7.1.1 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构(共28张PPT)-高一化学课件(人教版2019必修第二册)

(共28张PPT)
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
新课引入
碳在地壳中质量分数只占0.087%，但是它的化合物，尤其是有机化合物，不仅数量众多，而且分布很广。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。
目前，人们在自然界发现和人工合成的物质已超过1亿种，其中绝大多数都是有机化合物，而且新的有机化合物仍在源源不断地被发现或合成出来。
新课引入
什么是有机化合物？
电石 CaC2
HCN KSCN
金刚砂(SiC)
简称有机物，是含有碳元素的化合物
主要含有碳、氢两种元素，有些含氧，氮、磷、硫、卤素等
H2CO3 Na2CO3 NaHCO3
CO CO2
含有碳的化合物一定是有机化合物吗？
不一定
以上五类物质均为无机物。
以上五类物质均为无机物。
以上五类物质均为无机物。
以上物质均为无机物
新课引入
与无机化合物相比，有机化合物的组成元素并不复杂，但化合物数量众多，性质各异。
对有机化合物的研究，需要在了解碳原子成键规律的基础上，认识有机化合物的分子结构，以及决定其分类与性质的特征基团，进而认识有机化学反应，实现有机化合物之间的转化，合成新的物质。
有机化合物中碳原子的成键特点
甲烷的结构
甲烷的分子式为CH4，甲烷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。
分子式：
CH4
电子式：
结构式：
C
H
H
H
H
+1
-4
（平面）
结构简式：
CH4
有机化合物中碳原子的成键特点
思考与讨论
依据甲烷的结构特征，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。
有机化合物中碳原子的成键特点
碳碳之间的结合方式有单键 、双键 、三键 。
—C≡C—
注意：C原子的四价特征，即C原子一般形成四个共价键。
有机物分子中碳原子间成键方式
有机化合物中碳原子的成键特点
有机物分子中碳原子间成键方式
多个碳原子可以相互结合成链状和带支链的链状结构 。如下图所示。
【思考】某有机物的碳骨架为 ， 则该碳骨架是否带支链
提示：属于不带支链的直链结构。
有机化合物中碳原子的成键特点
多个碳原子可以相互结合成环状(且可带支链)，构成有机物的环状碳骨架
有机物分子中碳原子间成键方式
有机化合物中碳原子的成键特点
有机物分子中碳原子间成键方式
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，可能因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构。
碳原子还可以和H、O、N、S、P、卤素等多种非金属原子形成共价键
有机化合物中碳原子的成键特点
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。
有机化合物中碳原子的成键特点
甲烷的结构
通过甲烷的结构式，我们可以知道甲烷分子中原子的连接顺序。那么这些原子有着怎样的空间位置关系呢
烷烃的结构
甲烷的立体结构——正四面体结构
109 28’
空间充填模型
球棍模型
（C原子位于中心，四个H原子位于正四面体的四个顶点）由于4个C－H键强度相同，因此四个键长度也相同（键角是109028/）。
甲烷的结构
应用物理方法测得CH4分子4个共价键的键角均为109°28′，4个C-H键长均相等。则说明CH4为正四面体结构的分子
CH2Cl2只有一种结构，则说明CH4为正四面体结构的分子
甲烷的结构
由图可知甲烷是正四面体结构，那如何证明甲烷分子是正四面体结构呢？
烷烃的结构
思考与讨论
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
烷烃的结构
思考与讨论
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
分析右侧物质的分子式及结构简式，试找出碳原子的个数与氢原子的个数之间的关系，并总结其命名方法。
烷烃的结构
烷烃的结构
烃：仅由碳、氢两种元素组成的一类有机化合物,又叫碳氢化合物。
烷烃：分子中的碳原子之间都以单键结合成碳链，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”。这样的一类的有机化合物称为饱和烃。
烷烃的通式：
CnH2n+2 (n≥1)
烷烃的结构
烷烃的命名
在所含碳原子数后面加“烷”，称为“某烷”
1~10：用“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 ”
>10：用数字，比如“十一烷” C11H24
为了书写方便，有机物通常用结构简式表示 CH3(CH2)9CH3
带支链的烷烃:用正、异、新表示
烷烃的结构
正丁烷 C4H10
异丁烷 C4H10
思考与讨论
正丁烷 C4H10
异丁烷 C4H10
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3
|
CH3
烷烃的结构
思考与讨论
名称 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度
正丁烷 －138.4 －0.5 0.5788
异丁烷 －159.6 －11.7 0.557
正丁烷
异丁烷
烷烃的结构
同分异构体
同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的现象。
烷烃的结构
理解
一同
分子式相同（分子组成相同、分子量相同）
两不同
结构不同、性质不同
思考与讨论
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH3
CH3
正戊烷
异戊烷
新戊烷
请写出戊烷的同分异构体
烷烃的结构
思考与讨论
烷烃的结构
结合图7-6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。
同系物
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
试比较同系物、同分异构体、同素异形体、同位素四个名词的含义。
烷烃的结构
同系物
同系物 同分异构体 同素异形体 同位素
组成
结构
类别
分子相差一个或几个CH2原子团
分子组成相同
分子组成不同
质子数相同
中子数不同
结构相似
结构不同
结构不同
——
化合物
单质
化合物
同一元素的不同种原子
烷烃的结构
本节小结
有机物
碳原子成键特点
烷烃结构
烷烃的习惯命名法
同系物
同分异构
分子式相同，结构不同
甲烷正四面体
本节小结
谢谢