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第一節(jié) 認識有機化合物
第二課時 烷烴的組成與結(jié)構(gòu)特點
第七章 有機化合物
1.以CH4的空間結(jié)構(gòu)為例，認識烷烴的組成和結(jié)構(gòu)特點
2.以典型有機物的結(jié)構(gòu)，理解同系物、同分異構(gòu)體的概念且會判斷。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
烷烴的結(jié)構(gòu)
教師點撥 25min
[思考]通過甲烷的結(jié)構(gòu)式，我們可以知道甲烷分子中原子的連接順序。那么，這些原子有著怎樣的空間位置關(guān)系呢？
甲烷分子結(jié)構(gòu)
109°28′
分子結(jié)構(gòu)示意圖
球棍模型
空間充填模型
4個C—H鍵的長度和強度相同，夾角相等(即鍵角為109°28′)，是_____________；碳原子位于正四面體的中心，4個氫原子分別位于4個頂點
正四面體結(jié)構(gòu)
更接近分子的真實結(jié)構(gòu)
下列事實能證明甲烷分子中是正四面體結(jié)構(gòu)而非
平面正四邊形結(jié)構(gòu)的是（ ）
A CH3Cl只代表一種物質(zhì)
B CH2Cl2只代表一種物質(zhì)
C CHCl3只代表一種物質(zhì)
D CCl4只代表一種物質(zhì)
B
平面結(jié)構(gòu)有兩種物質(zhì)
自學(xué)檢測 3min
烷烴的結(jié)構(gòu)
[思考]與甲烷結(jié)構(gòu)相似的有機化合物還有乙烷、丙烷、丁烷，試寫出丁烷的結(jié)構(gòu)式并總結(jié)這類有機物的組成和分子結(jié)構(gòu)特點？
有機化合物 乙烷 丙烷 丁烷
碳原子數(shù) 2 3 4
結(jié)構(gòu)式
①元素組成上只含碳、氫兩種元素；
②分子中的碳原子之間都以碳碳單鍵結(jié)合；
③碳原子的剩余價鍵均與H結(jié)合，化合價達到飽和。
1、定義：烴分子中碳原子之間都以單鍵相結(jié)合，剩余價鍵均與氫原子結(jié)合，使每個碳原子的化合價都達到“飽和”，這樣的烴叫做飽和烴，也稱為烷烴。
C的4根鍵連接4個原子
[思考]通過乙烷、丙烷、丁烷的球棍模型分析烷烴還有哪些結(jié)構(gòu)特點？
④ 碳碳單鍵可旋轉(zhuǎn)；
⑤ 碳原子數(shù)大于2的直鏈烷烴呈鋸齒狀；
烷烴的結(jié)構(gòu)
烷烴的結(jié)構(gòu)
[思考]再寫出乙烷、丙烷、丁烷的分子式，然后分析鏈狀烷烴的分子式有什么書寫規(guī)律？
有機化合物 乙烷 丙烷 丁烷
碳原子數(shù) 2 3 4
結(jié)構(gòu)式
分子式
規(guī)律：如果鏈狀烷烴中C數(shù)目為n，H數(shù)就是2n+2
C2H6
C3H8
C4H10
鏈狀烷烴的通式：CnH2n+2 (n≥1)
鏈狀烷烴的結(jié)構(gòu)特點：單鍵、飽和
烷烴的結(jié)構(gòu)
[思考]若是環(huán)狀的烷烴，通式會有何變化？
H2C
CH2
CH2
H2C
CH2
CH2
H2C
CH2
CH2
CH2
H2C
H2C
鏈狀烷烴的通式：CnH2n (n≥1)
[思考]有機物的研究情況相對復(fù)雜，因此我們有多種方法可以表示有機物的組成和結(jié)構(gòu)，在之前的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)接觸了哪些方法？
用短線來表示原子間的共用電子對
結(jié)構(gòu)式
電子式
用小黑點等符號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子
結(jié)構(gòu)簡式
省略C H鍵，把同一碳原子上的H合并，通常C-C單鍵也可省略
結(jié)構(gòu)式
把同一C上的H合并
省略C—H鍵
CH3-CH3
結(jié)構(gòu)簡式
省略橫線上
C—C鍵
【注意】省略單鍵，但雙鍵、三鍵不能省略
CH3CH3
結(jié)構(gòu)簡式
有機物的表示方法
寫出下列有機物的結(jié)構(gòu)簡式：
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH3
或CH3(CH2)2CH3
或CH3CH(CH3)CH3
CH3CHCH3
CH3
或CH(CH3)3
實戰(zhàn)演練
有機物的表示方法
分子式
用元素符號表示物質(zhì)分子組成的式子，可反映一個分子中原子的種類和數(shù)目(先書寫C、H)
如乙醇CH3CH2OH
分子式：C2H6O
表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子
如C4H10 的最簡式為
最簡式(實驗式)
C2H5
鍵線式
省略碳、氫元素符號，只寫碳碳鍵；通常相鄰碳碳鍵之間的夾角畫成120°，每個端點和轉(zhuǎn)折點都表示碳原子，除C、H以外原子都保留下來。
CH3CH2CH3 鍵線式可表示為__________________
鍵線式可表示為__________________
有機物的表示方法
分子模型
空間填充模型
球棍模型
小球表示原子，小棍表示共價鍵，用于表示分子的空間結(jié)構(gòu)(立體形狀)。
用不同體積的小球表示不同大小的原子，用于表示分子中各原子的相對大小和結(jié)合順序，空間填充模型最能夠反應(yīng)真實結(jié)構(gòu)。
烷烴的命名
[思考]我們?nèi)绾谓o烷烴命名？
鏈狀烷烴的命名——習(xí)慣命名法
碳原子數(shù)(n)及表示
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
n>10 CH3(CH2)9CH3
相應(yīng)漢字?jǐn)?shù)字＋烷，如C11H24，命名為十一烷
烷烴的命名
鏈狀烷烴的命名——習(xí)慣命名法
當(dāng)碳原子數(shù)n相同
結(jié)構(gòu)不相同時，用正、異、新表示
CH3—CH2—CH2—CH3
正丁烷(無支鏈)
CH3—CH—CH3
CH3
異丁烷(帶一支鏈)
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3
正戊烷(無支鏈)
CH3—CH—CH2—CH3
CH3
異戊烷
(帶一支鏈)
CH3—C—CH3
CH3
CH3
新戊烷
(帶兩支鏈)
　(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)甲烷的分子式為CH4，碳原子和氫原子在同一平面內(nèi)。 (　　)
(2)正丁烷分子式為C4H10，4個碳原子在同一直線上。 (　　)
(3)烷烴分子中碳原子和碳原子之間以單鍵相結(jié)合，剩余的價鍵都和氫原子相結(jié)合。 (　　)
×
√
×
實戰(zhàn)演練
1．下列關(guān)于甲烷分子的說法錯誤的是(　　)A．甲烷分子中的化學(xué)鍵都是極性鍵B．甲烷分子中4個C—H完全相同C．甲烷分子中碳原子位于正四面體的中心D．甲烷分子中碳元素的化合價為＋4
D
甲烷分子中4個C—H的長度、強度完全相同
-4
實戰(zhàn)演練
2.以下物質(zhì)中不是烷烴的是(　　)
C
實戰(zhàn)演練
C7H12
3.如圖表示的是一種C、H化合物的鍵線式，寫出該化合物的分子式________。
CH2
CH2
CH2
CH
CH
H2C
H2C
實戰(zhàn)演練
4．下面是4個碳原子相互結(jié)合的6種方式(氫原子沒有畫出)，其中符合通式CnH2n＋2的是(　　)
A．②③　　　　 B．①⑤
C．②③④ D．①⑤⑥
B
5.下列關(guān)于鏈狀烷烴的說法正確的有( )
①在鏈狀烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都是單鍵　
②分子組成上滿足通式CnH2n＋2(n≥1)　
③分子組成上滿足CnH2n＋2(n≥1)的有機物都是鏈狀烷烴　
④丙烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上　
⑤鏈狀烷烴中所有原子可能共平面　
⑥碳原子間以單鍵結(jié)合，碳原子剩余價鍵全部與氫原子結(jié)合的有機物一定是鏈狀烷烴
A.3個 B.4個 C.5個 D.6個
A
實戰(zhàn)演練
同系物
[思考]觀察以上幾種烷烴的結(jié)構(gòu)簡式，這些烷烴分子有什么特點，在組成上有什么差異呢？
結(jié)構(gòu)上：同類物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似
分子組成：相差一個或若干個CH2原子團
(相對分子質(zhì)量相差14n)
同系物
同系物所含元素種類一定相同，除C、H外其他種類元素原子數(shù)必須相同
1.定義：結(jié)構(gòu)相似(同一類物質(zhì))，在分子組成上相差n個CH2原子團(n為正整數(shù))的化合物互稱為同系物。
所有碳原子數(shù)不同的鏈狀烷烴互為同系物
2.同系物性質(zhì)：
化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)有遞變規(guī)律。
同一類物質(zhì)
相對分子質(zhì)量不一樣
3.同系物的分子式一定不同，相對分子質(zhì)量差14n
[判一判]分子組成上相差1個或若干個CH2原子團的物質(zhì)互稱為同系物。( )
×
CH2＝CH2
結(jié)構(gòu)相似
下列物質(zhì)是否為同系物.是的打√，不是打×
甲烷、乙烷、丙烷
( )
√
CH2=CH—CH3
( )
√
( )
√
( )
×
CH2＝CH2
實戰(zhàn)演練
有機化合物中僅由碳和氫構(gòu)成的化合物超過了幾百萬種！即使原子種類相同，每種原子數(shù)目也相同時，其原子可能具有多種不同的結(jié)合方式，形成具有不同結(jié)構(gòu)的分子。
這是什么現(xiàn)象呢？
同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物具有相同的分子式，但結(jié)構(gòu)不同的現(xiàn)象
同分異構(gòu)體：分子式相同但結(jié)構(gòu)不同的化合物互稱為同分異構(gòu)體
同分異構(gòu)體
分子式
相同
相對分子質(zhì)量必相同
不一定屬于同一類物質(zhì)
結(jié)構(gòu)
不同
原子或原子團的連接順序不同
原子的空間排列不同
物理性質(zhì)有所不同，如同分異構(gòu)體的支鏈越多，熔沸點越低，相對密度也不同。
比如：
正丁烷(無支鏈)
異丁烷(1個支鏈)
熔點：-128.4°C
沸點：-0.5°
熔點：-159.4°C
沸點：-11.6°C
同分異構(gòu)體
同類物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相似，不同類物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)不同。
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3

CH3
同系物 同分異構(gòu)體 同素異形體 同位素
定義
舉例
質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子(核素)
分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物
同種元素形成的不同單質(zhì)
結(jié)構(gòu)相似，分子組成相差一個或若干個CH2基團的化合物
O2、O3
甲烷、乙烷
所有鏈狀烷烴互為同系物(碳原子數(shù)不同)
正丁烷、
異丁烷
H、D、T
四同
有下列幾組物質(zhì)：
①H與D　②金剛石與石墨　③O2與O3　
④正丁烷與異丁烷　⑤C2H6與C3H8互為同位素的是________，互為同素異形體的是___________，互為同系物的是________，互為同分異構(gòu)體是________。
①　
②③　
⑤　
④
[思考]
是同分異構(gòu)體嗎？為什么？
不是，二者的分子式相同，結(jié)構(gòu)相同，為同一物質(zhì)。
實戰(zhàn)演練
下列物質(zhì)互為同系物的是( )
A. 與
B.CH3CH3與
C.CH3CH2Cl與
D.CH3CH2CH3與CH3CH2Cl
B
二者的分子式相同，結(jié)構(gòu)相同，為同一物質(zhì)。
實戰(zhàn)演練
　(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)甲烷的分子式為CH4，碳原子和氫原子在同一平面內(nèi)。 (　　)
(2)正丁烷分子式為C4H10，4個碳原子在同一直線上。 (　　)
(3)烷烴分子中碳原子和碳原子之間以單鍵相結(jié)合，剩余的價鍵都和氫原子相結(jié)合。 (　　)
×
√
×
實戰(zhàn)演練
D
C、H原子的位置及所占比例
實戰(zhàn)演練
1.下列說法正確的是(　　)A．碳原子之間以單鍵結(jié)合，碳原子剩余的價鍵全部與氫原子結(jié)合的有機物一定是飽和鏈烴B．分子組成符合CnH2n＋2(n為正整數(shù))的有機物一定是烷烴C．丙烷分子中所有碳原子均在同一條直線上D．碳、氫原子個數(shù)比為1∶3的烴有2種
B
環(huán)狀烷烴
碳、氫原子個數(shù)比為1∶3的烴只有乙烷，乙烷沒有同分異構(gòu)體
鋸齒狀
實戰(zhàn)演練
2．下列說法正確的是(　　)A．C5H12表示的有機物一定是純凈物B．分子組成上相差若干個CH2原子團的化合物互稱同系物C．分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的有機物互稱同分異構(gòu)體D．烷烴分子中碳原子與其他原子的結(jié)合方式均是非極性共價鍵
4．下列互為同分異構(gòu)體的是(　　)A．CH4和CH3CH3B．CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3C．H2O和D2OD．金剛石和石墨
C
B
同一種物質(zhì)
實戰(zhàn)演練
C
實戰(zhàn)演練
4．判斷下列各組中的兩種物質(zhì)是否互為同分異構(gòu)體，并說明判斷的原因。(1)CH2=CH—CH2—CH3與
互為同分異構(gòu)體；原因是二者的分子式相同，但分子結(jié)構(gòu)不同
不互為同分異構(gòu)體；原因是二者的分子式不同，二者屬于同系物

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