化学人教版（2019）必修第二册7.1.1碳原子的成键特点、烷烃的结构（共26张ppt)

(共26张PPT)
第一节认识有机化合物
第七章有机化合物
第1课时 碳原子的成键特点、烷烃的结构
目录
CONTENT
一、有机化合物中碳原子的成键特点
二、烷烃的结构
学习目标与核心素养
学习目标
核心素养
1
1
2
2
3
3
初步了解有机化合物种类繁多的原因
认识有机化合物结构的多样性
认识甲烷的组成、结构、烷烃的组成及结构
理解同系物、同分异构体的
概念
从分子结构的角度了解烷烃、同分异构现象、同分异构体
培养“宏观辨识与微观探析”的学科素养
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1.甲烷的分子结构
甲烷(CH4)分子中的碳原子以最外层的4个电子与4个氢原子的电子形成4个C—H共价键，甲烷是最简单的有机物。
球棍模型
比例模型
结构式
电子式
C
H
H
H
H
2.有机化合物中碳原子的成键特点
2.有机化合物中碳原子的成键特点
成键 个数 成键的类型 碳骨架形式 与其他原子成键
每个 碳原子 形成 4 个 共价键 单键( ) 双键( ) 三键( ) 碳原子之间可构成 ，也可构成_____ 碳原子不但可以和碳形成共价键，而且可以和H、O、N、S等原子成键
碳链
碳环
(1)单键：碳原子能与其他四个原子形成四面体结构。
(2)双键：形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。
(3)叁键：形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一条直线上。
(4)饱和碳原子与不饱和碳原子：仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子，以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。
2.有机化合物中碳原子的成键特点
请思考：4个碳原子互相结合可能有哪些方式？深入体会以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。
3.有机物种类繁多的原因
（1）碳原子间成键方式多样
（2）多个碳原子可以互相结合成链状，也可以结合成环状（且可带支链）
（3）碳原子还可以与H、O、N、S、P以及卤素等多种非金属原子形成共价键。
（4）组成有机物的碳原子数目灵活：可以只含有1个或几个碳原子，也可以含有成千上万个碳原子。
二、烷烃的结构
1.烷烃的结构：
（1）甲烷的结构：
甲烷分子结构是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体。
键角：109°28′
空间充填模型
球棍模型
(2) 乙烷、丙烷、丁烷的分子结构
有机 化合物 乙烷 丙烷 丁烷
碳原 子数 2 3 4
结构式
分子式
C2H6
C3H8
C4H10
结合图中的分子结构模型，总结这类有机化合物的组成和分子结构特点。
特点：只含碳、氢两种元素，碳碳单键、链状、C原子剩余价键均与H原子结合
以上这些有机化合物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”。这样的一类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)
链状烷烃的结构特点
(1)单键：碳原子之间以碳碳单键相结合。
(2)饱和：碳原子剩余价键全部与氢原子相结合，烷烃是饱和烃，相同碳原子数的有机物分子里，链状烷烃的含氢量最大。
当碳原子与4个原子以单键相连时，碳原子与周围的4个原子都以四面体取向成键，因此，烷烃中碳碳结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈“锯齿状”，链上还可分出支链。
(1)表示
碳原子数(n)及表示
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
_____ _____ _____ _____ _____ 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
n＞10 相应汉字数字＋烷
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
2.链状烷烃的命名——习惯命名法
(2)当碳原子数n相同，结构不相同时，用正、异、新表示。
如：C4H10的两种分子的命名：无支链时，CH3CH2CH2CH3称为 ；
有支链时， 称为 。
正丁烷
异丁烷
从以上几种烷烃的结构简式可以看出，相邻烷烃分子在组成上均相差一个CH2原子团。像这些结构相似，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。
例如：CH4、C2H6、C3H8、C17H36互为同系物。
C2H6
C3H8
C4H10
3.同系物
同系物的判断标准
说明　①同系物所含元素种类一定相同，除C、H外其他种类元素原子数必须相同。
②同系物一定具有不同的碳、氢原子数和分子式。
③同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。
正戊烷、异戊烷、新戊烷的分子式、分子结构是否相同？它们是否为同一种物质？
正戊烷
无支链
异戊烷
带一支链
新戊烷
带两支链
它们的分子式相同（C5H12），但分子结构不同，属于不同的分子。
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH3
CH3
CH3
CH3CCH3
CH3
4.同分异构现象和同分异构体
分子式
不
同结构
相同分子式而结构不同
正丁烷
名称 熔点/0C 沸点/0C 相对密度
正丁烷 -138.4 -0.5 0.58
异丁烷 -159.4 -11.6 0.56
互为同分异构体的烷烃，物理性质不同：支链越多，熔沸点越低，密度越小。
异丁烷
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。
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。
互为同系物的有机化合物的组成与结构有什么特点
1)互为同系物的物质的结构相似,主要指化学键类型相似,分子中各原子的结合方式相似。
(2)互为同系物的物质的组成元素必相同,但分子式不同。
(3)互为同系物的物质必符合同一通式。但符合同一通式,且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质也不一定互为同系物。
对同分异构体概念的理解
同分 异构体 分子式 相同 相对分子质量必相同
不一定属于同一类物质
结构 不同 原子或原子团的连接顺序不同
原子的空间排列不同
课堂总结
有机化合物
烷烃的结构
碳原子成键特点
同系物
同分异构体
烷烃的命名
甲烷的结构
1．目前已知化合物中数量、种类最多的是ⅣA族碳的化合物(有机化合物)，下列有关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(可以带有支链)及环，且链、环之间又可以相互结合
当堂训练
2.下列分子只表示一种物质的是(　　)
A．C3H7Cl B．C3H8
C．C5H12 D．C4H10
3.下列叙述正确的是
A.分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质
B.通式相同的不同物质一定属于同系物
C.分子式相同的不同物质一定是同分异构体
D.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体
4.选择合适的选项,将其序号填在横线上。
①同素异形体　②同位素　③同分异构体　④同系物　⑤同一种物质
(2)有机化合物CH4和CH3CH2CH3互为　　　　　。
(3)有机化合物常用结构式表示,
和
互为　　　　　。
谢谢