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40张ppt）

(共40张PPT)
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
课时1 碳原子的成键特点 烷烃的结构
贰
知识导航
本节重点
本节难点
碳原子的成键特点
壹
烷烃的结构
贰
课堂导入
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。
维生素C
木糖醇
食 品
课堂导入
青霉素
药 物
聚氯乙烯塑料
材 料
课堂导入
煤矿坑道气（瓦斯）
沼气（甲烷的俗称）
天然气、油田气
可燃冰
CH4
燃 料
目前发现和合成的物质，绝大多数是有机物，超过了1亿种！
探究课堂
都含有C元素
通过观察，你能否发现上述有机物在组成上有什么相同之处？
有机化合物
探究课堂
有机化合物
绝大多数含碳的化合物，但不是所有含碳的化合物都是有机物。
尽管含有碳，但它们的组成和结构更象无机物，所以将它们看作无机物
碳的氧化物(CO、CO2)
碳酸及其盐(H2CO3、Na2CO3)
氢氰酸及其盐(HCN、NaCN)
硫氰酸及其盐(HSCN、KSCN)
某些碳化物SiC、CaC2
氰酸盐(HCNO、NH4CNO)等
有机化学：研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学
探究课堂
有机化合物
组成元素：
主要元素
其他元素
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
探究课堂
1、请书写碳原子的原子结构示意图、碳原子的电子式和结构式。
2、思考碳原子具有怎样的结构和成键特点？
2 4
+6
l
–C–
l
.
·C·
˙
碳原子最外层有4个电子，不易得到或失去电子，
而易通过共价键与碳原子或其它非金属原子相结合。
人类目前发现和合成的物质已经超过1亿种，其中绝大多数都是有机物，为什么有机物的种类会如此繁多？
探究课堂
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
先关注碳原子，搭建碳骨架，再按照“碳四价”原则，补充连接其他原子
单键
双键
三键
【探究活动】用2个碳原子，氢原子数目任选，拼出你认为合理的有机物，并说明理由
探究碳原子成键数目
探究课堂
探究碳原子成键数目
碳的骨架有哪些连接方式？
1、用3个碳原子、拼插你认为合理的有机物的碳骨架
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
2、用4个碳原子，以碳碳单键相连，拼插你认为合理的有机物的链状骨架
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
直链
环状
支链
探究课堂
探究碳原子成键数目
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。
①碳原子最外层有4个电子，易形成4个共价键；
②碳原子间可形成单键、双键、三键；
③碳原子间可形成碳链或碳环；
探究课堂
【例1】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。
(1)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__________。
A、C、H、J
B、E、F
D、G
(2)碳骨架为链状的有________________________，为环状的有______，含有支链的有_________。
A、B、C、D、E、F、G
H、J
C、F、J
探究课堂
结构式
电子式
分子式
甲烷分子结构
探究课堂
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？
探究课堂
分子结构示意图
球棍模型
空间充填模型
结构特点：4个C—H键的长度和强度相同，夹角相等(即键角为109°28′)，是_____________；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于4个顶点
正四面体结构
甲烷分子结构
探究课堂
与甲烷结构相似的有机化合物还有乙烷、丙烷、丁烷，试写出丁烷的结构式并总结这类有机物的组成和分子结构特点？
有机化合物 乙烷 丙烷 丁烷
碳原子数 2 3 4
结构式
①元素组成上只含碳、氢两种元素；
②分子中的碳原子之间都以碳碳单键结合；
③碳原子的剩余价键均与H结合，化合价达到饱和。
探究课堂
烷烃
1、定义：烃分子中碳原子之间都以单键相结合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫做饱和烃，也称为烷烃。
C的4根键连接4个原子
通过乙烷、丙烷、丁烷的球棍模型分析烷烃还有哪些结构特点？
④ 碳碳单键可旋转；
⑤ 碳原子数大于2的直链烷烃呈锯齿状；
探究课堂
再写出乙烷、丙烷、丁烷的分子式，然后分析链状烷烃的分子式有什么书写规律？
规律：如果链状烷烃中碳原子数目为n，氢原子数就是2n+2。
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
2.烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)
探究课堂
碳 + 氢 =
烃
你知道为什么我们把这个化合物称为烃吗？
仅含碳氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。
tàn qīng
探究课堂
【例2】按要求填空。
(1)下列属于链状烷烃的是________(填字母)。
A．C2H4 B．C3H4
C．C4H8 D．C5H12
E．C7H14 F．C9H20
(2)分子中含18个氢原子的链状烷烃分子式为____________。
(3)相对分子质量为58的链状烷烃分子式为__________。
(4)某链状烷烃分子中含6个碳原子，则该链状烷烃的相对分子质量为________。
D F
C8H18
C4H10
86
探究课堂
有机物组成和结构的表示方法
结构简式
省略C H键，把同一碳原子上的H合并，省略横线上C C键
【注意】省略单键，但双键、三键不能省略
省略横线上
C—C键
CH3-CH3
CH3CH3
结构式
结构简式
结构简式
把同一C上的H合并
省略C—H键
探究课堂
【例3】写出下列有机物的结构简式：
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH3
CH3
CH3-CH-CH3或CH3CH(CH3 )CH3
探究课堂
有机物组成和结构的表示方法
表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子。
分子式
最简式(实验式)
如 C4H10 的最简式为
C2H5
结构式
用短线来表示原子间的共用电子对
电子式
用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目
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
探究课堂
键线式
省略碳、氢元素符号，只写碳碳键；通常相邻碳碳键之间的夹角画成120°，每个端点和转折点都表示碳原子，除C、H以外原子都保留下来。
有机物组成和结构的表示方法
CH3CH2CH3 键线式可表示为__________________
键线式可表示为__________________
CH3CH=CHCH3 键线式可表示为__________________
探究课堂
有机物组成和结构的表示方法
分子模型
空间填充模型
球棍模型
最能反映真实结构
探究课堂
我们应该如何给这些烷烃命名呢？
链状烷烃的命名——习惯命名法
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
己烷
庚烷
辛烷
壬烷
癸烷
如:十一烷
n＞10
相应汉字数字＋烷
碳原子数不多于10时
碳原子数在10以上时
CH3(CH2)9CH3
探究课堂
链状烷烃的命名——习惯命名法
当碳原子数n相同
结构不相同时，用正、异、新表示
正戊烷
异戊烷
新戊烷
无支链
带一支链
带两支链
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH3
CH3
CH3
CH3CCH3
CH3
以上三个物质物质分子式均为C5H12，它们是否是同一种物质呢？
探究课堂
同分异构现象和同分异构体
同分异构现象
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象
同分异构体
具有相同分子式而结构不同的化合物的互称
正丁烷
异丁烷
示例
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3

CH3
探究课堂
名称 熔点/0C 沸点/0C 相对密度
正丁烷 -138.4 -0.5 0.5788
异丁烷 -159.6 -11.7 0.557
正丁烷和异丁烷的某些物理性质
同分异构体
同分异构的性质
物理性质：支链越多，熔沸点越低，密度越小
化学性质：不一定相似
探究课堂
5、互为同分异构体的有机物一定不属于同一类有机物(　　)
3、互为同分异构体的化合物，化学性质一定相似(　　)
2、互为同分异构体的有机物一定不是同系物，互为同系物的化合物一定不是同分异构体(　　)
CH3CHCH3

Cl
1、同分异构体的相对分子质量相同，相对分子质量相同的化合物一定是同分异构体(　　)
4、CH3CH2CH2Cl和 互为同分异构体(　　)
【例4】判断正误
探究课堂
烷烃同分异构体的书写
遵循的原则
书写的步骤
主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列对邻到间
排主链，主链由长到短
示例：书写C6H14的同分异构体
C—C—C—C—C—C
CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3
写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基(—CH3)接在主链某碳原子上
(甲基不放端位)
CH3—CH2—CH—CH2—CH3

CH3
C—C—C—C—C

C
C—C—C—C—C

C
CH3—CH2—CH—CH2—CH3

CH3
探究课堂
(乙基不放倒数第二个碳)
写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基(—CH2CH3)或两个甲基(—CH3)接在主链碳原子上，以此类推。
CH3—C—CH2—CH3

CH3
CH3

C—C—C—C

C
C

C—C—C—C

C

C
CH3—C—CH2—CH3

CH3

CH3
烷烃同分异构体的书写
探究课堂
【例5】下列物质属于同分异构体的一组是( )
A. 与
B. CH3—CH2—CH2—CH3与
C. C2H6与C3H8
D. O2与O3
B
探究课堂
CH3(CH2)9CH3
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
乙烷
丙烷
十一烷
丁烷
观察以上几种烷烃的结构简式，这些烷烃分子有什么特点，在组成上有什么差异呢？
探究课堂
结构上：同类物质结构相似
分子组成：相差一个或若干个CH2原子团
(相对分子质量相差14n)
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
同系物
探究课堂
同系物判断的几个“一定”和“不一定”
① 同系物在分子组成上一定相差一个或若干个“CH2”原子团；
但在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物不一定是同系物。
② 同系物具有同一通式，但具有同一通式的有机物不一定是同系物。
③ 同系物的化学性质一定相似，但化学性质相似的物质不一定是同系物。
④ 同系物的相对分子质量一定不相同。
探究课堂
【例6】下列物质互为同系物的是( )
A. 与 B.CH3CH3与
C.CH3CH2Cl与 D.CH3CH2CH3与CH3CH2Cl
B
课堂小结
碳原子的成键特点
烷烃的结构
碳原子的成键特点
烷烃的结构
有机化合物和有机化学
碳原子得失电子情况
碳原子的成键数目
命名
结构
碳原子间的成键方式
习惯命名法
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构
同类物质结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团
同分异构体
同系物
谢谢观看
THANKS