【新】高中化学第一章有机化合物的结构与性质第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学案鲁科

第1课时碳原子的成键方式
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。

(重点)
3．掌握甲烷、乙烯、乙炔的空间构型。

(重难点)
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。

(重点)
[基础·初探]
1．碳原子的成键特点
碳原子最外层有四个电子，通常以共用电子对的形式与其他原子成键，达到最外层八个电子的稳定结构。

2．结合方式的多样性
(1)碳原子之间可以形成碳碳单键，也可以形成碳碳双键，还可以形成碳碳叁键。

(2)多个碳原子可以相互结合形成开链结构，也可以形成环状结构。

(3)碳原子除了彼此间成键外，还可与H、O、N、Cl等其他元素的原子成键。

氢、氧、氮、氯元素原子与其他原子形成共价键时，形成的单键数目最多为多少？
【提示】1、2、3、1。

[核心·突破]
表示有机物组成和结构的化学用语(以丙烷为例)
[题组·冲关]
题组1 化学用语
1．下列物质的表达式错误的是( )
【答案】 C
【解析】表示的物质的结构简式为CH3CH2CH===CH2，故为1­丁烯。

【答案】 C
3．1­戊炔的分子式为________，电子式为______，结构式为______，结构简式为______，
键线式为________。

题组2 碳原子的成键特点
4．下列分子式及结构式中，从成键情况看不合理的是( )
【导学号：04290007】
【解析】A项，化合物中N原子形成3个共价键；B项，化合物中Se元素与O元素相似；C项，化合物中S元素与O元素类似；D项，“C—Si”键应是“C===Si”键。

【答案】 D
5．如图是某有机物的填充模型，有关该有机物的推断不正确的是( )
A．分子中可能含有羟基
B．分子中可能含有羧基
C．分子中可能含有氨基
D．该物质的分子式可能为C3H6O3
【解析】观察模型中有三种球(黑球3个、灰球3个、小白球6个)，说明该有机物分子中有三种原子。

再联想有机化合物中C、H、O等常见原子形成共价键的价键特征，可分析出黑球应该是碳原子、灰球是氧原子、小白球是氢原子。

题给模型所表示的有机物结构简式为HOCH2CH2COOH。

【答案】 C
6．写出下列物质的结构式。

[基础·初探]
1．单键、双键和叁键
2.极性键和非极性键
(1)非极性键：两成键原子相同，吸引共用电子的能力相同，这样的共价键是非极性共价键，简称非极性键。

非极性键中，共用电子不偏向于成键原子的任何一方，因此参与成键的两个原子都不带电荷。

(2)极性键：成键双方是不同元素的原子，它们吸引共用电子的能力不同，则共用电子将偏向吸引电子能力较强的一方，这样的共价键是极性共价键，简称极
性键。

(1)有机物CH3—CH===CH—CN分子中只含有单键和双键。

( )
(2)CH2===CH2中每个碳原子都形成了四个共价键，所以乙烯分子中的碳原子为饱和碳原
子。

( )
(3)在乙醇(C2H5OH)分子中只有O—H键为极性键，其它键均为非极性键。

( )
(4)碳碳叁键的键能是碳碳单键的键能的三倍。

( )
(5)H2O和H2O2分子中所含化学键类型完全相同。

( )
【提示】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×
[核心·突破]
1．常见烃分子的空间构型
2.非极性键和极性键的比较
【特别提醒】
1．极性键一定只存在于化合物中；
2．非极性键不一定只存在于单质中，也可以存在于化合物中，包括无机物、有机物，如H2O2、Na2O2、FeS2、CH3CH3等都含有非极性键。

[题组·冲关]
题组1 碳原子的成键方式
1．对于有机物中碳原子与碳原子之间相互结合的化学键的说法正确的是 ( )
A． B．C． D.
【解析】同种元素的原子之间形成的化学键只能是非极性键。

【答案】 B
2．某有机化合物的键线式为
下列说法正确的是( )
A．该有机化合物的分子式为C17H29O2
B．分子中有11个不饱和碳原子
C．不能使酸性KMnO4溶液退色
D．分子中的C－O键为极性键
【解析】由键线结构简式写分子式时，先找出碳原子的个数(拐点和端点为碳原子)，再根据碳的四价原则找出氢原子个数，氧原子等其他原子写在最后，该物质的分子式为C17H30O2；分子中有1个碳碳双键，故有2个不饱和碳原子；因其含有碳碳双键，可使酸性KMnO4溶液退色；C－O键是由两种不同元素的原子形成的，因此是极性键。

【答案】 D
3．下列共价键中，属于极性键且极性最强的是( )
【导学号：04290008】
【解析】A、D两项的共价键是由同种元素(碳元素)的原子形成的，其电负性之差为零，属于非极性键；B、C两项的共价键是由不同元素(B为碳和氧两种元素，C为碳和氮两种元素)的原子形成的，属于极性共价键，并且碳和氧两种元素的电负性差值要大于碳和氮两种元素的电负性差值，故极性最强的共价键是碳氧双键，B项正确。

【答案】 B
4．已知下列物质：
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________；既含单键又含叁键的是________。

【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。

【答案】 ①⑤ ②③④ ② 【规律总结】
1．一般来说，成键元素的非金属性差别越大，所形成化学键的极性越强。

2．在有机化合物中，共价键是否具有极性及极性的强弱程度对有机物的性质存在着重大的影响。

如在CH 3CH 2OH 中存在极性键C —O 和O —H ，乙醇的化学性质就主要集中在这两个极性键上。

题组2 原子共线、共面的判断
5．下列化合物的分子中，所有原子都处于同一平面的有( ) A ．乙烷 B ．甲苯 C ．丙烯
D ．四氯乙烯
【解析】 “共面不共面，关键饱和碳”，饱和碳原子和其他相连的任何三个原子不可能共面。

A 、B 、C 中都有饱和碳原子，故不可能共面；四氯乙烯中四个氯原子代替乙烯中氢原子的位置，仍是共平面的。

【答案】 D
6．下列叙述正确的是 ( )
A ．丙烷分子中3个碳原子一定在同一条直线上
B ．甲苯分子中7个碳原子都在同一平面上
C ．乙烷分子中碳原子和全部氢原子可能在同一平面上
D ．2­丁烯分子中4个碳原子可能在同一条直线上
【解析】 C 1
H 3—C 2
H 2—C 3
H 3分子中：1,3号碳原子和2号碳上的两个氢原子，可看做是2号碳形成的四面体结构，三个碳原子只共面但一定不共线，A 不正确。

甲苯分子中—CH 3里的碳原子占据了苯分子中一个H 原子的位置，所以甲苯分子中7个碳原子都在同一平面内，B 正确。

烷烃分子中的C 、H 原子形成的是类似于甲烷的四面体结构，乙烷分子中碳原子和
全部氢原子不可能在同一平面上，C 不正确。

2­丁烯(C 1
H 3C 2
H===C 3
HC 4
H 3)可看做1,4碳原子取代乙烯分子中的两个氢原子所形成的结构，4个碳原子在同一个平面内，但是不可能在同一条直线上，D 不正确。

【答案】 B
7．某烃结构简式为，有关其结构的说法，正确
的是( )
A ．所有原子可能在同一平面内
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制作不易 推荐下载 11 B ．所有原子可能在同一条直线上
C ．所有碳原子可能在同一平面内
D ．所有氢原子可能在同一平面内
【解析】 该烃含有苯环、—C≡C—、，所有碳原子可能都在同一平面内，但最多有19个原子共面，即甲基上有2个氢原子不可能在该平面内，有5个碳原子和1个氢原子共线。

【答案】 C
8．某烃的结构简式为，分子中饱和碳原子数为a ，可能在同一直线上的碳原子数最多为b ，一定在同一平面上的碳原子数为c ，则a 、b 、c 分别为 ( )
A ．4、3、7
B ．4、3、6
C ．2、5、4
D ．4、6、4
【解析】
有机物中，含有乙烯的共面基本结构部分，含有乙炔的共线基本结构，线在面上，所以一定在同一平面内的碳原子为6个，即c ＝6，在同一直线上的碳原子即为符合乙炔的结构的碳原子，最多为3个，即b ＝3，形成四条共价单键的碳原子即饱和碳原子，共4个，故a ＝4。

【答案】 B
【规律总结】
分析有机物分子的共线、共面问题时，要以甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的空间结构为模板，从其氢原子被其他原子或原子团取代后的情况进行分析、判断。