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第七章 有機化合物
第一節 認識有機化合物
課時1 有機化合物中碳原子的成鍵特點
學習目標
1. 了解有機物中碳原子的成鍵特點、成鍵類型及方式。
2. 了解甲烷的組成、結構、烷烴的組成及結構。
3. 了解同系物、同分異構體的概念，學會判斷簡單烷烴的同分異構體，建立同系物、同分異構體判斷的思維模型。
2008年科學家統計人類已知的化合物有3700多萬種，而有機物就超過了3000萬種，目前有機物已經超過了1億種
有機化合物這個名稱怎么來的？
化學物質應該從組成、結構、性質和變化的角度來研究
含C元素的化合物
無機化合物：CO2、CO、H2CO3、碳酸鹽、碳酸氫鹽等
有機化合物：蛋白質、油脂、糖類、乙醇、乙酸、苯等
維勒（德國）
NH4CNO
CO(NH2)2
無機物
氰酸銨
有機物
尿素
======
從組成上看，有機物都含有C元素、大多數有機物含有C、H元素，有些還含有O、N、P、S、鹵素等，可以看出組成有機物的元素種類很少，且碳在地殼中的含量也很低，但有機物的種類卻非常多，這是為什么呢？
有機化合物的種類為什么如此繁多？
碳單質形成的同素異形體
碳原子成鍵特點
和碳原子結構特點
碳原子結構示意圖
碳原子電子式
1、碳元素在周期表中的的位置
第二周期ⅣA族
碳四價原則
碳原子最外層4個電子，通常通過共價鍵與其他原子形成共價化合物，每個碳原子可以形成4個共價鍵，達到8電子穩定結構。
甲烷電子式
甲烷結構式
甲烷空間構型
下面是甲烷可能的空間構型，你認為哪一種模型最合理?
已知原子間形成共價鍵時，原子離得越遠則斥力越小，結構越穩定。
正四棱錐
正四面體
平面正方形
請大家利用手中的小球和棍子拼接出甲烷的空間結構模型。
甲烷空間構型
分子結構示意圖
空間填充模型
實驗數據表明：甲烷分子中的5個原子不在同一平面上，其分子的結構是正四面體結構，碳原子位于正四面體的中心，4個氫原子分別位于頂點。碳原子和氫原子以單鍵連接，4個C-H的長度和強度相同，相互之間的夾角相等，均為109°28′。
109°28′
只含C、H元素的有機化合物叫做烴。甲烷是最簡單的烴，當烴含2個或更多C原子時，C原子之間、C原子和H原子之間又可以怎樣形成化學鍵呢？它們具有怎樣的結構式和球棍模型呢？
1個C原子
2個C原子
3個C原子
4個C原子
......
根據碳四價原則，將2個碳原子連接起來，且碳原子剩余的價鍵均與氫原子結合，常常有以下結合方式：
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
碳原子間的連接方式
乙烷
乙烯
乙炔
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
碳碳單鍵
碳碳雙鍵
碳碳三鍵
結構式
球棍模型
名稱
【探究活動1】在乙烷，乙烯，乙炔的基礎上，用3個C原子，剩余價鍵用H原子結合，拼接出你認為合理的烴。
碳原子間的連接方式
丙烯
C
C
H
H
H
H
C
H
H
丙炔
H
H
C
C
C
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
丙烷
C
C
H
H
H
H
H
H
C
H
H
環丙烷
C
C
C
H
H
H
H
H
H
乙烷
乙烯
乙炔
分子中碳原子之間都以單鍵結合，碳原子的剩余價鍵均與氫結合，使碳原子的化合價達到“飽和”。這樣的一類有機化合物稱為飽和烴，也叫烷烴。
乙烷
乙烯
乙炔
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
甲烷
丙烷
丙烯
丙炔
觀察甲烷、乙烷和丙烷的結構，分析它們有什么共同點？
烷烴
烯烴
炔烴
乙烷C2H6
乙烯C2H4
乙炔C2H2
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
甲烷CH4
丙烷C3H8
丙烯C3H6
丙炔C3H4
同系物：結構相似，分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物互稱為同系物。
同系物
同系物
觀察下列化合物的結構和分子式，有什么異同點？
同系物
【探究活動2】在乙烷的結構中接入O原子，剩余價鍵用H原子結合，可以組成哪些可能的結構？
碳原子間的連接方式
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
乙醇 CH3CH2OH
H
H
H
H
H
H
O
乙醛 CH3CHO
H
H
H
=
O
H
O
H
H
H
H
H
H
甲醚 CH3OCH3
O
H
H
H
H
環氧乙烷 C2H4O
化合物具有相同的分子式，但具有不同結構的現象稱為同分異構現象，具有同分異構現象的化合物互稱為同分異構體。
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
乙醇 C2H6O
H
H
H
H
H
H
O
乙醛 C2H4O
H
H
H
=
O
H
O
H
H
H
H
H
H
甲醚 C2H6O
O
H
H
H
H
環氧乙烷 C2H4O
同分異構體
同分異構體
觀察下列化合物的分子式和結構，它們有什么異同？
碳原子的連接方式
【探究活動3】課本P61碳的骨架有哪些連接方式？
1、3個碳原子的結合方式

2、4個碳原子的結合方式
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
鏈狀
環狀
支鏈
支鏈
直鏈
直鏈
直鏈
直鏈
直鏈
直鏈
直鏈
直鏈
(1) 成鍵的個數
每個碳原子都可以和其他原子形成4個共價鍵（碳四價原則）
(2) 成鍵的類型
(3) 碳骨架形式
碳原子之間可構成鏈狀（直鏈或支鏈）結構，還可構成環狀結構。
碳原子與碳原子之間可以形成單鍵、雙鍵、三鍵或其它特殊的鍵。
有機化合物中碳原子成鍵特點
1.早期科學家認為CH2Cl2有兩種同分異構體。其分子結構如下，請你判斷此說法正確與否？
===
同一個物質
理解正四面體的空間結構
4.哪些是同系物，哪些是同分異構體？
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
同系物：A與E或F；B與G或H或I；C與J或K；D與L或M
同分異構體：B和D，E和F，GHILM，J和K
有機物種類繁多的原因
（1）碳原子間成鍵方式多樣
① C原子之間， C原子和H、O、N、S、P及鹵素等原子形成共價鍵。
③ 多個碳原子可以相互結合成鏈狀（直鏈或支鏈），也可以結合成環狀。
② C原子與其他原子之間的結合方式有單鍵、雙鍵、三鍵或其它特殊的鍵。
（2）廣泛存在的同分異構現象
謝謝指導

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