7.1.1 烷烃的结构 课件(共35张PPT) 高中化学人教版(2019)必修第二册

(共35张PPT)
第一节 认识有机化合物
第1课时：烷烃的结构
第七章 有机化合物
有机物中碳原子的成键特点
01
认识烷烃
02
学习目标
1．通过阅读思考、模型制作、动画演示等，认识甲烷的分子结构特点，掌握甲烷的结构式、电子式，建立甲烷的立体结构模型，知道甲烷的正四面体结构。
2.通过对比分析、归纳总结，认识烷烃同系物在组成、结构上的共同点，形成同系物的概念，并能对同系物进行判断。
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。
有机物中碳原子的成键特点
有机物中碳原子的成键特点
任务一、认识最简单的有机物—甲烷
学生活动1：阅读教材“前言”相关内容，观察图片，联系生活实
际，举例说明什么是有机化合物？与无机物相比有何特点？
①有机化合物是指含有C元素的化合物，简称有机物， CO2、H2CO3及其盐等除外。②有机化合物与人类生活有密切的关系，在衣、食、住、行、医疗、能源、材料、科学技术及工农业生产等领域中都起着重要作用，迄令为止已经超过2000万种。
衣
食
住
行
有机物中碳原子的成键特点
任务一、认识最简单的有机物—甲烷
③与无机物相比，有机物不仅数量很多，而且分布极广。如常见燃料中的汽油、煤油、柴油；建材中的木材、黏合剂、涂料、油漆；日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂；食物中的营养餐—糖类、油脂、蛋白质等都是有机化合物。
④有机化合物除一定含有碳元素外，它还可以含有氢、氧、氮、硫、磷、卤素等。
有机物中碳原子的成键特点
任务一、认识最简单的有机物—甲烷
学生活动2：阅读教材P60页内容，结合教材P62页图7-5，思考甲烷
分子结构有哪些表示方法？完成下表内容。
类别 表示方法 含义
分子式
电子式
结构式
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
CH4
具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，不表示空间构型
有机物中碳原子的成键特点
任务一认识最简单的有机物—甲烷
类别 表示方法 含义
结构示意图
球棍模型
空间填充模型
小球表示原子，短棍表示价键(单键、双键或三键)（甲烷键角109028′）
用不同体积的小球表示不同大小的原子
表示分子的空间构型，5个原子不共面，形成正四面体空间结构，碳原子位于正四面体中心，4个氢原子位于四个顶点。分子中4个C—H的长度和强度相同，相互间夹角相等。
有机物中碳原子的成键特点
【典例1】下列说法正确的是（ ）
A．含碳元素的化合物都是有机物 B．易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质一定是有机化合物 C．大多数有机物分子中碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之
间相结合的化学键是非极性共价键或极性共价键 D．有机物完全燃烧只可能生成CO2和H2O
【解析】有机物通常是指含碳元素的化合物，但CO2、Na2CO3等少数物质，其性质却跟无机物相似，一般把它们归为无机物，A错误；易溶于汽油、苯等有机溶剂物质不一定是有机化合物，如溴单质，B错误；有机物中碳原子与碳原子之间均形成非极性共价键，而碳原子与其他元素原子之间形成的化学键为极性共价键，C正确；有些有机物除含碳、氢、氧外，还含有氮、硫、卤素、磷等，完全燃烧可能还会生成SO2、氮的氧化物等物质，D错误。
C
有机物中碳原子的成键特点
【解析】Ⅱ表示电子式，但略去了碳原子的内层电子，甲烷分子中应含有10个电子。
【典例2】如图所示均能表示甲烷的分子结构，下列说法错误的是（ ）
A．Ⅰ将各原子看成了质点，为立体结构示意图
B．Ⅱ为电子式，表示甲烷分子中有8个电子
C．Ⅲ为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键
D．Ⅳ为空间充填模型，能表示出甲烷空间构型及各原子的相对大小
B
有机物中碳原子的成键特点
任务二、探究有机物中碳原子的成键特点
学生活动1：实验测得甲烷分子中4个C—H键完全相同，每相邻的
两个C—H键之间的键角、键长、键能均相等，请利用手中材料，
制作出你们认可的甲烷的空间结构。
①碳原子最外层有4个电子，氢原子最外层有1个电子，因此甲烷的分子式为CH4
②结论：甲烷分子的空间构型为正四面体，C原子位于正四面体的中心，H原子位于四面体的顶点，四个C－H键的键长、键能、键角都相同（等价），甲烷分子中最多有3 个原子在同一平面内。
4个C—H可相等，但相互间夹角不相等
4个C—H相等，相互间夹角也相等
有机物中碳原子的成键特点
任务二、探究有机物中碳原子的成键特点
学生活动2：结合教材P60页及P61页“思考与讨论”内容，观察图
7-1和7-3，利用两个或多个碳原子及多个氢原子制作更多的有机物
分子空间模型，分析有机物种类繁多的主要原因是什么？
①用2个碳原子，氢原子数目任选，拼出你认为合理的有机物。
方法：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
叁键
有机物中碳原子的成键特点
任务二、探究有机物中碳原子的成键特点
②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
③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。
图7-3 4个碳原子相互结合的几种方式
【温馨提示】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。
有机物中碳原子的成键特点
有机物中碳原子的成键特点
【典例1】只含C、H元素的有机物分子中的碳原子与其他原子的结合
方式是（ ）
A．通过两个共价键 B．通过非极性键
C．形成四对共用电子对 D．通过离子键和共价键
【解析】碳原子核外最外层有四个电子，在形成有机化合物时与其他原子可形成四对共用电子对，C正确，故选C。
C
有机物中碳原子的成键特点
【典例2】有机物种类繁多的原因是（ ）
A．碳元素在地壳中的含量大，且属于非金属
B．碳原子间能以共价键结合，形成多种链状和环状结构
C．碳元素所形成的化合物性质稳定，且共价键键能大
D．碳原子中质子数和中子数相等
【解析】有机物分子中碳原子间能以共价键结合形成4个共价键，而且可以形成链状或环状等结构，是导致有机物种类繁多的原因，B正确。
B
认识烷烃
认识烷烃
任务一、探究烷烃的结构
学生活动1：阅读教材P62页内容，结合“思考与讨论”栏目，完
成表格填空，根据碳原子的成键规律和下表中提供的信息,试着写
出丁烷的结构烷、丙烷、丁烷等一系列的有机化合物分子式，并
归纳出该类有机物分子式的通式式什么？
烷烃 乙烷 丙烷 正丁烷
分子中碳原子数 2 3 4
分子式
结构式
结构简式
C2H6
C3H8
C4H10
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
认识烷烃
任务一、探究烷烃的结构
烷烃 乙烷 丙烷 正丁烷
分子结构模型
通式 【温馨提示】①定义：只含有碳和氢两种元素的化合物叫烃,烃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。
CnH2n+2
认识烷烃
任务一、探究烷烃的结构
②注意：烷烃中碳原子间结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈锯齿状，链上也可以分出支链。例如：
正丁烷
（熔点-138.4℃，沸点-0.5℃）
异丁烷
（熔点-159.4℃，沸点-11.6℃）
图7-7 正丁烷和异丁烷的分子结构模型
认识烷烃
任务一、探究烷烃的结构
学生活动2：阅读教材P63页第二自然段，思考如何对烷烃进行命名？
什么叫有机物的结构简式？
①烷烃种最简单的是甲烷，其余随碳原子数的增多，依次为乙烷、丙烷、丁烷等。
②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;碳原子数在 11 以上时,以数字来表示,例如,十二烷[CH3(CH2)10CH3]。即:
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
n＞10 用汉字数字代表，如C11H24：十一烷 【温馨提示】碳原子数n相同结构不同时，用正、异、新表示，如C4H10的两种分子的命名：无支链时，CH3CH2CH2CH3：正丁烷，有支链时， 异丁烷。
又叫习惯命名法
认识烷烃
任务一、探究烷烃的结构
③书写有机物的结构式时,我们通常是将其写成直线形式,但同一个碳上连接的4个价键的位置是可以互相调换的,因为在空间内4个价键是可以旋转的。
④若把有机物分子的结构式中表示共价单键的“一”删去或部分删去,如乙烷：CH3CH3、丙烷：CH3CH2CH3、丁烷：CH3CH2CH2CH3等。这种变形后的式子书写起来比较方便,称之为有机物的结构简式。
【温馨提示】在书写有机物分子的结构简式时,若遇到像丁烷这样分子中有两个或多个相同的成分时,还可以写成CH3(CH2)2CH3。由于结构简式书写方便,且仍能表示出分子结构的简况,所以,更多情况下常使用结构简式。
认识烷烃
【典例1】下列关于有机物结构特点的说法中，正确的是（ ） A．CH3CH2CH3分子含有极性键和非极性键
B．碳原子之间只能形成C－C单键 C．含碳元素的物质都是有机物
D．碳原子之间只能形成碳链
A
【解析】A．CH3CH2CH3中存在C-H极性键和C-C非极性键，故A正确；B．碳原子之间能形成碳碳单键，碳碳双键，碳碳三键，故B错误；C．含碳元素的物质不一定都是有机物，比如CO，故C错误；D．碳原子之间能形成碳链，也可以形成碳环，故D错误。故选：A。
认识烷烃
【典例2】下列说法正确的是（ ）
A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定
是饱和链烃
B．分子组成符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃
C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
D．碳、氢原子个数比为1∶3的烷烃有两种
B
【解析】A项中环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；C项中由碳原子的成键方式和键角特征知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上；D项中n(C)∶n(H)＝1∶3时必为C2H6，一定是乙烷。
认识烷烃
任务一、认识同系物
学生活动1：阅读教材P63页第三自然段，根据甲烷、乙烷、丙烷、
丁烷、十二烷等烷烃分子的结构简式，思考什么是同系物？
。
①甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、十二烷分子的结构简式分别为：CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3、CH3(CH2)10CH3。
②这些分子结构相似—只含C—C键，碳原子的剩余价键均与氢原子结合；分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团。
③定义：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。
认识烷烃
任务二、认识同系物
学生活动2：讨论同系物有何特点，如何理解烷烃同系物概念的？
①同系物特点：属于同一类物质,且有相同的通式；式量相差一定是14的倍数；化学性质相似,物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化。
②烷烃同系物：结构相似是指分子中原子全部以单键相结合,与支链或直链无关，如丙烷（CH3CH2CH3）是直连结构，异丁烷[(CH)(CH3)3]含支连结构，但二者是同系物，烷烃的组成可以用通式CnH2n+2表示。
【温馨提示】在判断同系物的时候,要严格把握同系物概念的两个方面:一是分子结构相似,二是分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团,二者要联系在一起应用,缺一不可。当然,还应注意,同系物的关系不光是只有烷烃分子之间存在,在其他的有机物内也存在着同系物的关系。
认识烷烃
【典例1】下列关于同系物的说法中，错误的是（ ）
A．同系物具有相同的分子式
B．同系物符合同一通式
C．相邻的同系物在组成上相差一个CH2原子团
D．同系物的化学性质基本相似
A
【解析】同系物的结构相似，属于同一类物质，因此符合同一通式，但一定不具有相同的分子式，A错误，B正确；相邻同系物在分子组成上相差一个CH2原子团，C正确；同系物的结构相似，所以化学性质基本相似，D正确。
认识烷烃
【典例2】下列叙述中正确的是（ ）
A. 含个碳原子的有机物，每个分子中最多可形成个键
B. 正丁烷分子中所有碳原子在一条直线上
C. 碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定符合通式
D. 分子式为与的两种有机物一定互为同系物
D
【解析】A.如果5个碳原子成环，则碳碳键数量为5。B.碳的4个键是有角度的，故正丁烷的4个碳不在一条直线上。C.若果是环状，则不满足通式。故答案为D。
1．下列说法不正确的是（ ）
A．有机物分子中一定含有一个或多个碳原子
B．有机物分子中的碳原子可以相互连接成链状或环状
C．有机物分子中的碳原子可以与其它元素的原子连接
D．分子中含有碳原子的化合物一定是有机化合物
D
【解析】A. 含有碳元素的化合物是有机化合物，有机物分子中一定含有一个或多个碳原子，A正确；B. 有机物分子中的碳原子可以相互连接成链状或环状，B正确；C. 有机物分子中的碳原子可以与其它元素的原子连接，C正确；D. 分子中含有碳原子的化合物不一定是有机化合物，例如CO2等，D错误。
2．下列关于碳原子的成键特点及成键方式的理解中正确的是（ ）
A．饱和碳原子不能发生化学反应
B．碳原子只能与碳原子形成不饱和键
C．具有六个碳原子的苯与环己烷的结构不同
D．五个碳原子最多只能形成四个碳碳单键
C
【解析】饱和碳原子可以发生取代反应或裂化反应等，A错；碳原子也可以与氧原子或氮原子等形成不饱和键，B错；五个碳原子若构成环戊烷，可以形成5个碳碳单键，D错。
3．如图为含4个碳原子的6种有机物分子模型(氢原子没有画出)，下列叙述中正确的是（ ）
A．与d互为同分异构体的是c B．b、c、f的分子式均为C4H8
C．a和f均为链状烷烃 D．同种物质中只能含碳链或碳环
B
【解析】d和c的分子式不同，不互为同分异构体，A错误；b、c、f的分子式均为C4H8，互为同分异构体，B正确；f为环烷烃，C错误；同种物质中可能同时含有碳链和碳环，D错误。
4．下列有关烷烃的说法中正确的是（ ）
A．烷烃的分子组成都满足CnH2n+2(n≥1)，彼此都是同系物
B．戊烷(C5H12)有三种同分异构体
C．CH3Cl只有一种结构，说明甲烷是正四面体结构而不是平面结构
D．正丁烷的四个碳原子可以在同一条直线上
B
【解析】符合通式CnH2n+2的一定是烷烃，但符合通式CnH2n+2的不同物质一定互为同系物，还可能是同分异构体，A错误；C H 的同分异构体一共有三种，分别为正戊烷、异戊烷和新戊烷，B正确；无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是平面正方形结构，CH3Cl都不存在同分异构体，即CH3Cl只有一种结构，不能说明甲烷是正四面体结构还是平面结构，C错误；烷烃分子中有多个碳原子呈锯齿形连接，碳原子不在一条直线上，D错误。
延时符
有机化合物
碳原子间成键方式
碳原子的成键特点
成键数目
含有碳元素的化合物。氧化物、碳酸及其盐等除外
习惯命名法
可形成单键（C—C）、
双键（C=C）、叁键（C C）
每个碳原子可以形成4个共价键
同系物
烷烃的结构
碳原子间都以单键结合,剩余价键均与氢原子结合,使碳原子化合价都达到“饱和”
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
结构
命名
第1课时 烷烃的结构