高中化学（2019）必修二 第七章第一节认识有机化合物第一课时学案（含答案）

第七章第一节认识有机化合物
第一课时学案
【学习目标】
1．知道有机化合物分子具有空间结构，以甲烷为例认识有机物中碳原子的成键特点，培养宏观辨识与微观探析的能力。
2．掌握烷烃的定义、结构、了解习惯命名，掌握系统命名法。
【目标一】有机化合物中碳原子的成键特点
1．甲烷是最简单的有机化合物，甲烷的分子式为 ，电子式为 ，结构式为 。
2．有机物中碳原子的结构及成键特点
⑴ C原子最外层有 个电子，能与其他原子形成 个
⑵ 碳原子间成键方式多样
①有机化合物中碳原子与碳原子之间也能形成共价键，可以形成 （）、
（）或 （—C≡C—）。
②多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架。
直链 支链
③碳原子还可以和 等多种非金属原子形成共价键
⑶ 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。
含有相同碳原子数的有机物分子，可能因为碳原子间 或 不同
而具有多种结构。
【导练】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。
⑴ 碳原子间所成的化学键全是碳碳单键的有________(填字母，下同)，含有碳碳双键的有________，含有碳碳三键的有________。
⑵ 碳骨架为链状的有________，为环状的有________，含有支链的有________。
【思考与讨论】以碳为骨架的有机物种类繁多的原因？
【目标二】烷烃
1．烷烃的结构
⑴ 甲烷的组成及结构特点
在甲烷分子中，1个碳原子与4个氢原子形成4个C—H键，四个C—H键的长度和强度相同，
夹角相等，其分子在空间呈________结构。空间结构：
分子结构示意图：，球棍模型为，空间填充模型为。
【拓展】①若CH4分子中的4个氢原子全部被其他相同的原子或原子团替代，则形成的分子结
构仍为正四面体结构。
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，则形成的分子结构仍为四面体，
但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2等。
③CH2Cl2只有一种结构可证明CH4、CH2Cl2等不是平面结构而是四面体结构。
④由CH4的空间结构可推知CH3CH2CH3等有机物中的碳原子并不在一条直线上。
⑵ 烃及烷烃
烃的定义：只含有碳、氢两种元素的有机化合物称为烃。
烷烃的定义：若烃分子中碳原子之间都以单键结合，剩余价键均与氢原子结合，使每一个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。
甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等的分子结构均符合烷烃的概念，所以这四种有机物均属于烷烃。
【动动手】写出下列物质的分子式，结构简式，结构式
乙烷： 、 、
丙烷： 、 、
丁烷： 、 、
⑶ 烷烃的结构
①烷烃的结构特点
a. 单键——碳原子之间以碳碳单键结合
b. 饱和——碳原子剩余的价键全部与氢原子结合，每个碳原子均形成4个共价键
c. 结构——每个碳原子都与其他原子形成四面体结构。
②烷烃的通式
由甲烷（CH4）、乙烷（CH3CH3）、丙烷（CH3CH2CH3）的分子式或结构简式可知，碳原子数
相邻的烷烃分子组成上相差一个CH2原子团，所以如果烷烃中的碳原子数为n，则其氢原子数应
该为2n+2，其分子式可表示为CnH2n+2(n≥1)，该分子式也被称为链状烷烃的通式。
③结构简式
为书写方便，我们通常把结构式中的C-H键进行省略表示有机物的结构，这样的式子称为结构简
式。结构简式只要把碳氢单键省略掉即可，碳碳单键、碳氯单键、碳和羟基氧形成的单键等大多
数单键可以省略也可不省略。如正戊烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3，异戊烷的结构简式
为CH3CH2CH(CH3)CH3，新戊烷的结构简式C(CH3)3。
【思考】以下结构表示的下列物质中是烷烃的有（ ）
⑷ 烷烃的命名
a．烷烃的习惯命名法
⑴ 烷烃可以根据烃分子里所含 原子的数目来命名称为“某烷”，碳原子数在 以下的，
用甲、乙、丙、丁、 、 、 、 、 、 来表示，例如：C5H12叫 烷。
碳原子数在 以上的，就用汉字数字来表示。例如C17H36叫 烷。
⑵ 碳原子数相同，结构不同时，分别用“正、异、新”来表示，如前面的正丁烷、异丁烷；
戊烷的三种同分异构体，可用“ ”、“ ”、“ ”来区别，这种命名方法叫习惯命名法，
只能适用于构造比较简单的烷烃。
b．烷烃的系统命名法
1．烃基:
⑴ 定义：烃分子失去一个或几个氢原子后剩余的部分叫烃基，烃基一般用“R—”来表示。
若为烷烃，叫做烷烃基。如“—CH3”叫 基 “—CH2CH3”叫 基
⑵ 根和基的区别：“根”带电荷，“基”不带电荷；根能独立存在，而基不能单独存在。
例如：氢氧根 羟基
2．系统命名：
⑴ 选定分子中最长的碳链（即含有碳原子数目最多的链）为主链，并按照主链上
碳原子的数目称为“某烷”。遇多个等长碳链，则取代基多的为主链。如：
⑵ 把主链中离支链最近的一端作为起点，用阿拉伯数字给主链上的各个碳原子依次编号定位， 使支链获得最小的编号，以确定支链的位置。如：
编号： （ ） （ ） （ ） （ ）
①支链离两端等距时，则从支链较简单的一端开始编号。如：
②有多种支链时，应使支链位置号数之和的数目最小，如：
⑶ 把支链作为取代基，把取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃直链上所处的位置，并在数字与取代基名称之间用一短线隔开。如，异戊烷的系统命名方法如下：
名称：（ ）
⑷ 如果主链上有相同的取代基，可以将取代基合并起来，用二、三等数字表示，在用于表示取代基位置的阿拉伯数字之间要用“，”隔开；如果主链上有几个不同的取代基，就把简单的写在前面，把复杂的写在后面。如：
名称：（ ） 名称：（ ）
【小结】系统命名法的基本步骤可归纳为：①选主链，称某烷；②编号码，定支链；③取代基，写在前，注位置，连短线；④不同基，简在前，相同基，合并算。
【导练】系统命名法命名以下烷烃：
(
CH
3
—CH
2
—CH—CH
3
CH
3
)
⑴ CH3－CH2－CH2－CH3 ⑵
(
CH
3
—CH—CH
2
—CH—CH
3
CH
3
—C—CH
3
CH
2
—CH
3
CH
2
—CH
3
)
(
CH
3
CH
2
CH
3
CH
3
—CH—CH—CH
3
)
⑶ ⑷
(
CH
3
—C—CH
2
—CH
C
2
H
5
C
2
H
5
CH
3
CH
3
)
⑸
【导练】根据下列有机物的名称，写出相应的结构简式：
⑴ 3,3－二甲基－4－乙基庚烷 ⑵ 2,2,5－三甲基－3－乙基己烷
【思考与讨论】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个单电子，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。
(3)碳骨架多样：碳原子间所成骨架有多种，可以是直链，也可以成环，也可以带支链。
(4)成链原子及种类多而灵活：有机物分子中碳原子可以与一个或若干个碳原子成键，也可以和其他原子成键，数目不等。
(
6
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