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第一课时 碳原子的成键特点 烷烃的结构
第七章　有机化合物
第一节　认识有机化合物
素养要求
1.结合碳原子的核外电子排布，了解有机化合物中碳原子的成键特点，初步认识有机物种类繁多的原因。
2.以甲烷的分子结构为基础，认识烷烃的结构，了解简单烷烃的习惯命名法、同系物、同分异构体。
整章介绍
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极广。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。
与无机化合物相比，有机化合物的组成元素并不复杂但化合物数量众多，性质各异。对有机化合物的研究，需要在了解碳原子成键规律的基础上，认识有机化合物的分子结构，以及决定其分类与性质的特征基团，进而认识有机化学反应，实现有机化合物之间的转化，合成新的物质。
整章内容介绍
1、认识有机物
2、乙烯与有机高分子材料
3、乙醇与乙酸
4、基本营养物质
【历史回顾】
随着科技的进步，很多有机物可以通过人工合成得到。早期发现的有机物都是从生命体内分离出来的。
食品：糖类、油脂、蛋白质……
药物：阿司匹林、布洛芬……
材料：塑料、橡胶、纤维……
能源：煤、石油、天然气……
有机化合物
目前，人们在自然界发现和人工合成的物质已经超过一亿种，这其中绝大多数都是有机物，而且新的有机化合物还在源源不断的被发现和被合成出来，有机化合物为什么如此繁多呢？
1
有机化合物中碳原子的成键特点
1.有机物的认识：
含有碳元素的化合物为有机物。
（但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、氰化物、碳的金属化合物等 因组成和性质与无机物相似，看作无机物。）
仅含碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃。
eg：烷烃（甲烷是最简单的烃）、乙烯等
烃：
2.有机物
的分类：
烃的衍生物：
烃的衍生物是指通过替换烃分子中的氢原子而形成的有机化合物。
eg：卤代烃、乙醇、乙酸、糖、脂肪、蛋白质等
任务一 有机化合物中碳原子的成键特点
西电东送、西气东输、
青藏铁路、南水北调
“西气东输”就是将新疆等地的天然气通过管道运输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。
西部大开发四大工程：
甲烷
任务一 有机化合物中碳原子的成键特点
任务一 有机化合物中碳原子的成键特点
3.甲烷中碳原子的成键特点
电子式
结构式
CH4
CH4
分子式
结构简式
CH4
实验式
甲烷分子中，碳原子以最外层的4个电子分别与4个氢原子的电子形成了4个C—H共价键。
拓展
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CH3 ①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
电子式 用小黑点等记号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子
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
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
拓展
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
拓展
任务一 有机化合物中碳原子的成键特点
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。
4.有机物中碳原子的成键特点
C4H10
C4H10
C4H8
C4H8
C4H8
C4H6
C4H6
C4H8
C4H8
任务一 有机化合物中碳原子的成键特点
(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(—C≡C—)
的是_______。
①②⑧⑨
③④⑤
⑥⑦
任务一 有机化合物中碳原子的成键特点
有机物碳骨架为直链(如： )的是____________，碳骨架为支
链(如： )的是_______。
①③④⑥⑦
②⑤
(2)有机物的碳骨架
多个碳原子之间结合成碳链的是_________________，结合成碳环(如： )
的是______。
①②③④⑤⑥⑦
⑧⑨
任务一 有机化合物中碳原子的成键特点
结论：有机物的多样性
一个或几个碳原子
成千上万个碳原子
构成碳链
构成碳环
碳骨架不同
碳原子成键方式
典例分析
【例1】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错误的是（ ）
C
任务一 有机化合物中碳原子的成键特点
2
烷 烃 的 结 构
任务二 烷烃的结构
1.甲烷的结构
甲烷的空间结构为正四面体形，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。分子中的4个C—H的长度和强度相同，相互之间的夹角相等。
特别提醒　①球棍模型反映各原子的相对大小和空间位置，小棍代表化学键；
②空间填充模型可以反映分子的实际状态。
球棍模型
空间填充模型
键角
109°28′
分子结构示意图
任务二 烷烃的结构
烷烃 乙烷 丙烷 丁烷
分子式
结构式
结构简式
2.烷烃的结构
【问题1】填空并回答问题。
C2H6
CH3CH3
CH3CH2CH3
C4H10
C3H8
CH3CH2CH2CH3
任务二 烷烃的结构
②结合分子结构模型，总结这类有机物的组成和分子结构特点。
乙烷
丙烷
丁烷
碳原子之间都以单键相连，碳原子的其余价键均与氢原子相连，且碳原子呈锯齿状排列。
①结合乙烷、丙烷、丁烷的分子式和结构式，归纳这类有机物分子式的通式。
CnH2n＋2(n≥1)
任务二 烷烃的结构
(1)烷烃
烷烃(饱和烃)：只含有碳和氢两种元素，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”。
(2)烷烃的习惯命名(n：碳原子个数)
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
n＞10 C的4根键连接4个原子
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
用汉字数字，如C11H24：十一烷
任务二 烷烃的结构
由思考1中乙烷、丙烷、丁烷的结构式分析，这些 相似，在分子组成上相差一个或若干个 的化合物互称为同系物。
烷烃 乙烷 丙烷 丁烷
分子式
结构式
球棍模型
C2H6
C4H10
C3H8
结构
CH2原子团
3.同系物
任务二 烷烃的结构
4.同分异构体
【动动手】结合烷烃的组成和结构特点，搭建C4H10的球棍模型，书写丁烷(C4H10)的结构式、结构简式和键线式(用键线来表示碳架，省略碳氢原子)。
CH3CH2CH2CH3
任务二 烷烃的结构
(1)同分异构体
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。
具有同分异构现象的化合物
同分异构现象
同分异构体
(2)同分异构体的性质
结构
性质
化学性质和物理性质均有一定的差异，如正丁烷和异丁烷的熔沸点不同
任务二 烷烃的结构
【例2】戊烷(C5H12)有3种同分异构体，它们的结构式为
H3C—CH2—CH2—CH2—CH3(正戊烷)
(异戊烷)
(新戊烷)
典例分析
任务二 烷烃的结构
② 与 是不是同分异构体？
【例3】通过拼插分子结构模型回答下列问题：
　不是
① 与 是不是同分异构体？
不是
典例分析
典例剖析
(1)分子组成上满足CnH2n＋2的有机物都是链状烷烃(　　)
(2)烷烃分子中所有的原子有可能共面(　　)
(3)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
(　　)
(4)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(　　)
(5)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(　　)
√
×
×
×
×
小组小结
1.结合碳原子的核外电子排布，了解有机化合物中碳原子的成键特点，初步认识有机物种类繁多的原因。
2.以甲烷的分子结构为基础，认识烷烃的结构，了解简单烷烃的习惯命名法、同系物、同分异构体。
当 堂 练 习
3
任务三 限时训练
1.(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.烷烃一定是饱和烃,饱和烃不一定是烷烃
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
C
任务三 限时训练
2.(2023·郑州高一检测)下列说法正确的是（ ）
A.烷烃不全是饱和烃
B.C20H42一定属于烷烃
C.乙烷分子中的两个C原子共线,而C、H八个原子共面
D.C3H8分子中的三个碳原子可能共线,但所有的原子不可能共面
B
任务三 限时训练
3.(2023·西安高一检测)下列有关化学用语或模型正确的是（ ）
A.中子数为10的氧原子：
B.Mg2＋的离子结构示意图：
C.甲烷分子的空间填充模型：
D.丙烷的分子式：CH3CH2CH3
C
任务三 限时训练
①上述甲烷的表示方法中,最能反映其真实结构的是 (填字母,下同)。
a.Ⅰ b.Ⅱ c.Ⅲ d.Ⅳ
4.(2022·济南高一月考)(1)如图Ⅰ～Ⅳ均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题：
d
任务三 限时训练
(2)烷烃分子中的1个碳原子与1个氢原子结合的方式是 。
a.形成4个共用电子对 b.通过1个共价键
c.通过2个共价键 d.通过离子键和共价键
b
②下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构的是 。
a.CH3Cl只代表一种物质 b.CH2Cl2只代表一种物质
c.CHCl3只代表一种物质 d.CCl4只代表一种物质
b

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