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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. 知道有机化合物是有空间结构的，了解有机物中碳原子的成键特点、成键类型及方式。
2.通过认识有机化合物中碳原子的成键特点，从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构。
重难点
学习目标
1. 化学键的定义和分类
2. 电子式、结构式的书写
复习回忆
历史资料
有机物是生命产生的物质基础，所有的生命体都含有机化合物。因此，早期科学家认为，有机化合物只能由动植物有机体内取得。
1828年，维勒偶然发现典型的无机化合物氰酸铵（NH4CNO）通过加热可以直接转变为动物排泄物——有机化合物尿素（NH2CONH2）
意义：从提取进入合成有机化合物的时代。
人类生产、生活中的有机化合物
食品：糖类、油脂、蛋白质等
药品：阿司匹林、扑尔敏、多酶片等
材料：塑料、纤维、橡胶等
能源：煤、石油、天然气等
葡萄糖
阿司匹林
顺丁橡胶
甲烷
什么是有机化合物？
有机化合物：从组成上看，含有碳元素的化合物，简称有机物。
CO 、CO2、H2CO3和碳酸盐、碳酸氢盐、氰化物等不是有机物。
除含碳元素之外，一般还含有H、O还可能含有N、S、P等元素。
有机物的共性
1. 大多数有机物难溶于水，易溶于汽油、洒精等有机溶剂；
2. 绝大多数有机物熔沸点低，加热时容易炭化、容易燃烧；
3. 大多数有机物是非电解质，不导电；
4. 有机化学反应比较复杂，速度较慢，并常有副反应发生。
为什么有机化合物如此繁多呢
它们的结构和性质具有哪些一般特点？
已知的3700多万种化合物中，有机化合物已超过3000万种（2008）；目前，有机化合物已达上亿种，而且新的有机化合物还在源源不断地被发现和被合成出来。
活动一
根据碳原子、氢原子的原子结构，写出它们的电子式，以及二者形成的最简单的有机物——甲烷的电子式、结构式。用球棍模型教具搭建出甲烷的结构模型。
球棍模型中，“球”表示原子，“棍”表示共价键。不同颜色的小球代表不同的原子。
在甲烷球棍模型基础上，保持碳原子的位置不变，通过替换氢原子，搭建更多含一个碳的有机化合物的球棍模型，并写出相应有机化合物分子的结构式。
成果展示
C
H
电子式
C
.
.
.
.
H
×
C
.
.
.
.
H
×
H
×
H
×
H
×
结构式
球棍模型
分子式
CH4
甲 烷
4个共价键
成果展示
一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯甲烷 甲醇
碳原子的成键特点
1.碳原子的成键数目和成键原子的多样性
碳原子不但可以和氢原子(H) 形成共价键，也可以和氯原子(Cl)、氧原子(O)、硫原子(S)、氮原子(N)等形成共价键。
成键原则：碳原子最终形成4个共价键。
使用模型研究物质结构
鲍林(L.C.Pauling，1901-1994)
美国化学家，曾获诺贝尔化学奖和诺贝尔和平奖
将微观的分子结构通过模型呈现出来，便于我们了解分子中原子的结合方式与空间位置关系，获取更多的结构信息。随着现代信息技术的发展，除了实物模型，还可以通过计算机对物质的结构进行模拟和计算。这是人们探索物质结构的重要方法，也是学习化学的直观工具。
选用2个碳原子和若干个氢原子，搭建出你认为合理的有机物，写出它们的结构式和分子式。观察碳原子间的成键方式。
活动二
成果展示
单键
双键
三键
碳原子的成键特点
2.碳原子间的成键方式
碳原子不仅能与其他原子形成共价键，多个碳原子之间也能形成多种共价键。
结构式
分子式
C2H6
C2H4
C2H2
选用3个碳原子和若干个氢原子，搭建出你认为合理的有机物，写出它们的结构式和分子式。观察碳原子间的连接方式。
活动三
成果展示
链状
环状
碳原子的成键特点
3.碳骨架的连接方式
多个碳原子之间可以结合成链状，也可以结合成环状
结构式
分子式
C3H8
C3H6
C3H6
C3H4
不稳定
环状
链状
C3H4
搭建下列几种碳骨架，写出他们的结构式和分子式，说说它们有什么不同。
活动四
支链
直链
碳原子的成键特点
4.碳骨架的连接方式
有机物碳骨架的链状可分为直链和支链两种。
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：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体
分子式均为C5H12
支链
直链
C4H10
C5H12
(1)碳原子所成价键多：有机化合物中，碳原子最外层有4个电子形成4个共价键，比氮、氧、氢或卤素原子所成价键都要多。
(2)成链原子及种类多而灵活：有机物分子中碳原子可以与一个或若干个碳原子成键，也可以和其他原子成键，数目不等。
(3)碳原子成键方式多样：含有多个碳原子的有机化合物，碳原子间成键方式较多，可以形成单键，也可以形成双键或三键。
(4)碳骨架多样：碳原子间所成骨架有多种，可以是直链，也可以成环，也可以带支链。
为什么有机化合物如此繁多呢
思考讨论
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。
成果展示
单键
双键
三键
成果展示
链状
环状
成果展示
直链
支链
1.下列有关有机化合物组成的叙述正确的是( )
A.有机物只含有碳、氢两种元素
B.一氧化碳、二氧化碳是含碳化合物，所以它们是有机化合物
C.人类已知的化合物中，种类最多的是含ⅣA族元素的化合物
D.有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法合成
C
解析
有机物除了含有碳元素外，还可能还有氢、氧、氮等其它元素
碳的氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐是无机物
有机物可以人工合成，如尿素等
2．关于有机物种类繁多的主要原因，下列叙述不正确的是(　　)
A．有机物的分子结构十分复杂
B．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
C．与有机物中碳原子的成键方式、连接方式不同有关
D．碳原子间形成的骨架均为链状
D
3.碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳原子的结合方式中错误的是(　　)
C
碳原子要形成4个共价键。
神奇的分子器件和分子机器
在发现碳原子成键特点之后，化学家根据人们的需求相继合成了许多结构有趣、功能神奇的有机化合物，这些有机化合物被称为分子器件或分子机器。
如图所示的是法国图卢兹材料设计和结构研究中心与德国柏林大学合作研制出的一个分子器件——分子轮。操纵者可以通过扫描隧道显微镜控制分子轮的转动。分子轮可以应用到复杂的分子机器(如分子纳米机器人)中，用于在人体细胞内清除病灶、充当药物运输载体等。
两个直径为 0.7 nm 的“ 车轮”(由三苯基甲基组成)，被固定在长为 0.6 nm 的轴上。分子轮置于铜基表面.
认识有机化合物 第1课时
成键方式
三键
成键数目
碳骨架的连接方式
碳原子的成键特点
4个共价键
单键
双键
链状
环状
直链
支链
课后实践活动：
用五个碳原子，氢原子数目任选，尽可能多地画出你认为合理的有机物的结构。
6 月 1 日
再 见

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