1、第一节第一节认识有机化合物认识有机化合物第七章有机化合物第七章有机化合物第第1 1课时有机化合物中碳原子的成键特课时有机化合物中碳原子的成键特点点烷烷烃的结烃的结构构素养目标1.1.结合碳原子的核外电子排布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征。了解有机化合物中碳原子的成键特征。初步认识有机物种类繁多的原因。提升宏观辨识与微观探析、证据推理初步认识有机物种类繁多的原因。提升宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等学科核心素养。与模型认知等学科核心素养。2.2.以甲烷的正四面体结构为基础以甲烷的正四面体结构为基础, ,认识烷烃的结构。了解简单烷烃的认识烷烃的结构。了解简单
2、烷烃的习惯命名法。习惯命名法。3.3.通过模型认识同系物和同分异构体的概念和实例通过模型认识同系物和同分异构体的概念和实例, ,学会简单同分异学会简单同分异构体的书写步骤和方法。提升证据推理与模型认知、科学探究与创新意构体的书写步骤和方法。提升证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等学科核心素养。识等学科核心素养。新知一新知一 甲甲烷的分子结构烷的分子结构【问题探究】【问题探究】1.从原子结构角度分析,有机物中原子成键有什么特点?提示 碳原子结构示意图为 ,其最外层有4个电子,不易失去电子,也不易得到电子,一般通过共价键与氢、氧、硫、氮、卤素等元素的原子相结合,而碳原子之间也可以形成多种共价键
3、。2.动手制作CH4、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的模型,其中哪些模型的空间结构是正四面体?CH2Cl2模型中,任意更换氢原子和氯原子的位置,并旋转模型,其结构是否一样?提示 CH4、CCl4是正四面体结构;一样。素养提升【深化拓展】【深化拓展】1.常见有机物结构的表示方法(以甲烷为例)表示方法含义分子式:CH4用元素符号和数字的组合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电子式:用“”或“”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子结构式:用短线来表示一对共用电子的图示:具有化学式所能表示的意义,能反映物质的结构;表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空
4、间结构表示方法含义球棍模型:小球表示原子,短棍表示共价键空间填充模型:用不同体积的小球表示不同大小的原子,用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序2.甲烷氯代物的结构特点(1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子或原子团替代,则新形成的分子结构仍为正四面体形,如CCl4。(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代,则新形成的分子结构仍为四面体形,但不属于正四面体形,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。(3)CH4的一元取代物、二元取代物、三元取代物、四元取代物均只有一种。【素能应用】【素能应用】例1 下列各图均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映其真实存在状况
5、() D规律方法(1)用短线“”表示1对共用电子的图式叫结构式,未成键电子省略不写,如HH、NN等。(2)甲烷分子中的4个CH极性键完全相同,由其分子结构示意图知,5个原子不在同一平面上,其中最多有3个原子在同一平面上。(3)甲烷分子的电子式和结构式均表示分子中原子的成键方式,但不能表示分子真实的空间结构;球棍模型和空间填充模型则能表示分子中原子间的连接方式、原子的相对大小及空间分布等。【变式设问】分析甲烷的分子结构,甲烷分子中处于同一平面的原子最多有几个?答案 3个。变式训练1下图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型图。下列说法正确的是()A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体
6、结构B.CH4、CCl4都是正四面体结构C.CH4和CCl4中的化学键完全相同D.CH4、CCl4的结构相同,性质也相同B新知二新知二 同同系物的定义和性质系物的定义和性质【问题探究】【问题探究】乙烷、丙烷、丁烷的球棍模型如下:1.CH4与C2H6互为同系物吗?提示 二者结构相似,分子组成上相差一个CH2,故互为同系物。提示 二者结构不相似,不互为同系物。 【深化拓展】【深化拓展】同系物判断的三个关键点(1)“同”互为同系物的物质必须属于同一类物质。(2)“似”结构相似,是指化学键类型相似,分子中各原子的结合方式相似。(3)“差”组成上相差n(n1)个CH2原子团。同系物分子一定具有不同的碳原
7、子数(或分子式)。同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。【素能应用】【素能应用】例2 下列说法错误的是()化学性质相似的有机物一定是同系物分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物一定是同系物若烷烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必定是同系物互为同系物的两种有机物的物理性质有差异,但化学性质相似A.B.只有C.只有D.只有D规律方法同系物判断的几个“一定”和“不一定”(1)同系物在分子组成上一定相差一个或若干个“CH2”原子团,但在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物不一定是同系物。(2)同系物一定具有同一通式,但具有同一通式的有机物不一定是同系物。(3)同系物的化学性
8、质一定相似,但化学性质相似的物质不一定是同系物。(4)同系物的相对分子质量一定不相同。变式训练2下列物质中属于同系物的是()CH3CH2ClCH2=CHClCH3CH2CH2ClCH2ClCH2ClCH3CH2CH2CH3CH3CH(CH3)2A.B.C.D.C新知三新知三 同同分异构体的判断与书写分异构体的判断与书写【问题探究】【问题探究】戊烷(C5H12)有三种不同结构,球棍模型如下:1.同分异构体的相对分子质量相同,那么,相对分子质量相同的物质一定是同分异构体吗?提示 不一定。物质的相对分子质量相同,但分子式不一定相同,如相对分子质量为28的物质有CO、N2、C2H4,它们不是同分异构体
9、。2.同分异构体中各元素的质量分数分别相等,则所含各元素的质量分数分别相等的物质一定是同分异构体吗?提示 二者分子式相同,碳原子与碳原子间的连接方式有所不同,分子结构不同,互为同分异构体;互为同分异构体的物质可能是不同类的物质,如题干所述两种物质,它们的化学性质不同。4.CH3CH2CH2CH3的一氯代物有哪几种? 【深化拓展】【深化拓展】1.快速判断同分异构体的方法(1)先比较有机物分子中的碳原子数,若碳原子数不同,则一定不是同分异构体;若碳原子数相同,再看其他原子,确定分子式是否相同。(2)若分子式相同,再比较结构,只有结构不同的有机物才可能互为同分异构体,注意烷烃中碳原子的四面体结构。2
10、.链状烷烃同分异构体的书写方法(1)书写规律可概括为主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排布由对到邻到间。先写出碳原子数最多的主链。再写出少一个碳原子的主链,另一个碳原子作为甲基连在主链某碳原子上。再写出少两个碳原子的主链,另两个碳原子作为乙基或两个甲基连在主链碳原子上,依次类推。(2)以C6H14为例(为了简便,只写碳骨架):将分子中全部碳原子连成一条直链。CCCCCC从主链的一端取下一个碳原子,依次连在主链,即得到多个带有甲基的同分异构体碳骨架。【微点拨】.主链上的链端碳原子不能连接取代基,主链上的第二个碳原子不能连接乙基,以保证不改变主链,避免写出重复的结构。.书写时不能只写碳骨架
11、,应满足碳原子的四个价键的要求,添上相应数目的原子。3.等效氢原子法判断元取代物的种类烷烃分子中等效氢原子的种数有多少,其一元取代物的种数就有多少,判断等效氢原子的方法有:(1)同一碳原子上所连的氢原子是等效的;【素能应用】【素能应用】 【变式设问】试写出分子式为C4H9Cl的有机化合物可能的结构简式。提示 CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、(CH3)2CHCH2Cl、(CH3)3CCl。1.(2021广东佛山南海区高一期末)有4种碳架结构如下的碳氢化合物,下列说法错误的是()A.a和d是同分异构体B.b的碳原子可能共平面C.a和c互为同系物D.b和c互为同系物素养巩固C2.(2021湖南五市十校高一期末)下列各组物质中,互为同分异构体的是()A.12C和13CB.金刚石和石墨C.NH4OCN和CO(NH2)2C3.下列说法中正确的一组是() D4.(2021福建漳州高一期末)选择合适的选项,将其序号填在横线上。同素异形体同位素同分异构体同系物同一种物质(2)有机化合物CH4和CH3CH2CH3互为。
