1、碳原子的成键特点烷烃的结构碳原子的成键特点烷烃的结构第七章第七章 有机化合物有机化合物第一节第一节 认识有机化合物认识有机化合物一一、有机化合物中碳原子的成键特点有机化合物中碳原子的成键特点3 3、碳原子结构特点碳原子结构特点碳原子原子结构示意图碳原子原子结构示意图 碳原子电子式碳原子电子式2 2、碳元素在周期表中的的位置、碳元素在周期表中的的位置第二周期第二周期A A族族甲烷的甲烷的分子式分子式为为CH4，写出其写出其电子式：电子式：_，结构式：，结构式：_，4 4、甲烷的分子的结构甲烷的分子的结构分子中分子中碳原子碳原子以最外层的以最外层的4 4个电子分别与个电子分别与4 4个氢原子电子形
2、成了个氢原子电子形成了4 4个个CH。1 1、有机化合物的概念、有机化合物的概念4 4价键原则价键原则( (1)1)碳原子间的成键方式多样碳原子间的成键方式多样碳原子不仅能与其他原子形成共价键，而且碳原子之间也能形成共价键碳原子不仅能与其他原子形成共价键，而且碳原子之间也能形成共价键。可以可以形成单键形成单键( )( )、双键、双键( ( ) )、三键、三键( ( C CC C ) )。5、有机化合物中碳原子的成键有机化合物中碳原子的成键特点特点(2)(2)有机物碳骨架基本类型有机物碳骨架基本类型多个碳原子之间可以结合多个碳原子之间可以结合成成_，也可以结合也可以结合成成_，有机物碳骨架有机物
3、碳骨架的链状又的链状又分为分为_链和链和_链链两种。如下图：两种。如下图：碳链碳链碳环碳环直直支支直链直链支链支链环状结构环状结构(3)(3)组成有机物的碳原子数目灵活组成有机物的碳原子数目灵活有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。子。( (1)1)碳原子所成价键多：有机化合物中，碳原子最外层有碳原子所成价键多：有机化合物中，碳原子最外层有4 4个单电子，可个单电子，可以形成以形成4 4个共价键，比氮、氧、氢或卤素原子所成价键都要多。个共价键，比氮、氧、氢或卤素原子所成价键都要多。(2)(2)碳原子成键方
4、式多样：含有多个碳原子的有机化合物，碳原子间成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。键方式较多，可以形成单键，也可以形成双键或三键。(3)(3)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，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。也可以带支链。(4)(4)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。个碳原子成键，也可以和其他原子成键，数目不等。为什么为什么有机物种
5、类繁多有机物种类繁多？ 目前，人们在自然界发现和人工合成的物质已超过目前，人们在自然界发现和人工合成的物质已超过1 1亿种，其中绝大多亿种，其中绝大多数是有机化合物，而且新的有机化合物仍在源源不断地被发现或合成出来。数是有机化合物，而且新的有机化合物仍在源源不断地被发现或合成出来。思考与讨论思考与讨论(1)(1)根据碳原子的根据碳原子的4 4价键原则价键原则, ,可将下图中碳原子的价键用氢原子可将下图中碳原子的价键用氢原子补齐补齐, ,试在各模型下面的横线上写出各物质的分子式。试在各模型下面的横线上写出各物质的分子式。(2)(2)根据根据(1)(1)中各物质的分子式中各物质的分子式, ,用序号
6、填空。用序号填空。分子式相同的物质有分子式相同的物质有: :和和; ;和和、; ;和和。(1)甲烷的结构特点甲烷的结构特点甲烷分子中甲烷分子中5个原子不在同一平面上，而是个原子不在同一平面上，而是形成形成_的的空间结构，空间结构，碳原子位于正四面体碳原子位于正四面体的的_，4个氢原子位于个氢原子位于4个个_，分子中的分子中的4个个CH的长度和的长度和强度强度_，相互之间的相互之间的夹角夹角_，分子结构示意图：分子结构示意图： ，球棍模型为球棍模型为 ，空间充填模型，空间充填模型为为 。二、二、烷烃烷烃1、烷烃的烷烃的结构结构正四面体正四面体中心中心顶点顶点相同相同相等相等【微【微思考思考1】如
7、果甲烷中的一个氢原子被氯原子替换如果甲烷中的一个氢原子被氯原子替换,形成的形成的有机化合物有机化合物 CH3Cl分子还是正四面体结构吗分子还是正四面体结构吗?有机化合物有机化合物乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷分子中碳原子数分子中碳原子数234结构式结构式分子式分子式结构简式结构简式 乙烷、丙烷、丁烷的分子组成与结构乙烷、丙烷、丁烷的分子组成与结构C2H6C3H8C4H10 CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3结构简式的书写：结构简式的书写：【微【微思考思考2】结合上表信息，总结这类有机化合物的组成和分子结构特点？结合上表信息，总结这类有机化合物的组成和分子结构特点？a a. .单键
8、：碳原子之间都单键：碳原子之间都以以_结合结合。b.b.饱和：碳原子剩余价键全部饱和：碳原子剩余价键全部跟跟_结合结合。c.c.结构：每个碳原子都与其他原子结构：每个碳原子都与其他原子形成形成_结构。结构。结构特点结构特点: :(3)(3)烷烃烷烃的组成和的组成和结构特点结构特点单键单键氢原子氢原子四面体四面体组成特点组成特点:只有碳氢元素只有碳氢元素仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。碳氢烃烷烃概念：烷烃概念：分子中只分子中只含有含有碳碳和和氢氢两种两种元素，分子中的碳原子之间都元素，分子中的碳原子之间都以以单键单键
9、结合结合，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，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到“饱和饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为称为烷烃烷烃。问问1 1：观察思考上图中哪些是饱和烃？：观察思考上图中哪些是饱和烃？( (烷烃烷烃) )饱和烃饱和烃饱和链烃饱和链烃饱和环烃饱和环烃环状烷烃环状烷烃问问2 2：观察思考上图中哪些是烷烃？：观察思考上图中哪些是烷烃？链状烷烃链状烷烃链链状烷烃通式状烷烃通式：_。CnH2n2(n1)注意：注意：烷烃烷烃中碳原子间结合成链状，链状不是中碳原子间结合成链状，链状不是“直线状直线状”
10、，而是呈锯齿状，而是呈锯齿状，链上也可以分出支链链上也可以分出支链。链链状状烷烃烷烃的的习惯命名法：a.a.以以烷烃分子中碳原子数命烷烃分子中碳原子数命名名, ,碳原子数碳原子数( (n n) )及表示如下及表示如下: :b.b.碳碳原子数原子数n n相同、结构不同时相同、结构不同时, ,可用正、异、新命名区分。可用正、异、新命名区分。如：十一烷、一百烷。如：十一烷、一百烷。环环状烷烃状烷烃的的通式通式呢？呢？_。CnH2n(n3)三、同系物同分异构体三、同系物同分异构体乙烷1 1、同系物同系物( (1)1)概念概念：结构结构相似相似，在分子组成上相差一个或若干，在分子组成上相差一个或若干个个
11、CH2原子团原子团的化合物。的化合物。如何判断是否属于同系物？如何判断是否属于同系物？(2)(2)规律规律：同系物随着碳原子数增加，分子间作用力增大，其熔沸点逐渐升高。同系物随着碳原子数增加，分子间作用力增大，其熔沸点逐渐升高。同系物之间的化学性质相似。同系物之间的化学性质相似。不同碳原子数的链状烷烃互为同系物。不同碳原子数的链状烷烃互为同系物。问问1 1：同系物的分子式通式相同吗？：同系物的分子式通式相同吗？问问2 2：通式相同的属于同系物吗？：通式相同的属于同系物吗？练习练习1、下列各组物质中，属于同系物的是下列各组物质中，属于同系物的是( )66C H AB C D2 2、下列下列说法错
12、误的是说法错误的是( )( )化学性质相似的有机物是同系物化学性质相似的有机物是同系物 分子组成上相差一个或若干个分子组成上相差一个或若干个CHCH2 2原子团的有机物是同系物原子团的有机物是同系物 若有机物中碳、氢元素的质量分数相同，则若有机物中碳、氢元素的质量分数相同，则它们必定是同系物它们必定是同系物 若两种有机物的相对分子质量相差若两种有机物的相对分子质量相差14n(n14n(n为正整数为正整数) )，则必为同系物则必为同系物A AB B只有只有C C只有只有D D只有只有BA写出戊烷的分子式、结构简式及命名：写出戊烷的分子式、结构简式及命名：分子式：分子式：C5H12名称：名称：正戊
13、烷正戊烷名称：名称：异戊烷异戊烷CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH2 2HH3 3C CCHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH2 2CH3(CH2)3CH3CHCH3 3CHCH3 3CHCHCHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCHCHCH3 3CHCH3 3名称名称：新戊烷：新戊烷同分异构现象同分异构现象同分异构体同分异构体2、同分异构体同分异构体(1)概念概念同分异构现象：化合物具有相同同分异构现象：化合物具有相同的的_，但具有但具有不同不同_的的现象现象
14、。分子式分子式结构结构同分异构体：具有同分异构现象的化合物同分异构体：具有同分异构现象的化合物。(2)同分异构体同分异构体种种数数随着碳原子数的增加随着碳原子数的增加,烷烃的同分异构体的种数也就烷烃的同分异构体的种数也就越多越多。甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体。丁烷有甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体。丁烷有2种种,戊烷有戊烷有3种种,己烷有己烷有5种。种。(3)性质性质同分异构体同分异构体之间之间的的性质有差异，如正丁烷和异丁烷的熔性质有差异，如正丁烷和异丁烷的熔沸点沸点不不相同相同。支链越支链越多多，熔熔沸点越低。沸点越低。同分异构现象的广泛存在也是有机物种类繁多的重要原因之一同分异构现象的广泛存
15、在也是有机物种类繁多的重要原因之一(4)烷烃烷烃同分异构体的书写同分异构体的书写主链由长到短，支链由整到主链由长到短，支链由整到散散，位置位置由心到由心到边边。方法：方法：步骤：步骤：( (以书写以书写C C5 5H H1212同分异构体为例同分异构体为例) )将将分子中全部碳原子连成直链作为主链分子中全部碳原子连成直链作为主链。CCCCCCCCCC从从主链一端取下一个碳原子作为支链主链一端取下一个碳原子作为支链( (即甲基即甲基) )，依次依次连连在主链中心对称线在主链中心对称线( (虚线虚线) )一侧的各个碳原子一侧的各个碳原子上。上。从从主链上取下两个碳原子作为一个支链主链上取下两个碳原
16、子作为一个支链( (即乙基即乙基) )或两个支链或两个支链( (即即2 2个甲个甲基基) )依次连在主链中心对称线一侧或两侧的各个碳原子依次连在主链中心对称线一侧或两侧的各个碳原子上。上。注意：注意：甲基不能连在第一个碳上，乙基不能连在第二个碳上。以此类推。甲基不能连在第一个碳上，乙基不能连在第二个碳上。以此类推。练习：书写己烷的同分异构体练习：书写己烷的同分异构体(1)(1)在有机物分子中在有机物分子中, ,碳原子之间可以相互成键碳原子之间可以相互成键, ,也可以与其他元素的原子形成也可以与其他元素的原子形成共价键。共价键。 ( () )(2)(2)烷烃分子结构中均为单键。烷烃分子结构中均为
17、单键。( () )( (3)3)甲烷的结构式甲烷的结构式为为 , ,空间构型为正方形。空间构型为正方形。( () )(4)(4)烷烃的所有原子一定不在同一平面上。烷烃的所有原子一定不在同一平面上。( () )(5)(5)分子组成符合通式分子组成符合通式C Cn nH H2 2n n+2+2( (n n为正整数为正整数) )的碳氢化合物不一定是烷烃。的碳氢化合物不一定是烷烃。( ( ) )( (6)6)正丁烷与异丁烷互为同系物正丁烷与异丁烷互为同系物, ,性质完全相同。性质完全相同。 ( () ) ( (7)CH7)CH2 2=CH=CH2 2与与 互为同系物。互为同系物。(8)CH(8)CH3
18、 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3与与 互为同分异构体。互为同分异构体。练习练习1.1.判断判断正误正误( (正确的打正确的打“”“”，错误的打，错误的打“”) )。A.CH4、CCl4和和CH3Cl都是正四面体结构都是正四面体结构B.三种物质所含的化学键都是极性键三种物质所含的化学键都是极性键C.三种物质的熔沸点最高的是四氯化碳三种物质的熔沸点最高的是四氯化碳D.甲烷是含氢量最高的有机物甲烷是含氢量最高的有机物2.2.下图是下图是CHCH4 4、CClCCl4 4和和CHCH3 3ClCl分子的球棍模型图，下列说法正确的是分子的球棍模型图，下列说法正确的是 3.下列
19、下列有关同系物、同分异构体的说法正确的是有关同系物、同分异构体的说法正确的是( )A分子组成相差一个或多个分子组成相差一个或多个CH2原子团的物质互为同系物原子团的物质互为同系物B结构不同，相对分子质量相同的物质一定是同分异构体结构不同，相对分子质量相同的物质一定是同分异构体C同系物的化学性质相似，同分异构体的化学性质一定不相似同系物的化学性质相似，同分异构体的化学性质一定不相似D正丁烷与甲烷互为同系物正丁烷与甲烷互为同系物4.4.有有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.16g/L1.16g/L，则关于，则关于此混合物组成的说法正确的是（）此
20、混合物组成的说法正确的是（）A A一定有甲烷一定有甲烷 B B一定有乙烷一定有乙烷C C可能是甲烷和戊烷的混合物可能是甲烷和戊烷的混合物D D可能是乙烷和丙烷的混合物可能是乙烷和丙烷的混合物5.某些有机化合物的模型如图所示。某些有机化合物的模型如图所示。回答下列问题：回答下列问题：(1)属于空间充填模型的是属于空间充填模型的是_。(2)表示同一种有机化合物的是表示同一种有机化合物的是_。(3)存在同分异构体的是存在同分异构体的是_，写出其同分异构体的结构简式：，写出其同分异构体的结构简式：_。(4)含碳量最低的是含碳量最低的是_，含氢量最低的分子中氢元素的质量分数是，含氢量最低的分子中氢元素的质量分数是_。
