高中化学 1.2.1 有机化合物中碳原子的成键特点课件 新人教版选修5

就在范特霍夫发表上述观点后不到两个月，法国化学家勒贝尔 (J.A.Le Bel)用其他推理方法得到了相同的结论，这表明科学发现有 其可遵循的规律。
你知道范特霍夫和勒贝尔提出的立体化学理论为什么能解决 困扰 19 世纪化学家们的难题吗？让我们一起走进教材第二节有机 化合物的结构特点，学会了就没有任何秘密可言了。
A．都是极性键 B．都是非极性键 C．既有极性键，又有非极性键 D．都是离子键
【答案】 C
3．科学实验表明，在甲烷分子中，4 个碳氢键是完全等同的。 下列说法错误的是( )
A．键的方向一致 B．键长相等 C．键角相等 D．键能相等
【答案】 A
4．(2015·河北石家庄高二检测)下列关于有机化合物的表示方 法中不正确的是( )
(3)键能：以共价键结合的双原子分子，裂解成原子时所吸收的 能量称为该种共价键的键能，键能越大，共价键越稳定。
典例精析
[例 1] (2015·武汉高二检测)甲烷分子是以碳原子为中心的正 四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是( )
A．CHCl3 只有一种结构 B．CH2Cl2 只有一种结构 C．CCl4 是非极性分子 D．CH4 的四个价键的键长、键角、键能完全相同
1 新情境·激趣引航 19 世纪中叶前，人们对有机化合物结构的认 识一直停留在二维空间。随着有机合成技术和分 析技术的发展，大量同分异构体被合成和发现，
人们对有机化合物结构的认识才逐步深入。当时
人们认为二取代甲烷(如 CH2R2)有两种异构体，但 是人们始终只能合成得到一种二取代甲烷。直到 1874 年，年仅 22 岁的荷兰化学家范特霍夫(J.H. Van't Hoff)提出了碳原子成键的新解释，才成功地 解决了这个困扰化学家多年的问题。
2 新知识·预习探索 目标定位
1．认识有机化合物的成键特点。 2．学会有机物分子结构的表示方法。 3．熟知几种典型分子的空间构型。
新知预习 1．碳原子的结构及成键特点
碳原子的成键特点决定了含原子种类和数目均相同的分子，其 原子可能具有多种不同的结合方式，从而形成具有不同结构的分 子。
2．甲烷的分子结构 (1)甲烷分子结构的表示方法
自测诊断 1．(2015·山东淄博高二检测)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最外层电子形成共用电子对 C．有单键、双键和三键等多种成键形式 D．每个碳原子最多与其他原子形成 4 个共价键
【答案】 A
2．在大多数有机物分子里，碳原子和碳原子、碳原子和其他 原子间相结合的化学键( )
【答案】 A
5．(2015·天津高二检测)
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
6．判断下列说法的正误。 (1)碳原子可以跟多数非金属元素的原子形成共价键。( ) (2)丙烷(CH3—CH2—CH3)分子中的三个碳原子一定在同一条 直线上。( ) (3)甲烷和 Cl2的反应与乙烯和 Br2的反应属于同一类型的反应。 () (4)乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别。( ) (5)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷，苯和硝酸反应生成硝基苯的 反应类型相同。( ) (6)苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子中没有与乙烯 分子中类似的碳碳双键。( )
(2)甲烷分子的空间构型 以碳原子为中心，4 个氢原子位于四个顶点的正四面体立体结 构。在 CH4 分子中 4 个 C—H 键是等同的。
预习思考 ①甲烷分子里，4 个碳氢键的键长和键能均等同，能否说明甲 烷分子不是平面结构？ ②甲烷的二氯代物只有一种，能否证明 CH4 为正四面体结构？
【提示】 ①不能。若甲烷分子为平面结构，4 个碳氢键也可以等同。 ②能。若 CH4 的空间构型是平面结构，则 CH2Cl2 会有两种， 一种是两个 Cl 相邻，另一种是两个 Cl 相间；若 CH4 的空间构型是 正四面体结构，则 CH2Cl2 只有一种结构，因此可推出 CH4 是正四 面体结构。
A．C6H12N4 B．C4H8N4 C．C6H10N4 D．C6H8N4
【解析】 据题意可先将 4 个 N 原子排列成内空的四面体图形
画出来，即
，四个 N 原子在顶点，然后将 C 原子插在两个
【答案】 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√
3 新课堂·互动探究 知识点一 有机化合物中碳原子的成键特点 教材解读 1．碳原子的结构 碳原子最外层有 4 个电子，既不容易得到电子，也不容易失去 电子，能与其他碳原子或其他元素原子形成 4 个共价键。
2．有机化合物中碳原子的结合方式
3．甲烷分子的空间构型 甲烷分子里，1 个碳原子与 4 个氢原子形成 4 个共价键，构成 以碳原子为中心，4 个氢原子位于四个顶点的正四面体结构。
4．化学键的三个参数 (1)键长：成键的 2 个原子，原子核间的距离称为键长。 (2)键角：分子中 1 个原子与另外 2 个原子形成的两个共价键在 空间的夹角称为键角。
【解析】 甲烷无论是正Biblioteka Baidu面体结构还是平面正方形结构，
CHCl3 都只有一种结构，CCl4 都是非极性分子，CH4 中的键长、键 角、键能都完全相同，故不能用选项 A、C、D 来确定 CH4 是何种 结构；如果甲烷是正方形的平面结构，则 CH2Cl2 分子中的五个原
子必在同一平面上，有
和
两种不同的结构，而实
际上 CH2Cl2 只有一种结构，从而证明甲烷分子为正四面体结构。 【答案】 B
【点拨】 有机物分子中，碳原子以 4 个单键与其他原子或原
子团结合，若这 4 个原子或原子团相同，则该碳原子所形成的分子
结构就是正四面体结构。
[例 2] (2015·山东潍坊高二检测)某共价化合物含碳、氢、氮 三种元素，已知其分子内的 4 个氮原子排列成内空的四面体结构， 且每 2 个氮原子间都有 1 个碳原子，而无碳碳双键或碳碳三键，则 该共价化合物的化学式是( )