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人教版 高中化学 必修二
第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
网友眼中的有机化学
通过观察，你能否发现下述有机化合物在组成上有什么相同之处？
都含有C元素
什么是有机化合物？
任务一 有机化合物与有机化学
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
有机化合物
碳的氧化物(CO、CO2)，
碳酸及其盐(H2CO3、Na2CO3)
氢氰酸及其盐(HCN、NaCN)等
硫氰酸及其盐(HSCN、KSCN)
某些碳化物SiC、CaC2
氰酸盐(HCNO、NH4CNO)
有碳却不是有机物
尽管含有碳，但它们的组成和结构更像无机物，所以将它们看作无机物
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
主要元素
其他元素
组成元素：
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
烃（仅含碳氢两种元素）
烃的衍生物（除碳氢外还含有其他元素）
任务一 有机化合物与有机化学
1957年开始收录物质信息
1990年4月，收录第1000万种
2000年前后，收录第2000万种
2008年11月，收录第4000万种 (CAS#1073662-18-6)
2009年9月，收录第5000万种 (CAS#1181081-51-5)
2011年5月，中国科学院药物研究所发现的一种具有潜在治疗活性的化合物(CAS#1298016-92-8)被收录为第6000万种物质。
33年
9月余
2009年中国成为全球化学专利申请第一大国！
2012年CAS数据库涵盖化学专利63%来自亚洲！
2015年7月，收录第100000000种(CAS#1786400-23-4)
无机物大约不过百万，基本都是有机化合物，
why？
2012年11月24日，收录第7000万种(CAS#1411769-41-9)
2021年5月，收录第150000000种(CAS#2306877-20-1)
2024年2月，收录第250000000种(CAS#2627558-64-7)
任务二 有机化合物中碳原子的成键特点
碳元素位于元素周期表中：第二周期 ⅣA族
碳原子结构示意图
碳原子最外层有4个电子，不易得到或失去电子。碳原子通过共价键(共用电子对)与其他原子(H、O、N、P、S、Cl等)形成共价化合物。要通过共用4对电子对达到稳定结构，成共价键键数目为4(碳四价)。
注：原子成共价键数目（共用电子对数）
碳原子： ； 氢原子： ； 氧原子： ； 卤素原子： ；
4
1
2
1
1. 碳四价理论
任务二 有机化合物中碳原子的成键特点
用2个碳原子，氢原子数目任选，画出你认为合理的有机物（C2Hx），并说明理由。
搭建思路：先画出碳骨架，再按照 “碳四价”原则补充连接其他原子。
（氢原子成键数目：1）
2. 使用球棍模型搭建有机物
C
H
C
H
C
C
H
H
H
H
C
C
H
H
H
H
H
H
碳碳单键
碳碳双键
碳碳三键
任务二 有机化合物中碳原子的成键特点
链状碳骨架
环状碳骨架
用3个碳原子，以碳碳单键相连，画出你认为合理的有机物的碳骨架。给含3个碳原子的骨架补充氢原子（C3Hx）。
C3H8
C3H6
任务二 有机化合物中碳原子的成键特点
用4个碳原子，以碳碳单键相连，画出你认合理的有机物的碳骨架。给含4个碳原子的骨架补充氢原子（C4Hx）。
链状（直链）
链状（带支链）
环状
C4H10
C4H10
C4H8
C4H8
环状（带支链）
任务二 有机化合物中碳原子的成键特点
用4个碳原子，以碳碳单键相连，画出你认合理的有机物的碳骨架。给含4个碳原子的骨架补充氢原子（C4Hx）。
C4H10
C4H10
C4H8
C4H8
同分异构体：分子式相同，而结构不同的化合物互称同分异构体
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
同分异构现象的普遍存在，是有机物种类繁多的主要原因之一
任务二 有机化合物中碳原子的成键特点
3. 碳骨架的连接方式：
① 碳碳之间的结合方式有单键、双键、三键。
② 多个碳原子可以相互结合成直链或带支链的链状结构。
③ 多个碳原子还可以相互结合成环状结构(且可带支链)。
注：只有单键可以旋转
思考：以碳为骨架的有机物种类繁多的原因？
碳原子数目的多样性
成键类型的多样性
碳骨架的多样性
同分异构体
任务三 有机化合物的分类
饱和烃（烷烃）：碳原子间只以单键结合，剩余价键均被氢原子“饱和” 。
不饱和烃：碳原子的价键没有被氢原子“饱和”的烃。
烯烃：分子中含有碳碳双键的烃
炔烃：分子中含有碳碳三键的烃
芳香烃：分子中含有苯环的烃
烷烃：碳原子之间都以单键相结合，剩余价键均与氢原子结合
烃（碳氢化合物）：仅含碳和氢两种元素的有机化合物。
烃的衍生物：除含碳和氢两种元素外还含有其他元素(如O、Cl等)的有机化合物。
任务三 有机化合物的分类
烃
饱和烃(烷烃)
不饱和烃
烯烃
炔烃
芳香烃
乙烯
乙炔
苯
碳原子间成键方式
CH4
甲烷
CH3CH3
乙烷
环己烷
链状烷烃
环状烷烃
根据碳骨架分
异丁烷
CH3CHCH3
CH3
CH2=CH2
CH≡CH
根据根据碳原子间成键方式的不同分类
课堂练习
下列描述中正确的打“√”，错误的打“×”
(1)碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键(　　)
(2)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(　　)
(3)在有机化合物中，碳原子间所成的骨架只能为直链状(　　)
(4)在有机化合物中，碳原子间只能形成单键(　　)
(5)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(　　)
√
√
×
×
√
课堂练习
同一种物质
同分异构体
指出下列各组物质之间的关系：
O2与O3属于 ，
12C与14C属于 ，
同素异形体
同位素
与 属于 ，
与 属于 。
课堂练习
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、J
B、E、F
D、G
(2)碳骨架为链状的有_______________________，为环状的有_______，含有支链的有________。
(3)互为同分异构体的有____________________________________。
A、B、C、D、E、F、G
H、J
C、F、J
A与C
B与E、F、H、J
D与G

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