《学霸笔记 同步精讲》专题2 第一单元 第1课时 有机物中碳原子的成键特点及结构的表示方法（课件）高中化学苏教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 《学霸笔记 同步精讲》专题2 第一单元 第1课时 有机物中碳原子的成键特点及结构的表示方法（课件）高中化学苏教版选择性必修3 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-05 00:00:00 | ||
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文档简介
(共44张PPT)
第1课时 有机物中碳原子的成键特点及结构的表示方法
专题2
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位素养阐释
1.能描述有机物碳原子间的成键方式,能说出碳碳间单键、双键、三键的含义及饱和碳原子、不饱和碳原子的含义。
2.能说出有机物分子空间结构与碳原子成键方式的关系。
3.宏观辨识与微观探析:通过碳原子的四价原则,理解有机物中碳原子的三种成键方式及空间结构。
证据推理与模型认知:能够使用结构式和结构简式来表示常见有机物的结构,初步学会键线式的表示方法。
自主预习 新知导学
一、有机物中碳原子的成键特点
1.碳原子的成键特点。
(1)骨架形式多:多个碳原子可以形成碳链,也可以形成碳环。
(2)成键数目多:在有机物分子中,碳原子总是形成4个共价键。
(3)成键方式多:碳原子之间可以形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键等,碳原子与氢原子之间只能形成碳氢单键,碳原子与氧原子之间可以形成
碳氧单键或碳氧双键。
2.有机物分子的空间结构与碳原子成键方式的关系。
(1)单键:当1个碳原子与其他4个原子连接时,这个碳原子将采取四面体取向与之成键。
(2)双键:当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时,形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。
(3)三键:当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成三键时,形成该三键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。
3.饱和碳原子和不饱和碳原子。
(1)饱和碳原子:仅以单键方式成键的碳原子。
(2)不饱和碳原子:以双键或三键等方式成键的碳原子。
4.常见有机物分子的空间结构。
有机物 甲烷 乙烯 乙炔 苯
分子的空间结构 正四面体 平面形 直线形 平面正六边形
共面原子个数 3 6 4 12
碳原子轨道 的杂化方式 sp3 sp2 sp sp2
【自主思考1】 碳原子为什么易形成4个价键的化合物
提示:碳原子的最外层有4个电子,在成键过程中,既难以失去这些电子,又难以得到4个电子,因此,在有机物分子中,碳原子总是形成4个共价键,达到8电子稳定结构。
【自主思考2】 从成键方式上看,有机物中的碳原子有哪些类型
提示:(1)饱和碳原子:在有机物分子中,碳原子仅以单键形式与其他原子结合形成4个共价键,这样的碳原子称为饱和碳原子。
(2)不饱和碳原子:当碳原子以双键或三键形式与其他原子结合形成共价键时,这样的碳原子称为不饱和碳原子。
二、有机物结构的表示方法——“三式”
1.结构式、结构简式和键线式的特点及书写注意事项。
(1)结构式。
表示有机物分子中每个原子的成键情况,如乙醇: 。
(2)结构简式。
①书写时可将单键省略。
(3)键线式。
无须标出碳原子和氢原子,只要求表示出碳碳键及与碳原子相连的除氢以外的其他原子或基团。键线式中的每个拐点和端点均表示一个碳原子。如乙醇的键线式:
2.将下列各有机物的结构式、结构简式或键线式填入下表。
【自主思考3】 乙烯的结构简式是不是CH2CH2 为什么
提示:不是。乙烯的结构简式是CH2=CH2,在有机物的结构简式中，表示碳碳双键的“=”、碳碳三键的“≡”不能省略。
【效果自测】
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”
(1)碳原子只有形成四条单键,才是饱和碳原子。( )
(2)有机物CH3—CH=CH—CN分子中只含有单键和双键。( )
(3)分子式为C4H8的有机物最多形成4个碳碳单键。( )
(4)丙酸的结构简式为CH3CH2COOH。( )
(6)键线式就是将结构简式中的碳、氢原子略去不写。( )
(7)丙烷分子中的三个碳原子在同一直线上。( )
(8)CH2=CH—CH3分子中最多有7个原子共共处于同一平面上。( )
√
×
√
√
×
×
√
×
2.有机物的表示方法多种多样,下面是常用的有机物的表示方法:
(1)上述表示方法中属于结构简式的为 (填序号,下同);属于结构式的为 ;属于键线式的为 ;属于空间填充模型的为 ;属于球棍模型的为 。
(2)写出⑨的分子式: 。
(3)写出⑩中官能团的电子式: 、 。
(4)②的分子式为 ,最简式为 。
答案:(1)①③④⑦ ⑩ ②⑥⑨ ⑤ ⑧
(2)C11H18O2
解析:①③④⑦是结构简式;②⑥⑨是键线式,所有拐点和端点都有一个碳原子,碳原子不满足4个价键的由氢原子补足;⑤是CH4的空间填充模型;⑧
是正戊烷的球棍模型;⑩是葡萄糖的结构式,其官能团有—OH和 ;②的分子式为C6H12,所以最简式为CH2。
合作探究 释疑解惑
探究任务1
有机物中碳原子的成键及原子共线、共面的判断
问题引领
1.已知甲烷分子中的两个氢原子被两个Cl原子取代后的结构只有一种,能否证明CH4的空间结构是正四面体结构,而不是平面结构(用下图说明)
2. 分子中共面碳原子最多有几个 共线碳原子最多有几个 有几个饱和碳原子
提示:12 4 2
归纳提升
1.单键、双键和三键。
键型名称 碳碳单键 碳碳双键 碳碳三键
表示符号 —C≡C—
碳原子 的类型 饱和碳原子 不饱和碳原子 不饱和碳原子
成键方式 一个碳原子与周围四个原子成键 一个碳原子与周围三个原子成键 一个碳原子与周围两个原子成键
空间结构 四面体形 平面形 直线形
碳原子与其他四个原子形成四面体结构 形成双键的碳原子以及与之相连的原子处于同一平面上 形成三键的碳原子以及与之相连的原子处于同一直线上
碳原子与氢原子或卤素原子之间只形成单键(C—H、C—Br等);碳原子与氧原子之间可以形成单键(C—O)或双键(C=O),如CH3OH、CH3—O—CH3、HCHO;碳原子与氮原子之间可以形成单键(C—N)、双键(C=N)或三键
(C≡N),如CH3NH2、 (三聚氰胺)、CH3—C≡N。
2.用拆分法判断共线、共面问题。
第一步:审题 看清题目的要求,注意“一定”“可能”“一定不”“最多”“最少”等词语
第二步:拆分 将所给分子按照甲烷、乙烯、苯、乙炔等基本结构进行拆分
【例题1】 已知某有机物的分子结构为 ,有关该分子,下列说法正确的是( )。
A.分子中甲基(—CH3)上的氢原子有可能都与苯环共平面
B.分子中碳原子的杂化方式有sp、sp2、sp3杂化
C.最多有18个原子共平面
D.分子中最多有7个碳原子共线
答案:B
典型例题
解析:本题主要考查苯环、碳碳双键、碳碳三键的空间结构。该分子空间结构简单表示如图所示:
由图形可以看到,与三键碳原子直接相连的原子在同一条直线l上,与苯环直接相连的原子在平面N中,与双键碳原子直接相连的原子在平面M中。直线l一定在平面N中,由于碳碳单键的旋转,甲基上3个氢原子只可能有一个在平面N内,A项错误。
—C≡C—、 和苯环、—CH3中的碳原子以sp、sp2、sp3杂化,B项正确。平面M和平面N可以通过旋转碳碳单键,使两平面重合,此时仍有—CHF2中的两个原子和—CH3中的两个氢原子不在这个平面内,故最多有20个原子在M、N重叠的平面内,C项错误。要使苯环外的碳原子共直线,必须使双键部分键角为180°,但烯烃中键角为120°,故最多有6个碳原子共线,D项错误。
学会一种方法、一种思想
1.展开空间结构法:其他有机物可看作由甲烷、乙烯、苯、乙炔分子中的氢原子被其他原子或原子团取代后的产物,但这四种分子的空间结构基本不变。如
CH2=CHCl,可看作Cl原子取代了原来乙烯分子中氢原子的位置,故六个原子都在同一平面上。
【变式训练1】 下列叙述正确的是( )。
A.丙烷分子中3个碳原子一定在同一条直线上
B.甲苯分子中7个碳原子都在同一平面内
C.乙烷分子中碳原子和全部氢原子可能在同一平面内
D.2-丁烯(CH3—CH=CH—CH3)分子中4个碳原子可能在同一条直线上
答案:B
解析:烷烃分子中的碳原子采取sp3杂化,每个碳原子与所连4个原子构成四面体,乙烷分子中碳原子和全部氢原子不可能在同一平面内,丙烷分子中的3个碳原子呈锯齿形,不在同一条直线上,A、C项错误;苯环中的6个碳原子和6个氢原子一定共平面,甲苯分子中—CH3的碳原子占据了苯分子中1个氢原子的位置,所以甲苯分子中7个碳原子共平面,B项正确;2-丁烯分子中双键碳原子所连的2个碳原子相当于乙烯分子中双键碳原子所连的氢原子,在同一个平面内但不在同一直线上,D项错误。
探究任务2
有机物分子结构的表示方法
问题引领
1. 的结构简式可以写成(CH3)3C(CH2)2CH3吗
提示:可以。写结构简式时,同一个碳原子上的相同原子或原子团可以合并;
直接相邻的且相同的原子团亦可以合并。因此,
可以写成(CH3)3C(CH2)2CH3。
2.用键线式表示有机物结构时应注意哪些方面 请你写出
提示:用键线式表示有机物结构时应注意:(1)只能忽略C—H键,其余的化学键不能忽略;(2)必须表示出C=C、C≡C等官能团;(3)碳原子及连在碳原子上的氢原子不标注,其余原子必须标注(如含羟基、醛基和羧基中的氢原子);(4)写分子式时不能忘记端点的碳原子。
归纳提升
表示有机物组成和结构的化学用语。
种类 表示方法 实例
分子式 用元素符号表示物质的分子组成 CH4、C3H6
最简式 (实验式) 表示物质组成的各元素原子的最简整数比 乙烯的最简式为CH2, C6H12O6的最简式为CH2O
电子式 用“·”或“×”表示原子最外层电子的成键情况
典型例题
【例题2】 下列说法或表示方法正确的是( )。
A.丙烷分子的空间填充模型:
B.乙醚的分子式:C2H6O
C.乙酸的键线式:
D.丙烯的结构简式:CH2=C—CH3
答案:C
解析:本题在识别物质结构表示是否正确的同时,还要确定是否与所给物质一致。选项A是球棍模型;选项B是二甲醚或乙醇的分子式,乙醚的分子式为C4H10O;选项D丙烯的结构简式应为CH2=CH—CH3。
【变式训练2】 下列化学用语表述正确的是( )。
答案:A
课堂小结
第1课时 有机物中碳原子的成键特点及结构的表示方法
专题2
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位素养阐释
1.能描述有机物碳原子间的成键方式,能说出碳碳间单键、双键、三键的含义及饱和碳原子、不饱和碳原子的含义。
2.能说出有机物分子空间结构与碳原子成键方式的关系。
3.宏观辨识与微观探析:通过碳原子的四价原则,理解有机物中碳原子的三种成键方式及空间结构。
证据推理与模型认知:能够使用结构式和结构简式来表示常见有机物的结构,初步学会键线式的表示方法。
自主预习 新知导学
一、有机物中碳原子的成键特点
1.碳原子的成键特点。
(1)骨架形式多:多个碳原子可以形成碳链,也可以形成碳环。
(2)成键数目多:在有机物分子中,碳原子总是形成4个共价键。
(3)成键方式多:碳原子之间可以形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键等,碳原子与氢原子之间只能形成碳氢单键,碳原子与氧原子之间可以形成
碳氧单键或碳氧双键。
2.有机物分子的空间结构与碳原子成键方式的关系。
(1)单键:当1个碳原子与其他4个原子连接时,这个碳原子将采取四面体取向与之成键。
(2)双键:当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时,形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。
(3)三键:当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成三键时,形成该三键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。
3.饱和碳原子和不饱和碳原子。
(1)饱和碳原子:仅以单键方式成键的碳原子。
(2)不饱和碳原子:以双键或三键等方式成键的碳原子。
4.常见有机物分子的空间结构。
有机物 甲烷 乙烯 乙炔 苯
分子的空间结构 正四面体 平面形 直线形 平面正六边形
共面原子个数 3 6 4 12
碳原子轨道 的杂化方式 sp3 sp2 sp sp2
【自主思考1】 碳原子为什么易形成4个价键的化合物
提示:碳原子的最外层有4个电子,在成键过程中,既难以失去这些电子,又难以得到4个电子,因此,在有机物分子中,碳原子总是形成4个共价键,达到8电子稳定结构。
【自主思考2】 从成键方式上看,有机物中的碳原子有哪些类型
提示:(1)饱和碳原子:在有机物分子中,碳原子仅以单键形式与其他原子结合形成4个共价键,这样的碳原子称为饱和碳原子。
(2)不饱和碳原子:当碳原子以双键或三键形式与其他原子结合形成共价键时,这样的碳原子称为不饱和碳原子。
二、有机物结构的表示方法——“三式”
1.结构式、结构简式和键线式的特点及书写注意事项。
(1)结构式。
表示有机物分子中每个原子的成键情况,如乙醇: 。
(2)结构简式。
①书写时可将单键省略。
(3)键线式。
无须标出碳原子和氢原子,只要求表示出碳碳键及与碳原子相连的除氢以外的其他原子或基团。键线式中的每个拐点和端点均表示一个碳原子。如乙醇的键线式:
2.将下列各有机物的结构式、结构简式或键线式填入下表。
【自主思考3】 乙烯的结构简式是不是CH2CH2 为什么
提示:不是。乙烯的结构简式是CH2=CH2,在有机物的结构简式中，表示碳碳双键的“=”、碳碳三键的“≡”不能省略。
【效果自测】
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”
(1)碳原子只有形成四条单键,才是饱和碳原子。( )
(2)有机物CH3—CH=CH—CN分子中只含有单键和双键。( )
(3)分子式为C4H8的有机物最多形成4个碳碳单键。( )
(4)丙酸的结构简式为CH3CH2COOH。( )
(6)键线式就是将结构简式中的碳、氢原子略去不写。( )
(7)丙烷分子中的三个碳原子在同一直线上。( )
(8)CH2=CH—CH3分子中最多有7个原子共共处于同一平面上。( )
√
×
√
√
×
×
√
×
2.有机物的表示方法多种多样,下面是常用的有机物的表示方法:
(1)上述表示方法中属于结构简式的为 (填序号,下同);属于结构式的为 ;属于键线式的为 ;属于空间填充模型的为 ;属于球棍模型的为 。
(2)写出⑨的分子式: 。
(3)写出⑩中官能团的电子式: 、 。
(4)②的分子式为 ,最简式为 。
答案:(1)①③④⑦ ⑩ ②⑥⑨ ⑤ ⑧
(2)C11H18O2
解析:①③④⑦是结构简式;②⑥⑨是键线式,所有拐点和端点都有一个碳原子,碳原子不满足4个价键的由氢原子补足;⑤是CH4的空间填充模型;⑧
是正戊烷的球棍模型;⑩是葡萄糖的结构式,其官能团有—OH和 ;②的分子式为C6H12,所以最简式为CH2。
合作探究 释疑解惑
探究任务1
有机物中碳原子的成键及原子共线、共面的判断
问题引领
1.已知甲烷分子中的两个氢原子被两个Cl原子取代后的结构只有一种,能否证明CH4的空间结构是正四面体结构,而不是平面结构(用下图说明)
2. 分子中共面碳原子最多有几个 共线碳原子最多有几个 有几个饱和碳原子
提示:12 4 2
归纳提升
1.单键、双键和三键。
键型名称 碳碳单键 碳碳双键 碳碳三键
表示符号 —C≡C—
碳原子 的类型 饱和碳原子 不饱和碳原子 不饱和碳原子
成键方式 一个碳原子与周围四个原子成键 一个碳原子与周围三个原子成键 一个碳原子与周围两个原子成键
空间结构 四面体形 平面形 直线形
碳原子与其他四个原子形成四面体结构 形成双键的碳原子以及与之相连的原子处于同一平面上 形成三键的碳原子以及与之相连的原子处于同一直线上
碳原子与氢原子或卤素原子之间只形成单键(C—H、C—Br等);碳原子与氧原子之间可以形成单键(C—O)或双键(C=O),如CH3OH、CH3—O—CH3、HCHO;碳原子与氮原子之间可以形成单键(C—N)、双键(C=N)或三键
(C≡N),如CH3NH2、 (三聚氰胺)、CH3—C≡N。
2.用拆分法判断共线、共面问题。
第一步:审题 看清题目的要求,注意“一定”“可能”“一定不”“最多”“最少”等词语
第二步:拆分 将所给分子按照甲烷、乙烯、苯、乙炔等基本结构进行拆分
【例题1】 已知某有机物的分子结构为 ,有关该分子,下列说法正确的是( )。
A.分子中甲基(—CH3)上的氢原子有可能都与苯环共平面
B.分子中碳原子的杂化方式有sp、sp2、sp3杂化
C.最多有18个原子共平面
D.分子中最多有7个碳原子共线
答案:B
典型例题
解析:本题主要考查苯环、碳碳双键、碳碳三键的空间结构。该分子空间结构简单表示如图所示:
由图形可以看到,与三键碳原子直接相连的原子在同一条直线l上,与苯环直接相连的原子在平面N中,与双键碳原子直接相连的原子在平面M中。直线l一定在平面N中,由于碳碳单键的旋转,甲基上3个氢原子只可能有一个在平面N内,A项错误。
—C≡C—、 和苯环、—CH3中的碳原子以sp、sp2、sp3杂化,B项正确。平面M和平面N可以通过旋转碳碳单键,使两平面重合,此时仍有—CHF2中的两个原子和—CH3中的两个氢原子不在这个平面内,故最多有20个原子在M、N重叠的平面内,C项错误。要使苯环外的碳原子共直线,必须使双键部分键角为180°,但烯烃中键角为120°,故最多有6个碳原子共线,D项错误。
学会一种方法、一种思想
1.展开空间结构法:其他有机物可看作由甲烷、乙烯、苯、乙炔分子中的氢原子被其他原子或原子团取代后的产物,但这四种分子的空间结构基本不变。如
CH2=CHCl,可看作Cl原子取代了原来乙烯分子中氢原子的位置,故六个原子都在同一平面上。
【变式训练1】 下列叙述正确的是( )。
A.丙烷分子中3个碳原子一定在同一条直线上
B.甲苯分子中7个碳原子都在同一平面内
C.乙烷分子中碳原子和全部氢原子可能在同一平面内
D.2-丁烯(CH3—CH=CH—CH3)分子中4个碳原子可能在同一条直线上
答案:B
解析:烷烃分子中的碳原子采取sp3杂化,每个碳原子与所连4个原子构成四面体,乙烷分子中碳原子和全部氢原子不可能在同一平面内,丙烷分子中的3个碳原子呈锯齿形,不在同一条直线上,A、C项错误;苯环中的6个碳原子和6个氢原子一定共平面,甲苯分子中—CH3的碳原子占据了苯分子中1个氢原子的位置,所以甲苯分子中7个碳原子共平面,B项正确;2-丁烯分子中双键碳原子所连的2个碳原子相当于乙烯分子中双键碳原子所连的氢原子,在同一个平面内但不在同一直线上,D项错误。
探究任务2
有机物分子结构的表示方法
问题引领
1. 的结构简式可以写成(CH3)3C(CH2)2CH3吗
提示:可以。写结构简式时,同一个碳原子上的相同原子或原子团可以合并;
直接相邻的且相同的原子团亦可以合并。因此,
可以写成(CH3)3C(CH2)2CH3。
2.用键线式表示有机物结构时应注意哪些方面 请你写出
提示:用键线式表示有机物结构时应注意:(1)只能忽略C—H键,其余的化学键不能忽略;(2)必须表示出C=C、C≡C等官能团;(3)碳原子及连在碳原子上的氢原子不标注,其余原子必须标注(如含羟基、醛基和羧基中的氢原子);(4)写分子式时不能忘记端点的碳原子。
归纳提升
表示有机物组成和结构的化学用语。
种类 表示方法 实例
分子式 用元素符号表示物质的分子组成 CH4、C3H6
最简式 (实验式) 表示物质组成的各元素原子的最简整数比 乙烯的最简式为CH2, C6H12O6的最简式为CH2O
电子式 用“·”或“×”表示原子最外层电子的成键情况
典型例题
【例题2】 下列说法或表示方法正确的是( )。
A.丙烷分子的空间填充模型:
B.乙醚的分子式:C2H6O
C.乙酸的键线式:
D.丙烯的结构简式:CH2=C—CH3
答案:C
解析:本题在识别物质结构表示是否正确的同时,还要确定是否与所给物质一致。选项A是球棍模型;选项B是二甲醚或乙醇的分子式,乙醚的分子式为C4H10O;选项D丙烯的结构简式应为CH2=CH—CH3。
【变式训练2】 下列化学用语表述正确的是( )。
答案:A
课堂小结