高中化学 第1章第2节 第1课时 碳原子的成键方式学案 鲁科版选修5

第1课时碳原子的成键方式

[学习目标定位] 1.了解碳原子的成键特点和成键方式的多样性，能以此认识有机化合物种类繁多的现象。2.了解单键、双键、叁键的特点，理解极性键和非极性键的概念。3.学会有机物分子结构的表示方法，熟知几种典型分子构型。

一、有机物中碳原子的成键特点

1．下列三种有机化合物：①CH3—CH2—CH3

②CH3—CH===CH2③CH3—C≡CH，它们共同的类别是链烃，分子结构(碳原子结合方式)上的

相同点是碳原子间以共价键形成碳链，不同点是①中全部为碳碳单键，②中含有键，③中含有—C≡C—键。

2．下列三种有机物：

①②③

(1)根据官能团的不同，判断它们的类别：①醇，②卤代烃，③羧酸。

(2)它们共同的类别是环状有机物，其中属于芳香族化合物的是②③。

(3)三种有机物在分子结构上的相同点是都含有碳环。

(4)上述三种有机物分子中除碳碳键外，碳原子还能形成的共价键共有4种。

1.碳原子间的成键方式

2．极性键和非极性键

(1)极性键:不同种元素的原子之间形成的共用电子对偏向吸引电子能力较强的一方的共价键。

(2)非极性键：同种元素的原子之间形成的共用电子对不偏向任何一方的共价键。

例

1(2017·湖北襄阳高二期中)目前已知化合物中数量、品种最多的是碳的化合物，下列关于其原因的叙述中不正确的是( ) A．碳原子之间、碳原子与其他原子(如氢原子)之间都可以形成4个共价键

B．碳原子性质活泼，可以与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及环，且链、环之间又可以相互结合

答案 B

解析碳原子最外层有4个电子，碳原子与碳原子、其他原子(如氢原子)形成4个共价键达到稳定结构，故A正确；碳原子性质不活泼，不容易得失电子，易通过共用电子对形成共价键，故B错误；碳原子之间成键方式具有多样性，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成双键和叁键，故C正确；多个碳原子可以形成长度不同的链及环，且链、环之间又可以相互结合，故D正确。

【考点】碳原子的成键特点

【题点】碳原子的成键方式

规律总结碳原子与碳原子或其他原子之间形成4个共价键。其中与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。

例

2(2017·青岛二中月考)下列化学式对应的结构式从成键情况看不合理的是( )

A．CH3N，

B．CH2SeO，

C．CH4S，

D．CH4Si，

答案 D

【考点】碳原子的成键特点

【题点】碳原子的成键方式

规律总结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。

例

3已知下列物质：

①CH4②CH≡CH③CH2===CH2④⑤CCl4

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______________。

答案①⑤②③④③

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。

【考点】碳原子的成键特点

【题点】有机物中极性键与非极性键的判断

方法规律极性键是不同种元素原子之间形成的共价键；非极性键是同种元素原子之间形成的共价键。

二、碳原子成键方式与分子空间构型和性质的关系

1．单键、双键和叁键与分子空间构型

(1)单键、双键和叁键与空间构型

碳碳单键碳碳双键碳碳叁键结构

简式

—C≡C—

成键条件1个碳原子与周围4个

原子成键；碳碳之间共

用1对电子

1个碳原子与周围3个

原子成键；碳碳之间共

用2对电子

1个碳原子与周围2个

原子成键；碳碳之间共

用3对电子

键角109.5°120°180°

空间构型碳原子与其他4个原子

形成四面体结构

双键碳原子及与之相连

的原子处于同一平面上

叁键碳原子及与之相连

的原子处于同一直线上

(2)常见典型分子的空间构型

①甲烷()的空间构型是正四面体形结构，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()的空间构型是正六边形结构，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。

2．单键、双键和叁键与有机物的性质

碳碳单键碳碳双键碳碳叁键

键能347kJ·mol－1614kJ·mol－1839kJ·mol－1

键长0.154nm 0.134nm 0.121nm

稳定性稳定一个键较另一个

键易断裂

两个键较另一个

键易断裂

溴的CCl4溶液不反应加成反应加成反应酸性KMnO4溶液不反应氧化反应氧化反应