳原子与其他原子之间以极性共价键结合。
12/11/2021
第二十页，共四十七页。
6．酚酞是中学化学中常用的酸碱指示剂，其结构如图所示，回 答下列问题：
(1)酚酞的分子式为________________。 (2)1 个酚酞分子中含有______个饱和碳原子和________个不饱 和碳原子。 (3) 酚 酞 分 子 中 的 双 键 有 _______ 种 ， 是 _______ ； 极 性 键 有 ___12_/11_/2_02_1 _______(写两种即可)。
第二十一页，共四十七页。
解析：根据碳原子的结构特点，与 4 个原子形成共价键的碳原 子称为饱和碳原子，其他的碳原子称为不饱和碳原子，所以此 分子中有 19 个不饱和碳原子，具有四面体结构的碳原子即为饱 和碳原子，共有 1 个。此分子中只有碳氧双键一种双键；不同 原子间形成的共价键为极性键。
答案：(1)C20H14O4 (2)1 19 (3)1 H—O 键、C—O 键(或 C===O 键或 C—H 键)
3．下列有机物分子中，所有原子一定在同一平面内的是( )
A.
B．
—CH3
C．
—CH===CH2
D．
—CCl3
解析：选 A。B 项，—CH3 中四个原子不共面；D 项，—CCl3 中四个原子不共面；C 项，C—C 单键可以旋转，故苯基上所 有原子和乙烯基上所有原子不一定共面。
12/11/2021
第二十七页，共四十七页。
A．C4H4
B．C6H13
C．C7H16O
D．C5H12
解析：选 B。烷烃分子通式为 CnH2n＋2，也就是说当碳原子与碳
原子均以单键结合时，结合的 H 原子数为偶数。当碳原子与碳
原子以双键结合时，含一个双键，比相应烷烃少 2 个氢原子，同
理可知当含一个碳碳叁键，必比相应烷烃少 4 个氢原子，也就是
键
成键
键
__四__面__体__形 平面(_pí_ng_m_ià_n)_形 直线_(_zh_íx_ià_n)_形
空间构型
碳原子与其他 4 个原子形成 __四__面__体__结构
形成双键的碳 形成叁键的碳 原子以及与之 原子以及与之 相连的原子处 相连的原子处 同于一__(tó_n_gy_ī)_平_面__上 于_同__一__直__线__上
解析：CH4 中只含有 C—H 键，C—H 键为极性键；CH≡CH 中含有 C≡C 键(非极性键)与 C—H 键(极性键)；CH2===CH2 中含有非极性键 C===C 键和极性键 C—H 键；苯中碳和碳之 间是非极性键，C—H 键是极性键；CCl4 中只含有极性键 C—Cl 键。
答案：①⑤ ②③④ ③
12/11/2021
第四页，共四十七页。
(2)非极性同键种：(tó_nɡ_z_hǒ_n_ɡ)_元__素__的两个原子之间形成的共价键，共用 电子不偏向成键原子的任何一方。 4．键线式 键线式是指将结构简式中 C、H 元素符号省去，余下的键的连
接形式，每一个拐点和终点都表示一个碳原子，如丁烷： ，
异戊烷：
12/11/2021
第二十二页，共四十七页。
碳原子成键方式与分子空间构型的关系
键型名称 表示符号
碳碳单键
碳碳双键
碳碳叁键
_________ _________
12/11/2021
第二十三页，共四十七页。
键型名称
碳碳单键
碳碳双键
碳碳叁键
1 个碳原子与周 1 个碳原子与 1 个碳原子与周 成键方式 围__4_个原子成 周围__3_个原子 围_2__个原子成
2．下列不属于碳原子成键特点的是( ) A．易失去最外层的电子形成离子 B．最外层电子易与其他原子的外层电子形成共用电子对 C．有单键、双键和叁键等多种成键形式 D．每个碳原子最多与其他原子形成 4 个共价键
解析：选 A。碳原子不易得失电子，易与其他原子形成共价键。
12/11/2021
第七页，共四十七页。
。
12/11/2021
第五页，共四十七页。
1．判断正误 (1)碳原子易与其他原子形成离子键。( × ) (2)乙烯分子中只含有 C—H 极性键。( × )
(3)苯分子中为
和 C—C 交替结构。( × )
(4)碳原子成键方式的多样性是有机物比无机物种类多的主要 原因。( √ )
12/11/2021
第六页，共四十七页。
12/11/2021
第二十四页，共四十七页。
1．判断正误 (1)丁烷分子中 4 个 C 原子在一条直线上。( × )
(2)乙烯、甲醛(H
H)分子中所有原子共平面。( √ )
(3)丙烯分子中所有碳原子共平面。( √ )
(4)丙炔分子中所有碳原子共直线。( √ )
12/11/2021
第二十五页，共四十七页。
说烃类物质分子中的 H 原子数一定为偶数。由于氧原子为二价，
形成单键时可插在任意两个原子之间，所以氧原子的个数不影响
分子中的氢原子数，也就是说烃的含氧衍生物分子中的 H 原子
数也一定为偶数。 12/11/2021
第十七页，共四十七页。
极性键与非极性键的识别 4．下列关于 CH3—C≡C—CH2—CH3 的说法正确的是( ) A．分子中含有极性共价键和非极性共价键 B．分子中只有极性键 C．碳碳叁键键能是碳碳单键键能的三倍 D．分子中只有非极性键 解析：选 A。在题给分子中，碳碳单键和碳碳叁键属于非极性 键，碳氢单键属于极性键，A 正确，B、D 错误；碳碳叁键键 能要小于碳碳单键键能的三倍，C 错误。
C—O 单键、1 mol H—O 单键，共 9 mol 单键，即 9NA 个。 (2)8∶3。含 5 个 C—H 极性键，1 个 C===O 极性键，1 个 C—O 极性键，1 个 O—H 极性键，共含 8 个极性键；含 3 个碳 碳非极性共价键。
12/11/2021
第十二页，共四十七页。
碳原子成键方式及特点 1．下列化学式对应的结构式从成键情况看不合理的是( )