2020版新教材高中化学第七章有机化合物第一节有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构课件新人教版
高中化学 第七章 有机化合物 第一节 第一课时 烷烃的结构教案 新人教版第二册
第一课时烷烃的结构[明确学习目标] 1.了解有机物中碳原子的成键特点。
2.掌握甲烷的分子结构。
3.了解烷烃的概念、通式及结构特点。
4.理解同系物、同分异构体的概念并会判断和书写简单烷烃的同分异构体。
学生自主学习1．有机化合物中碳原子的成键特点014个共价键，而且碳原子与碳原子之有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成□05间也能形成□02单键、□03双键或□04三键。
多个碳原子之间可以结合形成碳链，也可以结合形成□碳环。
2．甲烷的分子结构(1)分子结构(2)空间结构3．烷烃的结构特点与命名(1)结构特点(2)烷烃的命名碳原子数不多于10时，以□13甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数；碳原子数在10以上时，以汉字数字代表，如“十一烷”。
(3)分子通式烷烃的分子通式为□14C n H 2n ＋2。
4．同系物与同分异构体 (1)同系物(2)同分异构体 ①概念②实例：正丁烷、异丁烷互为同分异构体。
③同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因之一。
[特别提醒] (1)同分异构体的分子式相同，因此其相对分子质量相同，但相对分子质量相同的化合物不一定互为同分异构体，如NO和C2H6。
(2)互为同分异构体的化合物不一定属于同一类物质，如CH3—O—CH3和CH3CH2OH。
(3)互为同分异构体的化合物一定不互为同系物，同样，互为同系物的化合物一定不互为同分异构体。
多碳原子烷烃(如CH3CH2CH2CH2CH3)分子中，碳原子的排列是直线形吗？提示：不是。
烷烃分子中的碳原子以单键与其他原子相连，与之成键的4个原子构成四面体结构。
因此碳原子一定不在同一直线上，直链烷烃中碳原子的排列呈锯齿状。
课堂互动探究知识点一甲烷的分子结构、烷烃1．有机化合物组成和结构的表示方法[知识拓展]甲烷空间结构的拓展根据甲烷的正四面体结构推知，有机物分子中碳原子以4个单键与其他原子相连。
若CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子代替，即a、b、c、d相同，则形成的分子为正四面体结构，如CCl4；若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子代替，即a、b、c、d不完全相同，则形成的分子为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。
2020版新教材高中化学第七章第一节第1课时有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构课件新人教版必修第二册
种结构,证明甲烷不是平面结构,而是
结构,上述中的
更能反映其真实存在状况。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
答案:(1)C B (2)2 1 正四面体 D
解析:(1)题给图示都可以表示甲烷这种物质,其中分子结构示意
图(A)、球棍模型(C)及空间充填模型(D)均能反映甲烷分子的空间
构型,但其中空间充填模型更能形象地表达出H、C的相对位置及
知识铺垫
新知预习
自主测试
(4)通式 如果链状烷烃中碳原子数为n,氢原子数就是2n+2,其分子式可用 通式CnH2n+2(n≥1)表示。 4.同系物 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物 互称为同系物。如CH4、C2H6、C3H8互称为同系物。
知识铺垫
新知预习
自主测试
5.同分异构体 (1)实例 甲烷、乙烷、丙烷的结构各只有一种。丁烷有两种不同的结构,其 球棍模型分别如下图所示,对应的结构简式分别为
知识铺垫
新知预习
自主测试
【微思考3】烷烃中互为同分异构体的物质的熔点、沸点高低 有何规律?
提示分子中支链越多、分子结构对称性越强的物质的熔点、沸 点越低。
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)碳原子可以跟多数非金属元素原子形成共价键。( ) (2)烷烃分子结构中均为单键。( )
(3)“差”——组成上相差n个CH2原子团(n≥1)。 ①同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。 ②同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
3.判断同系物时应注意的两个问题 (1)互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同,也可能不同。 (2)同系物和同分异构体的区别,互为同系物的物质结构相似,组 成不同,分子式不同;互为同分异构体的物质分子式相同,结构可能 相似也可能不相似。
第一节 第1课时 碳原子的成键特点 烷烃的结构(学生版)
第七章有机化合物第一节认识有机化合物第1课时碳原子的成键特点烷烃的结构一、有机化合物中碳原子的成键特点1.甲烷的分子结构碳原子的结构示意图为，其最外层的个电子分别与4个氢原子的电子形成了4个C—H共价键。
甲烷的分子式：，电子式：，结构式：。
2.有机化合物中碳原子的成键特点(1)碳原子间的成键方式多样有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能形成共价键。
可以形成碳碳单键()、碳碳双键()或碳碳三键(—C≡C—)。
(2)有机物碳骨架的基本类型多样多个碳原子之间可以结合成，也可以结合成，构成有机物或的碳骨架。
如下图：直链支链链状结构(3)组成有机物的碳原子数目灵活有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。
3.探究以碳为骨架的有机物种类繁多的原因(以分子中含4个碳原子的有机物为例)(1)根据碳原子的4价键原则，可将下图中碳原子的价键用氢原子补齐，试在各模型下面的横线上写出各物质的分子式。
(2)根据(1)中各物质的分子式，用序号填空。
分子式相同的物质有：①和；③和；⑥和。
(3)分子中含4个碳原子的碳氢化合物除(1)中所列的9种外，你还能列举出其他可能的类型吗？答案(1)碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键()(2)在有机化合物中，碳原子间只能形成单键()(3)在有机化合物中，碳原子间所成的骨架只能为直链状()(4)有机化合物种类繁多的原因之一与碳原子间的成键方式及碳骨架不同有关()(5)碳原子能与其他原子形成4个共价键，且碳原子之间也能相互成键()两种有机物的碳骨架如图所示。
已知它们结构中的碳原子余下的价键均与氢原子结合，请写出分子式：棱晶烷________；立方烷________。
有机物种类繁多的原因(1)碳原子所成价键多：有机化合物中，碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键，比氮、氧、氢或卤素原子所成价键都要多。
(2)碳原子成键方式多样：含有多个碳原子的有机化合物，碳原子间成键方式较多，可以形成单键，也可以形成双键或三键。
新教材高中化学第七章有机化合物第1节第1课时有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构课件新人教版必修
C2H6
结构式
HH ︱︱ H — C — C—H ︱︱ HH
结构简式
CH3CH3
丙烷
C3H8
HHH ︱︱ ︱
H — C — C — C—H ︱︱ ︱
HH H
CH3CH2CH3
讨论： 设一个烷烃分子中碳原子个数为n（n为正
2021/4/17 整数，n≥新1教）材，高中那化学么第氢七章原有子的个7数为多少？ 机化合物第1节第1课时有
复习课件
新教材高中化学第七章有机化合物第1节第1课时有机化合物中碳原子的成 键特点烷烃的结构课件新人教版必修第二册
2021/4/17
新教材高中化学第七章有机化合物第1节第1课时有机化合 物中碳原子的成键特点烷烃的结构课件新人教版必修第二
第一节 认识有机化合物
第1课时 有机化合物碳原子的成键特点 烷烃的结构
HHH ︱︱ ︱
H — C — C — C—H ︱︱ ︱
HH H
CH3CH2CH3
讨论：乙烷和丙烷的结构有何共同点？
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新教材高中化学第七章有
4
机化合物第1节第1课时有
碳原子和碳原子之间全部以单键结合成 链状，碳原子剩余的价键全部与氢原子 结合。 像这类的饱和烃称为烷烃
烷烃的成键特点：
学习目标
1.动手、动脑研究乙烷、丙烷、丁烷分子结构的异同，从分子结构的角度认 识烷烃、同分异构现象，掌握同分异构体的概念。 2.结合碳原子的成键方式、同分异构现象认识有机化合物结构的多样性。 间想象能力
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新教材高中化学第七章有
2
机化合物第1节第1课时有
甲烷的结构
分子式 CH4 结构式
2、烷烃的通式 CnH2n+2（n≥1）
碳原子的成键特点烷烃的结构课件高一下学期化学人教版
(2)碳骨架为链状的有A__、__B_、__C_、__D__、__E_、__F_、__G__，为环状的有_H__、__J_， 含有支链的有_C_、__F__、__J_。
D、CH3CH2CHCH3 与 CH3CHCH2CH3
CH3
CH3
5．有下列结构的物质： ①CH3(CH2)3CH3 ②CH3CH2CH2CH2CH3 ③ CH3CH2CH2CH2CH2CH3
其中，属于同系物的是___B__D___；属于同分异构体的是___E___；
属于同种物质的______A_F_
骨架的有机物种类繁多的原因。
C 原子成 键特点
成键个数: 每个C原子形成4个共价键 成键类型: C原子之间可以形成单键、双键、三键 碳骨架类型：C原子间可构成链状 ( 直链、支链 )、环状
1.下图是表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示 化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。
这样一类的有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。
链状烷烃的通式： CnH2n+2(n≥1)
C5HX
12
C8HY
18
（1）下列有机物中，属于烷烃的是__C__F_D___
【课堂练习】
（2）写出下列各烷烃的分子式。
烷烃Ｂ的分子中含有200个氢原子：____C_9_9H__2_00__。
3.烷烃的命名
（1）表示
气 烃 火 +
t īng =
t àn q īng
1.甲烷的结构
分子结构示意图
碳原子成键的特点+烷烃的结构课件++2022-2023学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
2.写出满足下列条件的烷烃的分子式。 (1)分子中含18个氢原子的链状烷烃为C__8_H__18_。相对分子质量 为58的链状烷烃为_C_4_H__1_0。 (2)含碳质量分数最低的烷烃是_C__H__4；同温同压下，和CO2密 度相同的烷烃是_C__3_H__8 ；碳、氢质量比为5∶1的烷烃是_C_5_H__1_2。
2.根据碳原子的4价键原则，可将下图中碳原子的价键用氢原子补齐，试在各模型下面 的横线上写出各物质的分子式。
C4H10
C4H10
C4H8
C4H8
C4H8
C4H6
C4H6
C4H8
C4H8
C4H10
C4H10
C4H8
C4H8
C4H8 C4H6
C4H6
C4H8
C4H8
(1)根据①～⑨中各物质的分子式，用序号填空。 分子式相同的物质有：①和_②__；③和__④__⑤__⑧___⑨_ ；⑥和_⑦__。 (2)碳原子构成链状结构的是_①__②__③___④__⑤__⑥__⑦__，碳原子构成环状结构的是_⑧__⑨__。
①成键元素
tan
qing
碳火
氢
②碳原子成键方式
4个单键 饱和
③碳骨架
链状 环状
会影响氢 原子数目
饱和链烃 烷烃
饱和环烃
链状烷烃 锯齿，非直线。 环状烷烃
三 烷烃的结构 3.烷烃的通式
有机化合物 分子中碳原子数
结构式
甲烷 1
乙烷 2
丙烷 3
分子式
CH4 C2H6
链状烷烃通式： CnH2n+2 （n≥1）
CH3CH2CH2 CH3 CH3(CH2)2CH3
CH3CH CH3 CH3
7.1.1有机化合物中碳原子成键能特点 烷烃的结构
。
(1) 键的个数 每个碳原子形成4个共价键
(2) 成键的类型 碳原子与碳原子之间也能形成共价键， 可以形成单键、双键或三键。
(3) 碳骨架形式 碳原子之间可构成链状结构， 也可构成环状结构。
请结合下图显示的4个碳原子相互结合的几种方式，分析 以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。
碳原子最外层含4个电子，可以和碳原子及其他原子形成4个共价键，碳 原子间可以以单键H2CH3
CH3CHCH2CH3 CH3
正戊烷 无支链
异戊烷 带一支链
CH3
CH3CCH3
CH3 新戊烷 带两支链
烷烃的习惯 命名法
有
同系物
机
物
分子式相同， 结构不同
同分异构
碳原子成 键特点
烷烃结构 甲烷正四面体
课堂练习
下列物质中属于同系物的是_②__③__④____。
① CH2=CH－CH3 ④ CH3(CH2)5CH(CH3)CH3
② CH4
③CH3CH2CH3
⑤ CH2—CH2 CH2—CH2
(3) 同分异构体性质 物理性质： 支链越多，熔沸点 化学性质： 不一定相同
密度
正丁烷和异丁烷的某些物理性质
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成键
能特点 烷烃的结构
学习目标 1、了解有机物中碳原子的成键特点、成键类型及方式。 2、认识甲烷的组成、结构、烷烃的组成及结构。 3、理解同系物、同分异构体的概念，学会判断简单烷烃的同分异构体， 建立同系物、同分异构体判断及书写的思维模型。
资料卡片
使用模型研究物质结构
将微观的分子结构通过模型呈现出来， 便于我们了解分子中原子的结合方式与空间 位置关系，获取更多的结构信息。随着现代 信息技术的发展，除了实物模型，还可以通 过计算机对物质的结构进行模拟和计算。这 是人们探索物质结构的重要方法，也是学习 化学的直观工具。
7-1 饱和烃-讲义-上海市高中化学沪科版(2020)必修第二册
第7章常见的有机化合物7.1 饱和烃一、天然气天然气的主要成分是甲烷，主要用途：①直接作燃料；②合成氨原料气(制H2)；③合成甲醇及其他化工原料。
二、有机物的概念及有机化合物中碳原子的成键特点1．有机物的定义：指绝大多数含碳元素的化合物，简称有机物①CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、硫氰化物、氰化物等虽然含碳，但性质和组成与无机物很相近，所以把它们看作为无机物②有机物一定含碳元素，但含碳元素的物质不一定是有机物，而且有机物都是化合物，没有单质2．烃的定义：仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称烃。
甲烷是烃类分子中组成最简单的物质。
3．有机物的元素组成：C、H、O、N、S、P、卤素等元素4．有机物的一般性质（1）熔、沸点：大多数熔、沸点低（2）溶解性：大多数难溶于水，易溶于汽油、酒精、CCl4等有机溶剂（3）可燃性：大多数可以燃烧（4）有机反应比较复杂，常有很多副反应发生，因此有机反应化学方程式常用“―→”，而不用“===”5．有机化合物中碳原子的成键特点（1）键的个数：有机物中，每个碳原子与其他原子形成4个共价键（2）碳原子间成键方式多样①键的类型：两个碳原子之间可以通过共用电子对形成单键()、双键()、三键(—C≡C—)②碳原子的连接方式：多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环(且可带支链)（3）碳原子个数：有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子有机物中碳原子成键特点和碳原子间的连接特点决定了有机物种类繁多 三、甲烷的结构及性质 1．甲烷的存在：天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分均为甲烷。
我国的天然气主要分布在中西部地区及海底 2．甲烷的物理性质：无色、无味、极难溶于水、密度比空气小的气体 3．甲烷分子的组成与结构 分子式电子式结构式结构简式球棍模型空间充填模型CH 4CH 4结构特点CH 4空间构型为正四面体结构，C 原子位于正四面体的中心，4个H 原子分别位于正四面体的4个顶点上，4个C —H 键的键长、键角、键能完全相同，键角为109°28，4．甲烷的化学性质：一般情况下，化学性质很稳定，跟强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂等不反应 （1）甲烷的氧化反应——燃烧反应甲烷与氧气燃烧的化学方程式：CH 4＋2O 2——→点燃CO 2＋2H 2O①甲烷是优良的气体燃料，通常状况下，1 mol 甲烷在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，放出890 kJ 热量。
2020化学新鲁科必修：有机化合物的结构特点含解析
第2课时有机化合物的结构特点)[目标导航]1.了解有机化合物的成键特点，体会有机化合物的多样性。
2.了解甲烷的结构，烷烃的概念、通式、结构特点。
3.理解同分异构体的含义，会书写简单烷烃的结构简式、结构式。
一、有机化合物分子中碳原子的成键特点1.烃(1)概念：仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物总称为烃，又叫碳氢化合物。
(2)最简单的烃：甲烷。
2.烷烃(1)几种烷烃名称乙烷丙烷正丁烷异丁烷分子式C2H6C3H8C4H10C4H10结构简式CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3(2)烷烃的结构特点每个碳原子形成4个共价键，碳原子之间以单键相连成链状，碳原子的其他价键都被氢原子所饱和。
(3)烷烃的组成通式：C n H2n＋2(n≥1且n为整数)。
3.有机化合物的结构特点碳原子成键特点碳原子的连接方式键的个数键的类型每个C碳原子与其他原子形成 4个共价键两个C原子之间可以通过共用电子对形成单键、双键或叁键多个C原子间以共价键构成碳链或碳环【议一议】1.CH4及其氯代物都是正四面体结构吗？CH3Cl 、CH2Cl2、CHCl3、C2H5Cl只有一种，C3H7Cl、C2H4Cl2有两种。
CH4分子为正四面体结构，所以CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3都只有一种；C2H4Cl2有两种：CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2；C3H7Cl有两种：CH3CH2CH2Cl、。
一、烷烃的结构与性质烷烃⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧组成结构⎩⎪⎨⎪⎧通式：CnH2n＋2（n≥1且n为整数），符合此通式的烃一定是烷烃结构⎩⎪⎨⎪⎧碳原子之间都以碳碳单键结合成链状；任1个C原子和与其连接的4个原子的空间构型都是四面体结构大于或等于3个C原子的直链烷烃空间构型是折线形或锯齿状物理性质⎩⎪⎨⎪⎧随碳原子个数增加，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大常温下，碳原子数≤4的烷烃为气态（新戊烷也为气态，除外）化学性质⎩⎪⎨⎪⎧稳定性→通常情况不与强酸、强碱、强氧化剂反应可燃性→CnH2n＋2＋3n＋12O2――→点燃nCO2＋（n＋1）H2O取代反应→CH3CH3＋Cl2――→光CH3CH2Cl＋HCl【例1】运动会火炬一般使用丙烷作燃料。
高中化学第七章有机化合物第一节第1课时有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构课时作业含解析2
第1课时有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构知识点一有机化合物中碳原子的成键特点1。
下列关于甲烷的说法中错误的是（）A．甲烷的分子式为CH4B．甲烷分子中4个C-H键是完全等同的键C．甲烷分子中含有非极性键D．甲烷分子的电子式是2．下列为有机物中碳原子的连接方式，其中不可能的是()3．下列因素不能用来解释有机化合物家族庞大现象的是()A．碳原子的成键特点B．碳原子的结合方式C．碳原子容易结合氢原子D．碳原子最外层有4个电子4．下列有关碳原子成键特点的叙述中不正确的是()A．碳原子既可以跟碳原子,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稳定的单键，又可以形成双键或三键D．多个碳原子可以形成长度不同的链（可以带有支链)及环,且链、环之间又可以相互结合5．下列化学式及结构中，从成键情况看不合理的是()6．（双选）大多数有机物分子里的碳原子与碳原子或碳原子与其他原子相结合的方式是()A．形成四对共用电子对B．通过两个共价键C．通过非极性键和极性键D．通过离子键和共价键知识点二烷烃的结构7。
下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中能反映其真实存在状况的是(）8．甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是平面正方形结构,依据是(）A．CH3Cl只代表一种物质B．CH2Cl2只代表一种物质C．CHCl3只代表一种物质D．CCl4是高度对称的分子9．下列关于烷烃的叙述不正确的是(）A．烷烃中每个碳原子都形成4个共价单键B．正丁烷的4个碳原子可以在同一直线上C．甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种D．任何烷烃分子都不可能为平面形结构10．下列表示的物质中,属于烷烃的是()⑦C8H16⑧CCl4A．①②③④ B．②④⑤⑥⑦C．②④⑤ D．④⑥⑧11．(双选)分子式为C6H9Br的有机物其结构不可能的是(）A．含有一个双键的直链有机物B．含有一个双键的环状有机物C．含有两个双键的直链有机物D．含有两个三键的直链有机物知识点三同系物、同分异构体12。
7-1-1有机化合物中碳原子的成键特点-烷烃的结构(课件)-高中化学人教版(2019)必修 第二册
CH3CHCH3
CH3 带一支链
异丁烷
CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3 CH3
无支链
带一支链
正戊烷
异戊烷
CH3 CH3CCH3
CH3
带两支链
新戊烷
【思考】正丁烷和异丁烷 分子式均为C4H10，它们是 否是同一种物质呢？
不是，因为它们 的结构不同。
6.同分异构体
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象
✓ 补氢——看每个碳周围(满足4个键)差几个键就补几个氢
注意： 甲基不能连在第一个碳上，乙基不能连在第二个碳上。以此类推。 练习：书写己烷的同分异构体
(1)全部碳连成直链作为主链
己
C—C—C—C—C—C CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3
烷
(2)减一个碳变支链 支链位置由心到边，但不到端。
结构式
结构 简式
4.同系物
CH3-CH3 CH3CH3
CH3-CH2-CH3 CH3CH2CH3
CH3-CH2-CH2-CH3
CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)2CH3
结构相似(同类物质)，分子组成上相差一个或若干个CH2原 子团的化合物互称为同系物。
典例精讲
【典例1】下列各组物质中互为同系物的是( B )
称为同分异构体现象，具有同分异构体现象的化合
物互称为同分异构体。
同分异构体性质:
不一定是同类物质 物理性质：支链越多，熔沸点越低，密度越小
化学性质：不一定相同
【典例2】下列物质互为同分异构体的是( C ) A. CH3CH2CH3与CH3CH2CH2CH3 B. CH3CH(CH3)CH2CH3与CH3CH2CH(CH3)CH3 C. CH3(CH2)3CH3与CH3C(CH3)2CH3 D. CH3CH2CH2Cl与CH3CH2CH2Br
7.1.1 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构(精编课件)高一化学(人教版2019必修第二册)
当碳原子个数小于或等于10时用“天干”表示；
大于10时用中文数字表示。
如：CH3CH3 乙烷
CH3CH2CH3 丙烷
C12H26 十二烷
(2)有同分异构体的烷烃命名：
分子式都是C5H12，该怎么命名？ CH3
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH3 CH3—C—CH3
CH3
CH3
正戊烷
必修第二册 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 烷烃的结构
【考纲要求】 1．知道有机化合物是有空间结构的，以甲烷为例认识有机 物中碳原子的成键特点； 2．知道同系物、同分异构体的概念，能根据结构式或结构 简式判断它们是否为同分异构体或同系物。
一.有机化合物
【总结】
概念区分
相同点
不同点
同分异构体 同系物 同位素
分子式相同 结构相似 质子数相同
结构不同 相差一个或 若干个CH2
中子数不同
同素异形体 同种元素
结构不同
研究对象
化合物 有机物
正丁烷和 异丁烷
甲烷和 乙烷
元素 12C和14C
单质 O2和O3
【例题3】有下列各组物质：
(1) CH3CH(CH3)CH3和CH(CH3)3
异戊烷
新戊烷
(2)有同分异构体的烷烃命名：
“正”某烷、 “异”某烷、 “新”某烷 • 无”某烷表示
•含
用“新”某烷表示
更为复杂的有机物就需要通过系统命名法进行命名了。
3.同系物 （1）定义：结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 的物质互称为同系物。 （2）同系物的判断标准： ①分子结构相似（即两种物质属于同一类物质） ②分子组成上相差一个或若干个CH2原子团
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CH3CH2CH2CH3、
。
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(2)定义 ①同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的 现象称为同分异构现象。 ②具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 (3)同分异构体种数 ①随着碳原子数的增加,烷烃的同分异构体的种数也就越多。 ②甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体。丁烷有2种,戊烷有3种,己 烷有5种,而癸烷有75种。 (4)性质 互为同分异构体的物质的性质有差异,如正丁烷和异丁烷的熔点、 沸点不相同。
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【微思考3】烷烃中互为同分异构体的物质的熔点、沸点高低 有何规律?
提示分子中支链越多、分子结构对称性越强的物质的熔点、沸 点越低。
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1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)碳原子可以跟多数非金属元素原子形成共价键。( ) (2)烷烃分子结构中均为单键。( )
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1.碳原子的原子结构示意图为
,其最外层有4个电子,
其原子既不容易失去也不容易得到电子,在化合物中主要显+4价, 碳元素是构成有机物(填“有机物”或“无机物”)的主要元素。
2.二氧化碳的分子式为CO2,电子式为 ··O······C····O···· ,结构式为O=C=O, 这些化学用语可简略表明二氧化碳分子内原子间的成键方式。
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种结构,证明甲烷不是平面结构,而是
结构,上述中的
更能反映其真实存在状况。
任务一
任务二
任务三
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答案:(1)C B (2)2 1 正四烷这种物质,其中分子结构示意
图(A)、球棍模型(C)及空间充填模型(D)均能反映甲烷分子的空间
构型,但其中空间充填模型更能形象地表达出H、C的相对位置及
补齐,试在各模型下面的横线上写出各物质的分子式。
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(2)通过以上模型可知,碳原子间可形成碳碳单键、碳碳双键及
碳碳三键。
(3)根据(1)中各物质的分子式,用序号填空。
分子式相同的物质有:①和②;③和④、⑤、⑧、⑨;⑥和⑦。
(4)分子中含4个碳原子的碳氢化合物除(1)中所列的9种外,你还
能列举出其他可能的类型吗?
答案:
、
、
等。
【微思考2】分子中含有4个碳原子的化合物除了有碳氢化合物
外,还有哪些其他类化合物? 提示还有碳氯化合物或碳氢氯化合物等。
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二、烷烃的结构 1.甲烷分子的空间构型 甲烷分子中的5个原子不在同一平面上,而是形成了正四面体的 立体结构:碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于 4个顶点;分子中的4个C—H键的长度和强度相同,相互之间的夹角 相等。
C.只有③④ D.只有①②③
答案:D
解析:互为同系物的有机物结构相似,化学性质相似,物理性质随
碳原子数的递增呈规律性变化,④正确;互为同系物的物质要同时
满足结构相似,分子组成相差一个或若干个CH2原子团。故①②③ 错误。
任务一
任务二
任务三
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变式训练2下列物质互为同系物的是( )
A.
与
用短线来表示一对共用电子的图示: ①具有化学式所能表示的意义,能反映物质 的结构; ②表示分子中原子的结合或排列顺序的式 子,但不表示空间构型
任务一
任务二
任务三
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表示方法 球棍模型:
含义
小球表示原子,短棍表示共价键(单键、双键 或三键)
空间充填模 型:
用不同体积的小球表示不同大小的原子,用 于表示分子中各原子的相对大小和结合顺 序
别与4个氢原子的电子形成了4个C—H单键。甲烷的电子式为
H
··
H ··HC····H,结构式为
。
②碳原子间也可形成碳碳单键,碳碳单键可表示为
。
(2)双键或三键
碳原子间形成的双键、三键可分别表示为
、—C≡C—。
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2.碳骨架的基本类型 (1)链状结构
链状结构又可分为直链状结构(如
这样的一类有机化合物称为饱和烃,也称为烷烃。
(2)习惯命名法
以烷烃分子中碳原子数命名,按分子中的碳原子数称为“某烷”,碳
原子数在10以内时,依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、
癸表示,碳原子数在10以上时,用汉字数字表示。
(3)结构简式
乙烷、丙烷、十一烷的结构简式可以分别表示为CH3CH3、 CH3CH2CH3、CH3(CH2)9CH3。
任务一
任务二
任务三
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素能应用
典例2下列说法中错误的是( )
①化学性质相似的有机物一定是同系物 ②分子组成相差一个
或几个CH2原子团的有机物一定是同系物 ③若烷烃中碳、氢元 素的质量分数相同,它们必定是同系物 ④互为同系物的两种有机
物的物理性质有差异,但化学性质必定相似
A.①②③④ B.只有②③
分子结构示意图 球棍模型 空间充填模型
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2.乙烷、丙烷、丁烷的分子组成与结构
有机化合物 乙烷
丙烷
分子中
碳原子数 2
3
丁烷 4
结构式
分子式
C2H6
C3H8
或 C4H10
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3.烷烃
(1)定义
只含有碳和氢两种元素,分子中的碳原子之间都以单键结合,碳
原子的剩余价键均与氢原子结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”。
第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构
1.结合碳原子的核外电子排布,了解有机化合物中碳的成键特 征。初步认识有机物种类繁多的原因。培养宏观辨识与微观探 析、证据推理与模型认知等学科核心素养。 2.以甲烷的正四面体结构为基础,认识烷烃的结构。了解简单烷 烃的习惯命名法。 3.通过模型认识同系物和同分异构体的概念和实例,学会简单同 分异构体的书写步骤和方法。培养证据推理与模型认知、科学 探究与创新意识等核心素养。
提示碳原子结构示意图为
,其最外层有4个电子,不易
失去电子,也不易得到电子,一般通过共价键与氢、氧、硫、氮、
卤素等元素的原子相结合,也可以与碳原子形成多种共价键。
2.动手制作CH4、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的模型,分析哪 些模型的空间结构是正四面体。CH2Cl2模型中,任意更换氢原子和 氯原子的位置,并旋转模型,其结构是否一样?
(3)“差”——组成上相差n个CH2原子团(n≥1)。 ①同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。 ②同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。
任务一
任务二
任务三
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3.判断同系物时应注意的两个问题 (1)互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同,也可能不同。 (2)同系物和同分异构体的区别,互为同系物的物质结构相似,组 成不同,分子式不同;互为同分异构体的物质分子式相同,结构可能 相似也可能不相似。
(3)CH4的一元取代物、二元取代物、三元取代物、四元取代物 均只有一种。
任务一
任务二
任务三
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素能应用
典例1下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题。
(1)甲烷的球棍模型是 (填序号,下同),甲烷的电子式是 。
(2)如果甲烷是平面结构,则CH2Cl2应该有
种结构,实际
CH2Cl2有
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3.下列物质中,互为同分异构体的是( )
①
②
③
④CH3CH2CH2CH2Cl
A.①和② B.③和④ C.①和③ D.②和④ 答案:B 解析:互为同分异构体的物质的分子式相同,结构不同。
任务一
任务二
任务三
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甲烷的分子结构
问题探究
1.从碳的原子结构分析,有机物中原子成键有什么特点?
任务一
任务二
任务三
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2.甲烷氯代物的结构特点
CH4分子的立体构型为正四面体,4个C—H键的长度、强度相同, 夹角相等,因此CH4分子中的4个氢原子性质完全相同。
(1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子或原子团 替代,则新形成的分子结构仍为正四面体,如CCl4。
(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代, 则新形成的分子结构仍为四面体,但不属于正四面体,如CH3Cl、 CH2Cl2、CHCl3。
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(4)通式 如果链状烷烃中碳原子数为n,氢原子数就是2n+2,其分子式可用 通式CnH2n+2(n≥1)表示。 4.同系物 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物 互称为同系物。如CH4、C2H6、C3H8互称为同系物。
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5.同分异构体 (1)实例 甲烷、乙烷、丙烷的结构各只有一种。丁烷有两种不同的结构,其 球棍模型分别如下图所示,对应的结构简式分别为
链状结构(如
)。
)和带支链的
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【微思考1】某有机物的碳骨架为 带支链?
提示属于不带支链的直链结构。
,则该碳骨架是否
(2)环状结构:如
。
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3.探究有机物种类繁多的原因(以分子中含4个碳原子的有机物
为例)
(1)根据碳原子的4价键原则,可将下图中碳原子的价键用氢原子