化学有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构课件 2024-2025学年高一下人教版（2019）必修二

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

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——最简单的有机物燃

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？24+6l–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CCHHHHHHCCHHHHHHCC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CCCCCCCCCCCCCCC2、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CCCCCCCCCCCCCCCC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；2.有机化合物中碳原子的成键特点思考

有机化合物中每个碳原子能与其他原子形成4个共价键。下图中碳原子的其余共价键均与氢原子相连，写出各物质的分子式。C4H10C4H10C4H8C4H8C4H6C4H6C4H8C4H8C4H8(1)有机物中碳原子的成键方式碳原子间仅形成单键()的是

(填序号，下同)，碳原子间形成双键()的是

，碳原子间形成三键()的是

。

①②⑧⑨③④⑤⑥⑦多个碳原子之间结合成碳链的是

，结合成碳环(如：)的是

。有机物碳骨架为直链(如：)的是

，碳骨架为支链(如：)的是

。

(2)有机化合物的碳骨架①②③④⑤⑥⑦⑧⑨①③④⑥⑦②⑤结论：有机物的多样性(1)有机物分子可能只含有

碳原子，也可能含有

碳原子。(2)含有相同碳原子数的有机物分子，可能因为碳原子间

或________的不同而具有多种结构。一个或几个成千上万个成键方式碳骨架

1.判断正误(1)在有机化合物中，碳原子间只能形成单键(2)在有机化合物中，碳原子间所形成的骨架只能为直链状(3)有机化合物种类繁多的原因之一与碳原子间的成键方式及碳骨架不同有关(4)碳原子能与其他原子形成4个共价键，且碳原子之间也能相互成键应用体验×√×√

2.(2024·河南南阳高一月考)从原子成键情况分析，下列有机物中原子间的结合方式正确的是应用体验A. B.C.CH3CH2CH2Cl2 D.CH3—CH≡CH—CH3√

3.两种有机物的碳骨架如图所示。已知它们结构中的碳原子余下的价键均与氢原子结合，请写出分子式：棱晶烷

；立方烷

。

应用体验C6H6C8H8从棱晶烷和立方烷的碳骨架结构可看出，每个碳原子均与另外3个碳原子形成3个碳碳单键，故每个碳原子还剩余1个价键，即需要结合1个氢原子，则棱晶烷和立方烷的分子式分别是C6H6和C8H8。返回探究课堂【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、JB、E、FD、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、GH、JC、F、J探究课堂结构式电子式分子式甲烷分子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？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2.烷烃的结构思考

填空并回答问题。烷烃乙烷丙烷丁烷分子式____________C4H10结构式

_________________

结构简式__________________________________C2H6C3H8CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3书本62页(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。丁烷的结构式有两种；而产生这种现象的原因是由于碳原子排列不同造成的。正丁烷异丁烷CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3|CH3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234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。烷烃的结构烃:（碳氢化合物）只含有碳、氢两种元素的有机物。碳tàn氢qīng烃tīng烷烃的结构烷烃：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”，这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。链状烷烃的通式：CnH2n＋2(n≥1)。链状烷烃的相对分子质量通式：14n+2碳原子数大于2的直链烷烃呈锯齿状。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。单键可以转动。C的4根键连接4个原子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234结构式分子式C2H6C3H8C4H102.链状烷烃的通式：CnH2n+2(n≥1)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-CH3CH3CH3结构式结构简式结构简式把同一C上的H合并

省略C—H键两种写法均正确，其中右边的更常见探究课堂【例3】写出下列有机物的结构简式：

CH3CH2CH2CH3

CH3CH2CH3CH3CH3-CH-CH3或CH3CH(CH3)CH3如:十一烷CH3(CH2)9CH3支链或取代基用括号括起，连接在主链对应碳原子上；可用于长链重复结构的简写（非支链场景）。对于长链烷烃或重复单元（如多个

-CH₂-

），可用括号表示重复结构，此时括号外的下标表示重复次数。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烷烃的命名烷烃的习惯命名法(只能适用于构造比较简单的烷烃)①根据烷烃分子里所含碳原子数目来命名,碳原子数加“烷”字,就是简单的烷烃的命名,称为“某烷”；②碳原子数在10以内的，从1到10依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示；碳原子数在十以上的用汉字数字表示；如：C3H8叫丙烷，C17H36叫十七烷；碳原子数(n)及表示n≤1012345678910n>10用相应汉字数字，如C18H38命名为_____________甲乙丙丁戊己庚辛壬癸十八烷烷烃的命名烷烃的习惯命名法(只能适用于构造比较简单的烷烃)在(碳原子数)烷名前面加正、异、新等，分子式为C5H12的同分异构体有3种,写出它们的名称和结构简式：

A.正戊烷

B.异戊烷

C.新戊烷CH3CH2CH2CH2CH3分子结构中无支链分子结构中有一条支链分子主链上有两条支链③当碳原子数n相同结构不相同时，用正、异、新表示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CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH3CCH3CH3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？

1.判断正误(1)甲烷的分子式为CH4，碳原子和氢原子在同一平面内(2)正丁烷分子式为C4H10，4个碳原子在同一直线上(3)烷烃分子中碳和碳之间以单键相结合，剩余的价键都和氢原子相结合(4)相同碳原子数的有机物中，烷烃的含氢量最大(5)烷烃分子中所有的原子有可能共面应用体验×√×√×

2.(2024·甘肃天水高一期中)下列化学用语正确的是A.丙烷的空间填充模型为B.丙烷的结构简式为应用体验C.空间填充模型为

，既可以表示CH4分子，也可以表示CCl4分子D.CCl4的球棍模型：√

3.(2023·青岛高一月考)下列关于烷烃的叙述不正确的是A.甲烷是最简单的烷烃，是沼气、天然气的主要成分B.乙烷分子中只有碳碳单键和碳氢键C.分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃D.丙烷分子中碳原子不在一条直线上应用体验√分子通式为CnH2n+2的烃一定为烷烃。【例2】按要求填空。(1)下列属于链状烷烃的是________(填字母)。A．C2H4 B．C3H4C．C4H8 D．C5H12E．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________。(5)含碳质量分数最低的烷烃是______；和CO2密度相同的烷烃是______；碳、氢质量比为5∶1的烷烃是______。DFC8H18C4H1086CH4C3H8C5H12

应用体验

归纳总结有机物的表示方法种类实例含义分子式CH4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最简式乙烷(C2H6)的最简式为CH3①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子；②由最简式可求最简式量

归纳总结种类实例含义电子式

用小黑点等代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子结构式

①能反映物质的结构；②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间结构

归纳总结种类实例含义结构简式CH3CH3将结构式中碳碳单键、碳氢键等短线省略后得到的式子即为结构简式，它比结构式书写简单，比较常用，是结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团)键线式(正丁烷)省略碳、氢元素符号，用线段或折线表示分子中键的连接情况的式子

归纳总结种类实例含义球棍模型

小球表示原子，小棍表示价键，用于表示分子的空间结构(立体形状)空间填充模型

①用不同体积的小球表示不同大小的原子；②用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序返回第2课时第七章

第一节<<<同系物同分异构体

核心素养

发展目标1.了解同系物、同分异构体的概念，学会判断简单烷烃的同分异构体，建立同系物、同分异构体判断的思维模型。2.掌握简单烷烃同分异构体的书写方法，建立同分异构体书写的思维模型。

内容索引一、同系物同分异构体二、烷烃同分异构体的书写课时对点练随堂演练知识落实探究课堂CH3(CH2)9CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3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？1.同系物(1)概念：

相似，在分子组成上相差一个或若干个

原子团的化合物互称为同系物(相对分子质量相差14n)。(2)判断同系物的三个关键点①“同”：两种物质属于同

物质；②“似”：两种物质

相似；③“差”：两种物质在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。(3)实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。一、同系物同分异构体结构上CH2一类结构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。

①CH3CH3和CH3CH2CH3

。

②CH2==CH2和CH2==CH—CH2—CH3

。

③

和

。

思考1是是④

和

。

是否判断下列各组内的物质是否互为同系物(填“是”或“否”)。⑤

和CH2==CH2

。

否探究课堂2.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CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3׀CH3探究课堂名称熔点/0C沸点/0C相对密度正丁烷-138.4-0.50.5788异丁烷-159.6-11.70.557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：不一定相似同分异构体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相等，中子数不相等原子氕、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

请根据图中所示的结构，思考下列问题(填序号)。思考3与①互为同分异构体的是

。

②与③互为同分异构体的是

。

与⑥互为同分异构体的是

。

④⑤⑧⑨⑦

1.判断正误(1)只要是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物就一定互为同系物(2)同系物的化学性质一定相似，一定具有相同的通式(3)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互为同分异构体应用体验×√×

(4)互为同分异构体的有机物一定不互为同系物，互为同系物的化合物一定互为同分异构体(5)互为同分异构体的化合物，性质一定相同应用体验×(6)与

互为同分异构体××

2.(2024·成都高一段考)下列各组物质的相互关系描述正确的是A.H2、D2和T2互为同位素B.甲烷、乙烷、丙烷互为同分异构体C.金刚石、C60、石墨互为同素异形体D.CH2==CH2和CH2==CH—CH==CH2互为同系物应用体验√><二烷烃同分异构体的书写1.烃基烃分子失去1个氢原子后所剩余的部分叫做烃基，如—CH3叫甲基，—CH2—CH3叫乙基。二、烷烃同分异构体的书写如何寻找烷烃同分异构体的数目？【思考】下列哪些是属于同一碳链？(碳干分析法)CCCC－－－(1)(4)(6)(5)(3)(2)∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－∣C∣CCC－∣√√√C—C—C—C—C—CC—C—C—C—CCC—C—C—C—CCC—C—C—CCCC—C—C—CCC(1)排主链，主链由长到短(2)减一个碳变支链支链位置由心到边，但不到端。(3)减两个碳变支链（同、邻）对称碳不重排(4)补氢——看每个碳周围(满足4个键)差几个键就补几个氢CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3CH3—CH2—CH—CH2—CH3CH3CH3—CH—CH2—CH2—CH3CH3CH3—C—CH2—CH3CH3CH3CH3—CH—CH—CH3CH3CH3己烷有五种同分异构体注意：碳要少于剩余的碳、碳链不能变同分异构体书写：减碳法【思考】如何书写C6H14的同分异构体？2.书写示例以己烷(C6H14)的同分异构体的书写为例第一步，将分子中全部碳原子连成直链作为主链：C—C—C—C—C—C。第二步，从主链的一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链对称轴(虚线)一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种：第三步，从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上；或将这两个碳原子作为两个支链(即两个甲基)，先固定一个支链的位置，然后确定另一个支链的位置，此时碳骨架结构有两种：第四步，根据“碳四价”原则，补上氢原子，得到如下5种同分异构体：CH3CH2CH2CH2CH2CH3、

、

、

、

。3.书写方法总结(1)找出主链(最长的碳链)的对称轴，避免重复书写。主链由长到短；支链由整到散；位置由心到边；排布同、邻、间。(2)主链上的链端碳原子不能连接取代基，主链上的第二个碳原子不能连接乙基，以保证不改变主链，避免写出重复的结构。(3)书写时不能只写碳骨架，应满足碳原子4个价键的要求，添上相应数目的其他原子。同分异构体

同分异构体的判断——等效氢1、同一碳原子上氢原子是等效的，如CH42、同一碳原子上所连的甲基上的氢原子的是等效的如新戊烷3、处于对称位置上的氢原子的是等效的如2,2,3,3-四甲基丁烷CH3—C—C—CH3CH3CH3CH3CH3乙烷CH3—CH3同分异构体【实践活动6】判断等效氢种数CH3-CH2-CH3CH3CH3CH3–C–CH–CH3

CH3

1.(2024·北京西城高一下段考)下列结构简式可代表不同烷烃的种数有应用体验A.1种

B.2种

C.3种

D.4种√

2.下列物质的氢原子种类有4种的是A.CH3CH2CH3B.CH3CH2CH(CH3)CH2CH3C.(CH3)3CC(CH3)3D.CH3CH2CH(CH2CH3)2应用体验√返回探究课堂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׀Cl1、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(

)