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第一課時(shí) 碳原子的成鍵特點(diǎn) 烷烴的結(jié)構(gòu)
第七章　有機(jī)化合物
第一節(jié)　認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物
素養(yǎng)要求
1.結(jié)合碳原子的核外電子排布，了解有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)，初步認(rèn)識(shí)有機(jī)物種類繁多的原因。
2.以甲烷的分子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，認(rèn)識(shí)烷烴的結(jié)構(gòu)，了解簡(jiǎn)單烷烴的習(xí)慣命名法、同系物、同分異構(gòu)體。
整章介紹
碳在地殼中的含量很低，但是含有碳元素的有機(jī)化合物卻分布極廣。有機(jī)化合物不僅構(gòu)成了生機(jī)勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和藥物的主要來源。
與無機(jī)化合物相比，有機(jī)化合物的組成元素并不復(fù)雜但化合物數(shù)量眾多，性質(zhì)各異。對(duì)有機(jī)化合物的研究，需要在了解碳原子成鍵規(guī)律的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)，以及決定其分類與性質(zhì)的特征基團(tuán)，進(jìn)而認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)化合物之間的轉(zhuǎn)化，合成新的物質(zhì)。
整章內(nèi)容介紹
1、認(rèn)識(shí)有機(jī)物
2、乙烯與有機(jī)高分子材料
3、乙醇與乙酸
4、基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
【歷史回顧】
隨著科技的進(jìn)步，很多有機(jī)物可以通過人工合成得到。早期發(fā)現(xiàn)的有機(jī)物都是從生命體內(nèi)分離出來的。
食品：糖類、油脂、蛋白質(zhì)……
藥物：阿司匹林、布洛芬……
材料：塑料、橡膠、纖維……
能源：煤、石油、天然氣……
有機(jī)化合物
目前，人們?cè)谧匀唤绨l(fā)現(xiàn)和人工合成的物質(zhì)已經(jīng)超過一億種，這其中絕大多數(shù)都是有機(jī)物，而且新的有機(jī)化合物還在源源不斷的被發(fā)現(xiàn)和被合成出來，有機(jī)化合物為什么如此繁多呢？
1
有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
1.有機(jī)物的認(rèn)識(shí)：
含有碳元素的化合物為有機(jī)物。
（但碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、氰化物、碳的金屬化合物等 因組成和性質(zhì)與無機(jī)物相似，看作無機(jī)物。）
僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物，稱為碳?xì)浠衔铮卜Q為烴。
eg：烷烴（甲烷是最簡(jiǎn)單的烴）、乙烯等
烴：
2.有機(jī)物
的分類：
烴的衍生物：
烴的衍生物是指通過替換烴分子中的氫原子而形成的有機(jī)化合物。
eg：鹵代烴、乙醇、乙酸、糖、脂肪、蛋白質(zhì)等
任務(wù)一 有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
西電東送、西氣東輸、
青藏鐵路、南水北調(diào)
“西氣東輸”就是將新疆等地的天然氣通過管道運(yùn)輸?shù)介L(zhǎng)江三角洲，最終到達(dá)上海的一項(xiàng)巨大工程。
西部大開發(fā)四大工程：
甲烷
任務(wù)一 有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
任務(wù)一 有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
3.甲烷中碳原子的成鍵特點(diǎn)
電子式
結(jié)構(gòu)式
CH4
CH4
分子式
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
CH4
實(shí)驗(yàn)式
甲烷分子中，碳原子以最外層的4個(gè)電子分別與4個(gè)氫原子的電子形成了4個(gè)C—H共價(jià)鍵。
拓展
有機(jī)物的表示方法
種類 實(shí)例 含義
分子式 CH4 用元素符號(hào)表示物質(zhì)分子組成的式子,可反映一個(gè)分子中原子的種類和數(shù)目
最簡(jiǎn)式 乙烷(C2H6)的最簡(jiǎn)式為CH3 ①表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡(jiǎn)整數(shù)比的式子；
②由最簡(jiǎn)式可求最簡(jiǎn)式量
電子式 用小黑點(diǎn)等記號(hào)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(jiǎn)式 CH3CH3 將結(jié)構(gòu)式中碳碳單鍵、碳?xì)滏I等短線省略后得到的式子即為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,它比結(jié)構(gòu)式書寫簡(jiǎn)單,比較常用,是結(jié)構(gòu)式的簡(jiǎn)便寫法,著重突出結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(官能團(tuán))
鍵線式 (正丁烷) 省略碳、氫元素符號(hào),用線段或折線表示分子中鍵的連接情況的式子
結(jié)構(gòu)式 ①能反映物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；
②表示分子中原子的結(jié)合或排列順序的式子,但不表示空間結(jié)構(gòu)
拓展
球棍 模型 小球表示原子,小棍表示價(jià)鍵,用于表示分子的空間結(jié)構(gòu)(立體形狀)
空間填充模型 ①用不同體積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對(duì)大小和結(jié)合順序
拓展
任務(wù)一 有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
有機(jī)化合物中每個(gè)碳原子能與其他原子形成4個(gè)共價(jià)鍵。下圖中碳原子的其余共價(jià)鍵均與氫原子相連。寫出各物質(zhì)的分子式。
4.有機(jī)物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
C4H10
C4H10
C4H8
C4H8
C4H8
C4H6
C4H6
C4H8
C4H8
任務(wù)一 有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
(1)有機(jī)物中碳原子的成鍵方式
碳原子間僅形成單鍵( )的是_____________(填序號(hào)，下同)，
碳原子間形成雙鍵( )的是________，碳原子間形成三鍵(—C≡C—)
的是_______。
①②⑧⑨
③④⑤
⑥⑦
任務(wù)一 有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
有機(jī)物碳骨架為直鏈(如： )的是____________，碳骨架為支
鏈(如： )的是_______。
①③④⑥⑦
②⑤
(2)有機(jī)物的碳骨架
多個(gè)碳原子之間結(jié)合成碳鏈的是_________________，結(jié)合成碳環(huán)(如： )
的是______。
①②③④⑤⑥⑦
⑧⑨
任務(wù)一 有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
結(jié)論：有機(jī)物的多樣性
一個(gè)或幾個(gè)碳原子
成千上萬個(gè)碳原子
構(gòu)成碳鏈
構(gòu)成碳環(huán)
碳骨架不同
碳原子成鍵方式
典例分析
【例1】碳原子的不同結(jié)合方式使得有機(jī)物種類繁多，下列碳原子的結(jié)合方式錯(cuò)誤的是（ ）
C
任務(wù)一 有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
2
烷 烴 的 結(jié) 構(gòu)
任務(wù)二 烷烴的結(jié)構(gòu)
1.甲烷的結(jié)構(gòu)
甲烷的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，碳原子位于正四面體的中心，4個(gè)氫原子分別位于4個(gè)頂點(diǎn)。分子中的4個(gè)C—H的長(zhǎng)度和強(qiáng)度相同，相互之間的夾角相等。
特別提醒　①球棍模型反映各原子的相對(duì)大小和空間位置，小棍代表化學(xué)鍵；
②空間填充模型可以反映分子的實(shí)際狀態(tài)。
球棍模型
空間填充模型
鍵角
109°28′
分子結(jié)構(gòu)示意圖
任務(wù)二 烷烴的結(jié)構(gòu)
烷烴 乙烷 丙烷 丁烷
分子式
結(jié)構(gòu)式
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
2.烷烴的結(jié)構(gòu)
【問題1】填空并回答問題。
C2H6
CH3CH3
CH3CH2CH3
C4H10
C3H8
CH3CH2CH2CH3
任務(wù)二 烷烴的結(jié)構(gòu)
②結(jié)合分子結(jié)構(gòu)模型，總結(jié)這類有機(jī)物的組成和分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
乙烷
丙烷
丁烷
碳原子之間都以單鍵相連，碳原子的其余價(jià)鍵均與氫原子相連，且碳原子呈鋸齒狀排列。
①結(jié)合乙烷、丙烷、丁烷的分子式和結(jié)構(gòu)式，歸納這類有機(jī)物分子式的通式。
CnH2n＋2(n≥1)
任務(wù)二 烷烴的結(jié)構(gòu)
(1)烷烴
烷烴(飽和烴)：只含有碳和氫兩種元素，分子中的碳原子之間都以單鍵結(jié)合，碳原子的剩余價(jià)鍵均與氫原子結(jié)合，使碳原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和”。
(2)烷烴的習(xí)慣命名(n：碳原子個(gè)數(shù))
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
n＞10 C的4根鍵連接4個(gè)原子
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
用漢字?jǐn)?shù)字，如C11H24：十一烷
任務(wù)二 烷烴的結(jié)構(gòu)
由思考1中乙烷、丙烷、丁烷的結(jié)構(gòu)式分析，這些 相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè) 的化合物互稱為同系物。
烷烴 乙烷 丙烷 丁烷
分子式
結(jié)構(gòu)式
球棍模型
C2H6
C4H10
C3H8
結(jié)構(gòu)
CH2原子團(tuán)
3.同系物
任務(wù)二 烷烴的結(jié)構(gòu)
4.同分異構(gòu)體
【動(dòng)動(dòng)手】結(jié)合烷烴的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，搭建C4H10的球棍模型，書寫丁烷(C4H10)的結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和鍵線式(用鍵線來表示碳架，省略碳?xì)湓?。
CH3CH2CH2CH3
任務(wù)二 烷烴的結(jié)構(gòu)
(1)同分異構(gòu)體
化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。
具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物
同分異構(gòu)現(xiàn)象
同分異構(gòu)體
(2)同分異構(gòu)體的性質(zhì)
結(jié)構(gòu)
性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)均有一定的差異，如正丁烷和異丁烷的熔沸點(diǎn)不同
任務(wù)二 烷烴的結(jié)構(gòu)
【例2】戊烷(C5H12)有3種同分異構(gòu)體，它們的結(jié)構(gòu)式為
H3C—CH2—CH2—CH2—CH3(正戊烷)
(異戊烷)
(新戊烷)
典例分析
任務(wù)二 烷烴的結(jié)構(gòu)
② 與 是不是同分異構(gòu)體？
【例3】通過拼插分子結(jié)構(gòu)模型回答下列問題：
　不是
① 與 是不是同分異構(gòu)體？
不是
典例分析
典例剖析
(1)分子組成上滿足CnH2n＋2的有機(jī)物都是鏈狀烷烴(　　)
(2)烷烴分子中所有的原子有可能共面(　　)
(3)只要是分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的化合物就一定互為同系物
(　　)
(4)同分異構(gòu)體的相對(duì)分子質(zhì)量相同，相對(duì)分子質(zhì)量相同的化合物一定互為同分異構(gòu)體(　　)
(5)互為同分異構(gòu)體的有機(jī)物一定不互為同系物，互為同系物的化合物一定互為同分異構(gòu)體(　　)
√
×
×
×
×
小組小結(jié)
1.結(jié)合碳原子的核外電子排布，了解有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)，初步認(rèn)識(shí)有機(jī)物種類繁多的原因。
2.以甲烷的分子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，認(rèn)識(shí)烷烴的結(jié)構(gòu)，了解簡(jiǎn)單烷烴的習(xí)慣命名法、同系物、同分異構(gòu)體。
當(dāng) 堂 練 習(xí)
3
任務(wù)三 限時(shí)訓(xùn)練
1.(2023·青島高一月考)下列關(guān)于烷烴的敘述不正確的是（ ）
A.甲烷是最簡(jiǎn)單的烷烴,是沼氣、天然氣的主要成分
B.烷烴一定是飽和烴,飽和烴不一定是烷烴
C.分子通式為CnH2n＋2的烴不一定是烷烴
D.丙烷分子中碳原子不在一條直線上
C
任務(wù)三 限時(shí)訓(xùn)練
2.(2023·鄭州高一檢測(cè))下列說法正確的是（ ）
A.烷烴不全是飽和烴
B.C20H42一定屬于烷烴
C.乙烷分子中的兩個(gè)C原子共線,而C、H八個(gè)原子共面
D.C3H8分子中的三個(gè)碳原子可能共線,但所有的原子不可能共面
B
任務(wù)三 限時(shí)訓(xùn)練
3.(2023·西安高一檢測(cè))下列有關(guān)化學(xué)用語或模型正確的是（ ）
A.中子數(shù)為10的氧原子：
B.Mg2＋的離子結(jié)構(gòu)示意圖：
C.甲烷分子的空間填充模型：
D.丙烷的分子式：CH3CH2CH3
C
任務(wù)三 限時(shí)訓(xùn)練
①上述甲烷的表示方法中,最能反映其真實(shí)結(jié)構(gòu)的是 (填字母,下同)。
a.Ⅰ b.Ⅱ c.Ⅲ d.Ⅳ
4.(2022·濟(jì)南高一月考)(1)如圖Ⅰ～Ⅳ均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu),按要求回答下列問題：
d
任務(wù)三 限時(shí)訓(xùn)練
(2)烷烴分子中的1個(gè)碳原子與1個(gè)氫原子結(jié)合的方式是 。
a.形成4個(gè)共用電子對(duì) b.通過1個(gè)共價(jià)鍵
c.通過2個(gè)共價(jià)鍵 d.通過離子鍵和共價(jià)鍵
b
②下列事實(shí)能證明甲烷分子是正四面體結(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

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