7.1.1有机化合物中碳原子的成键特点 课件（34张ppt）【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高一化学必修二

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
1.定义：
含有碳元素的化合物为有机物。
（ 但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物。）
2.组成元素：
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
主要元素
其他元素
有机物
1.甲烷的组成与结构
分子式：
CH4
电子式：
H
H
H
C
H
结构式：
C
H
H
H
H
一、有机化合物中碳原子的成键特点
(1)碳原子的最外层有4个电子，可与其他原子形成4个共价键，而且碳碳原子之间也能相互形成共价键。
(2)碳原子与碳原子之间不仅可以形成单键，还可以形成双键或三键。
单键( )、双键( )、三键(—C≡C—)
2.有机化合物中碳原子的成键特点
一、有机化合物中碳原子的成键特点
(3)多个碳原子可以相互结合成碳链，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
环状结构
(4)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。
一、有机化合物中碳原子的成键特点
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 。
ACHJ
BEF
DG
(2)碳骨架为链状的有 ，为环状的有 ，含有支链的有 。
(3)以小球表示碳原子，小棍表示化学键，试画出3个碳原子相互结合的所有碳骨架的示意图： 。
ABCDEFG
HJ
CFJ
烃:
（碳氢化合物）
只含有碳、氢两种元素的有机物。
二、烷烃
(通式：CxHy)
碳
tàn
氢
qīng
烃
tīng
1.甲烷的立体结构
C
H
H
H
H
结构式
正四面体结构特点：甲烷分子是以碳为中心，四个氢原子为顶点的正四面体结构，其中C—H键的长度和强度相同，夹角相等。
球棍模型
空间充填模型
二、烷烃
【思考与交流】
(1)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
(2)与同学交流，比较大家写出的丁烷的结构式是否相同，思考产生这种现象的可能原因。
(3)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。
只含碳和氢两种元素，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”。
【思考与交流】
2.烷烃的结构
(1)概念：碳原子之间都以碳碳单键结合，剩余的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。——饱和链状烃
饱和碳原子：四个共价键分别连接4个原子。
二、烷烃
(2)烷烃结构、组成特征
①碳原子间都以C-C相连、其余都是C-H键；
②每个C原子都连有4个原子，都为饱和碳原子；
③除乙烷外，其余烷烃的碳链均为非直线型，呈锯齿状；
④单键可以转动；
⑤相同碳原子数的有机物分子里，链状烷烃的含氢量最大。
二、烷烃
(3)烷烃的习惯命名
碳原子数(n)及表示
n≤10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
烷
烷
烷
烷
烷
n＞10
己
庚
辛
壬
癸
相应汉字数字＋烷
二、烷烃
【练一练】
写出下列烷烃的名称
C
H
H
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
H
C
H
H
C
H
H
壬烷
十一烷
烷烃的分子通式:
CnH2n+2(n≥1)
【练习 】写出下列烷烃的分子式：
（1）含有20个碳原子的烷烃
（2）含有20个氢原子的烷烃
C20H42
C9H20
丙烷
乙烷
丁烷
结构式：
结构简式：
省略C—H键
把同一C上的H合并
省略横线上C—C键
CH3-CH3
CH3CH3
CH3-CH2-CH3
CH3CH2CH3
CH3-CH2-CH2-CH3
CH3CH2CH2CH3
C2H6
C3H8
C4H10
分子式：
定义：结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。
3.同系物
化学性质相似，物理性质不同
丙烷
乙烷
丁烷
C2H6
C3H8
C4H10
二、烷烃
同：
差：
同类物质，通式同，组成元素同
组成上相差n个CH2原子团
①碳原子数不同
②分子式不同
③相对分子质量相差14n
似：
结构相似（化学键类型相似）
3.同系物
二、烷烃
【练习】
下列物质中属于同系物的是_________。
① CH2=CH－CH3 ②CH4 ③CH3CH2CH3 ④CH3(CH2)5CH(CH3)CH3 ⑤
CH2—CH2
CH2—CH2
②③④
4.同分异构现象和同分异构体
(1)同分异构现象
化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构现象，叫做同分异构体现象。
(2)同分异构体
具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。
二、烷烃
正丁烷
异丁烷
三同
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
4.同分异构现象和同分异构体
二、烷烃
正戊烷
CH3CH2CH2CH2CH3
异戊烷
CH3CHCH2CH3
CH3
新戊烷
CH3
CH3CCH3
CH3
戊烷的同分异构体
以下是不是丁烷的同分异构体呢？
判断下列物质中属于同分异构体的有 。
①CH3—CH2—CH—CH3
CH3
②CH3CH2CH3
③CH3—CH—CH3
CH3
④CH3—CH2—CH2
CH3
⑥CH3—CH—CH3
CH2
CH3
CH—CH2
H3C
H3C
⑤
③和④
④和⑤
【练习】
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
(3) 同分异构体性质
物理性质：
支链越多，熔沸点越低，密度越小
化学性质：
不一定相同
4.同分异构现象和同分异构体
二、烷烃
正丁烷和异丁烷的某些物理性质
同分异构体的书写
书写方法：“碳链缩短法”
步骤：先写最长的碳链，然后逐个减少碳原子，把减少的碳原子作为支链连在主链上
可概括为“两注意，四句话”：
两注意：①选择最长的碳链为主链；②找出中心对称线。
四句话：①主链由长到短；②支链由整到散；③位置由心到边；④排布由对-邻-间。
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
结构相似，分子式相差1个或n个CH2原子团
【小结】
概念
内　涵
比较对象
实例
同位素
同素异形体
同系物
同分异构体
质子数等，中子数
不等，原子之间
原子
氕、氚
同一元素形成的不同单质
单质
O2、O3
结构相似，组成上差一个或n个CH2
有机物
C2H6、C4H10
相同分子式，不同结构的化合物
有机物
CH3(CH2)3CH3、
C(CH3)4
【小结】
1.下列分子只表示一种物质的是（ ）
A.C3H7Cl B.C3H8 C.C5H12 D.C4H10
B
【课堂练习】
2.已知碳原子可以成4个价键，氢原子可以成1个价键，氧原子可以成2个价键，下列分子式或结构简式书写正确的是（ ）
A. CH3 B. C2H6 C. D.
B
3.下列关于同系物的说法中错误的是（ ）
A.同系物具有相同的最简式
B.同系物能符合同一通式
C.同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个“CH2”原子团
D.同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化
A
【课堂练习】
4.下列关于CH4 和 的叙述 中正确的是（ ）
A.均能用组成通式CnH2n+2来表示
B.与所有烷烃互为同素异形体
C.因为它们结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同
D.通常情况下它们都是气态烷烃
A
【课堂练习】
5.下列有机物中和甲烷互为同系物的为_______(填序号，下同)，和CH2=CH2互为同系物的为_____，和
互为同分异构体的为______。
①CH3CH2CH3　② 　 ③CH2=CH—CH3
④ 　 ⑤ 　 ⑥
①②④
③⑥
③
【课堂练习】
有同分异构体的烷烃的命名：正、异、新
1.无支链称“正”某烷 如：
2.含 称“异”某烷
CH3—CH—
CH3
3.含 称“新”某烷
CH3—C—
CH3
CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3—CH—CH2
CH3