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第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
课时1 有机化合物中碳原子的成键特点
学习目标
1. 了解有机物中碳原子的成键特点、成键类型及方式。
2. 了解甲烷的组成、结构、烷烃的组成及结构。
3. 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。
2008年科学家统计人类已知的化合物有3700多万种，而有机物就超过了3000万种，目前有机物已经超过了1亿种
有机化合物这个名称怎么来的？
化学物质应该从组成、结构、性质和变化的角度来研究
含C元素的化合物
无机化合物：CO2、CO、H2CO3、碳酸盐、碳酸氢盐等
有机化合物：蛋白质、油脂、糖类、乙醇、乙酸、苯等
维勒（德国）
NH4CNO
CO(NH2)2
无机物
氰酸铵
有机物
尿素
======
从组成上看，有机物都含有C元素、大多数有机物含有C、H元素，有些还含有O、N、P、S、卤素等，可以看出组成有机物的元素种类很少，且碳在地壳中的含量也很低，但有机物的种类却非常多，这是为什么呢？
有机化合物的种类为什么如此繁多？
碳单质形成的同素异形体
碳原子成键特点
和碳原子结构特点
碳原子结构示意图
碳原子电子式
1、碳元素在周期表中的的位置
第二周期ⅣA族
碳四价原则
碳原子最外层4个电子，通常通过共价键与其他原子形成共价化合物，每个碳原子可以形成4个共价键，达到8电子稳定结构。
甲烷电子式
甲烷结构式
甲烷空间构型
下面是甲烷可能的空间构型，你认为哪一种模型最合理?
已知原子间形成共价键时，原子离得越远则斥力越小，结构越稳定。
正四棱锥
正四面体
平面正方形
请大家利用手中的小球和棍子拼接出甲烷的空间结构模型。
甲烷空间构型
分子结构示意图
空间填充模型
实验数据表明：甲烷分子中的5个原子不在同一平面上，其分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于顶点。碳原子和氢原子以单键连接，4个C-H的长度和强度相同，相互之间的夹角相等，均为109°28′。
109°28′
只含C、H元素的有机化合物叫做烃。甲烷是最简单的烃，当烃含2个或更多C原子时，C原子之间、C原子和H原子之间又可以怎样形成化学键呢？它们具有怎样的结构式和球棍模型呢？
1个C原子
2个C原子
3个C原子
4个C原子
......
根据碳四价原则，将2个碳原子连接起来，且碳原子剩余的价键均与氢原子结合，常常有以下结合方式：
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
碳原子间的连接方式
乙烷
乙烯
乙炔
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
碳碳单键
碳碳双键
碳碳三键
结构式
球棍模型
名称
【探究活动1】在乙烷，乙烯，乙炔的基础上，用3个C原子，剩余价键用H原子结合，拼接出你认为合理的烃。
碳原子间的连接方式
丙烯
C
C
H
H
H
H
C
H
H
丙炔
H
H
C
C
C
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
丙烷
C
C
H
H
H
H
H
H
C
H
H
环丙烷
C
C
C
H
H
H
H
H
H
乙烷
乙烯
乙炔
分子中碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢结合，使碳原子的化合价达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也叫烷烃。
乙烷
乙烯
乙炔
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
甲烷
丙烷
丙烯
丙炔
观察甲烷、乙烷和丙烷的结构，分析它们有什么共同点？
烷烃
烯烃
炔烃
乙烷C2H6
乙烯C2H4
乙炔C2H2
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
甲烷CH4
丙烷C3H8
丙烯C3H6
丙炔C3H4
同系物：结构相似，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。
同系物
同系物
观察下列化合物的结构和分子式，有什么异同点？
同系物
【探究活动2】在乙烷的结构中接入O原子，剩余价键用H原子结合，可以组成哪些可能的结构？
碳原子间的连接方式
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
乙醇 CH3CH2OH
H
H
H
H
H
H
O
乙醛 CH3CHO
H
H
H
=
O
H
O
H
H
H
H
H
H
甲醚 CH3OCH3
O
H
H
H
H
环氧乙烷 C2H4O
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象，具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
乙醇 C2H6O
H
H
H
H
H
H
O
乙醛 C2H4O
H
H
H
=
O
H
O
H
H
H
H
H
H
甲醚 C2H6O
O
H
H
H
H
环氧乙烷 C2H4O
同分异构体
同分异构体
观察下列化合物的分子式和结构，它们有什么异同？
碳原子的连接方式
【探究活动3】课本P61碳的骨架有哪些连接方式？
1、3个碳原子的结合方式

2、4个碳原子的结合方式
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
链状
环状
支链
支链
直链
直链
直链
直链
直链
直链
直链
直链
(1) 成键的个数
每个碳原子都可以和其他原子形成4个共价键（碳四价原则）
(2) 成键的类型
(3) 碳骨架形式
碳原子之间可构成链状（直链或支链）结构，还可构成环状结构。
碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键、三键或其它特殊的键。
有机化合物中碳原子成键特点
1.早期科学家认为CH2Cl2有两种同分异构体。其分子结构如下，请你判断此说法正确与否？
===
同一个物质
理解正四面体的空间结构
4.哪些是同系物，哪些是同分异构体？
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
同系物：A与E或F；B与G或H或I；C与J或K；D与L或M
同分异构体：B和D，E和F，GHILM，J和K
有机物种类繁多的原因
（1）碳原子间成键方式多样
① C原子之间， C原子和H、O、N、S、P及卤素等原子形成共价键。
③ 多个碳原子可以相互结合成链状（直链或支链），也可以结合成环状。
② C原子与其他原子之间的结合方式有单键、双键、三键或其它特殊的键。
（2）广泛存在的同分异构现象
谢谢指导

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