人教版（2019） 必修 第二册 第七章 有机化合物有机化合物中碳原子的成键特点(共34张PPT)

(共34张PPT)
第七章 第一节 认识有机化合物
有机化合物中碳原子成键特点
高一年级 化学
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【学习目标】
1. 能辨识常见有机化合物分子中的碳骨架，能概括常见有机化合物中碳原子的成键类型。
2. 能描述甲烷的分子结构特征，并能搭建甲烷、乙烷的立体模型。
3. 能写出丁烷和戊烷的同分异构体。
碳在地壳中的含量很低，但是含有碳元素的有机化合物却分布极广。
有机化合物不仅构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。
有机化合物为什么如此繁多？它们的结构和性质具有哪些一般特点？
第一节 认识有机化合物
一、有机化合物中碳原子成键特点
分子式：
CH4
电子式：
结构式：
C
H
H
H
H
以甲烷为例：
H
H
H
C
H
1.有机物中碳原子成键特点：
（1）成键数目：每个碳原子形成4个共价键
（2）成键种类：碳原子与碳原子之间可形成单键、双键、三键
（3）连接方式：碳链或碳环
2.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。
【应用探究】
请思考：4个碳原子互相结合可能有哪些方式？再次深入体会以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。
如图中的大黑点代表原子序数为1～18的元素的原子实(原子实是原子除最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表共价键。下列各图表示的结构与化学式一定不相符的是 ( )
C
【练习】
【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。
美国化学家鲍林使用模型研究物质结构
在19世纪中叶前，人们认为二取代甲烷（CH2R2）（R为卤素）存在两种结构（以二氯甲烷为例），在这两种结构中，两个氯原子分别处于相邻和相间的位置，显然是两种不同的物质。可是，在实验中人们却只能合成一种二氯甲烷，为什么呢？当时人们对它的认识局限在哪里呢？
【知识海洋】
二、烷烃
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
【思考与讨论】
(1) 与甲烷结构相似的有机化合物还有很多，随着分子中碳原子数的增加，还有乙烷、丙烷、丁烷等一系列有机化合物。请根据碳原子的成键规律和下表提供的信息，写出丁烷的结构式和乙烷、丙烷、丁烷的分子式，并由此归纳这类有机化合物分子式的通式。
C2H6
C3H8
C4H10
CnH2n+2 (n≥1)
【思考与讨论】
(2) 大家写出的丁烷的结构式是否相同 思考产生这种现象的可能原因。
(3) 结合下图的分子结构模型，总结这类有机化合物的组成和分子结构特点。
【思考与讨论】
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
【归纳定义】
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)。
烃: （碳氢化合物）只含有碳、氢两种元素的有机物。
【练习】
二氟甲烷（CH2F2）是性能优异的环保产品，它可替代某些会破坏臭氧层的“氟里昂”产品，用作空调、冰箱和冷冻库的制冷剂。对二氟甲烷的叙述正确的是（ ）
A. 只有1种结构 B. 属于烃
C. 有2种结构 D. 为正四面体结构
A
（2）烷烃的结构：
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。
（3）烷烃的命名：（习惯命名法）
① 1-10个C原子的直链烷烃:
称为 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 +烷
② 11个C原子及以上的直链烷烃：如:C11H24 称为十一烷
为了书写方便，有机物通常用结构简式表示。
正戊烷 异戊烷 新戊烷
（无支链） （带一支链） （带两支链）
③根据习惯命名法，C5H12 戊烷 可以用正、异、新表示
再如，C4H10 有正丁烷 、异丁烷
写出下列烷烃的分子式并命名。
(1)分子中含有30个氢原子的烷烃：________。
C14H30（十四烷）
【练习】
根据阿伏伽德罗定律的推论：
同温同压下，M(烷烃)/M（H2）=ρ(烷烃)/ρ(H2)=43
(2)同温同压下，烷烃的蒸气密度是H2的43倍：_________。
根据烷烃通式：CnH2n＋2 2n+2=30 解得n=14
写出下列烷烃的分子式并命名。
(1)分子中含有30个氢原子的烷烃：________。
C6H14（己烷）
C14H30（十四烷）
【练习】
根据烷烃通式：CnH2n＋2 12n+（2n+2）=2×43 解得n=6
(2)同温同压下，烷烃的蒸气密度是H2的43倍：___________。
根据烷烃通式：CnH2n＋2 2n+2=30 解得n=14
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
（4）同系物：
下列物质中属于同系物的是_________。
① CH2=CH－CH3 ② CH4 ③CH3CH2CH3
④ CH3(CH2)5CH(CH3)CH3 ⑤
CH2—CH2
CH2—CH2
②③④
【练习】
同系物的判断标准
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)。
【小结】
【思考与讨论】
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？
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH3
CH3
CH3
CH3CCH3
CH3
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。
正丁烷 异丁烷
（5）同分异构现象、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，称为同分异构现象。
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
如：正戊烷、异戊烷、新戊烷互称为同分异构体。
正丁烷 异丁烷
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。
下列分子只表示一种物质的是(　　)
A．C3H7Cl
B．C3H8
C．C5H12
D．C4H10
B
【练习】
【练习】
①O2和O3
②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3
和
④金刚石和石墨
⑤ 1H、2H、3H
⑥CH3CH2C(CH3)2CH2CH3和
CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
同位素
同素异形体
同系物
同分异构体
请将对应的关系用箭头连起来。
Cl
17
35
Cl
17
37
【课堂小结】
有机物
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
2.能源是世界经济发展的核心因素，是人类赖以生存的基础。请查阅资料，结合南海可燃冰的发现，完成一篇可燃冰的开发与利用的200字左右的小论文。
1.教材第66页【练习与应用】相关习题
【作业布置】
同学们再见