7.1.2 烷烃的结构和命名(共29张PPT)-高一化学课件（人教版2019必修第二册）

(共29张PPT)
第一节 认识有机化合物
烷烃的结构和命名
一.甲烷的分子结构
甲烷分子呈正四面体结构
电子式
﹕
H C
﹕
﹕
﹕
H
H
H
结构式
H—C—H
H
H
分子结构示意图
H
H
H
H
正四面体结构示意图
球棍模型
空间填充模型
实验数据表明，甲烷分子中 5 个原子不在同一平面上，而是形成了正四面体的空间结构。C位于正四面体的中心，4个H分别位于四个顶点，4 个 C—H 键的长度和强度相同，相互之间的夹角相等，为109°28′。
【思考与讨论p62】
(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。
有机化合物 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
分子中碳原子数
结构式
结构简式
分子式
球棍模型
1
2
3
CH4
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH4
C2H6
C3H8
【思考与讨论p62】
(2) 与同学交流，比较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。
有机化合物 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
分子中碳原子数
结构式
结构简式
分子式
球棍模型
1
2
3
4
CH4
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2 CH3
CH3 － CH－CH3
CH3
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
（3）结合下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。
②C原子都形成4个共价键；形成四面体结构。
③碳链可以转动（呈锯齿形）
①以上各有机物分子中，原子间均以共价单键结合，每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。
这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。
1.烷烃的概念
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。
注意：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，链状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，如图所示：
正丁烷
异丁烷
二.烷烃
2.烷烃的结构特点：
①烷烃分子中每个碳原子与4个原子相连，对于烷烃的任意一个碳原子来说，它周围的4个原子以它为中心构成四面体。
②链状烷烃为开链式结构，可以是直链，也可带支链。碳原子数≥3的链状烷烃分子中的碳链均非直线型，为锯齿形。
③烷烃中C－H单键和C－C单键都可以旋转。
饱和烃（烷烃）
链状烷烃
环状烷烃
直链
支链
结构的要点：
以C为中心四面体构型
链状烃为非直线型（空间折线）
C-C（可旋转）
饱和烃
单键、饱和、链状
(1)分子式：
(3)结构式：
3、烷烃的表示方法
用元素符号和数字的组合表示物质分子组成的式子。如CH4、C2H6、C3H8、C4H10 ……
用短线来表示原子间的共用电子对
H C C H
H H
H H
(2)电子式：
用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子
(4)结构简式：
(省略与合并)
省略C H键，把同一碳原子上的H合并
CH3 CH2 CH2 CH CH3
CH3
再简化：
省略横线上C C键
CH3CH2CH2CHCH3
CH3
CH3(CH2)2CH(CH3)CH3
【注意】省略单键，但双键、三键不能省略
如CH3CH=CH2
为了书写方便，有机物还常用结构简式表示。
常用的
或者：将支链括起来，
写在连接它的C原子后面
或：CH3(CH2)2CH(CH3)2
【思考与讨论p61】
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,试在各模型的下面写出各物质的结构简式。
CH3CH2CH2CH3
CH3CH(CH3)2
CH3CH2CH=CH2
CH3CH=CHCH3
(CH3)2C=CH2
CH3CH2C≡CH
CH3C≡CCH3
(5)球棍模型：
用球和棍表示原子间的结合方式
(6)空间填充模型：
用大小不同的小球表示原子间的连接方式
甲烷 CH4 CH4
乙烷 C2H6 CH3CH3
丙烷 C3H8　 CH3CH2CH3
丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3
戊烷 C5H12　 CH3(CH2)3CH3
癸烷 C10H22 CH3(CH2)8CH3
十七烷 C17H36 CH3(CH2)15CH3
[思考与讨论] 分析这些式子，可以发现什么？
4.烷烃的通式：
CnH2n+2 ( n≥1 n为正整数)
结构上相似，在分子组成上相差一个或若干个-CH2-原子团
甲烷是含氢量最高的烃
[思考]某烷烃的相对分子质量是156,试写出该烷烃的分子式.
符合此通式的一定是烷烃
5.烷烃的命名——习惯命名法
(1)分子中碳原子数不多于10时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，后面加“烷”，称为某烷，如C4H10称为丁烷。
(2)分子中碳原子数在10以上时，以汉字表示碳原子数，后面加“烷”，称为某烷，如C15H32称为十五烷。
(3)对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称前面加正、异、新来区别。
CH3CH2CH2CH2CH3
正戊烷
无支链
CH3CHCH2CH3
CH3
异戊烷
带一支链
CH3
CH3CCH3
CH3
新戊烷
带两支链
【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。
小结 烷烃的组成与结构特点
(5)氢偶数;烷烃分子中的氢原子数一定是偶数。
(1)单键：烷烃分子里只有两种化学键：碳碳单键和碳氢键。每个碳原子都以四个共价单键与其他碳原子或氢原子相连接。
(2)饱和：烷烃是饱和烃，碳原子数一定的烷烃分子中氢原子数已达到最多，其他含有相同碳原子数的烃分子中的氢原子数都比烷烃少。
(3)通式：烷烃的通式为CnH2n＋2(n为正整数)，符合该通式的烃一定是烷烃。
(4)骨架：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，碳链可以旋转.如图所示。
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)甲烷的结构式为 ,空间构型为正方形。 (　　)
(4)烷烃的所有原子一定不在同一平面上。(　　)
(5)分子中含有8个碳原子的链状烷烃的分子式为C8H16。(　　)
√
√
√
×
×
2．下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在状况(　　)
D
解析：　这几种形式都可表示甲烷分子，其中分子结构示意图、球棍模型及空间充填模型均能反映甲烷分子的空间构型，但空间充填模型更能形象地表达出甲烷分子中H、C原子的位置及所占比例。电子式只反映出原子的最外层电子的成键情况。
3．甲烷分子中的碳原子与氢原子的结合方式是(　　)
A．形成四对共用电子对B．通过非极性键
C．通过两个共价键 D．通过离子键和共价键
A
解析：甲烷分子中碳原子和4个氢原子共用4个电子对，形成4个C—H极性共价键，A项正确，B、C、D三项均不正确。
4．以下结构表示的物质中是烷烃的是(　　)
A．CH3OH
B．CH2===CH2
C
解析：　烷烃是只有碳碳单键和碳氢键的链烃。A中含氧不属于烃；B中含碳碳双键，D中含环状结构，只有C属于烷烃。
5.下列说法正确的是(　　)
A．有机物种类繁多的主要原因是有机物分子结构十分复杂B．烃类分子中的碳原子与氢原子是通过非极性键结合的
C．同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的唯一原因D．烷烃的结构特点是碳原子之间通过单键连接成链状，剩余价键均与氢原子结合
D
解析：　有机物种类繁多的主要原因是碳原子能与其他原子形成四个共价键，且碳原子之间也能互相成键，A项只是其中的一个原因，并不是主要原因，A错误。碳原子与氢原子之间形成极性键，B错误。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，但不是唯一原因，C错误。
6.下列关于链状烷烃的说法正确的有（ ）
①在链状烷烃分子中，所有的化学键都是单键　②分子组成上满足通式CnH2n＋2(n≥1)　③分子组成上满足CnH2n＋2(n≥1)的有机物都是链状烷烃　④丙烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上　⑤链状烷烃中所有原子可能共平面　⑥碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的有机物一定是链状烷烃
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
A
7. 某烷烃含有200个H原子，那么该烃的分子式是（ ）
A、C99H200 B、C98H200
C、C97H200 D、C100H200
A
8. 写出下列烷烃的分子式：
（1）含有38个碳原子的烷烃的分子式
（2）含有38个氢原子的烷烃的分子式
（3）相对分子量为128的烷烃的分子式
9. 试写出辛烷、壬烷、癸烷的分子式？
C8H18、 C9H20、 C10H22
10. 下列物质中是否属于烷烃？
CH3－CH2－CH2－CH2－CH3
CH2＝CH2