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第一節(jié) 認(rèn)識有機化合物
課時1 碳原子的成鍵特點 烷烴的結(jié)構(gòu)
第七章 有機化合物
(1)認(rèn)識有機化合物中碳原子的成鍵特點，從微觀視角探析有機化合物的分子結(jié)構(gòu)。
(2)認(rèn)識有機化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象，能從分子結(jié)構(gòu)的多樣性角度探析有機化合物性質(zhì)的多樣性。
(3)通過認(rèn)識烷烴的命名法和同系物的概念，從物質(zhì)分類的角度辨識各類有機化合物的結(jié)構(gòu)。
(4)以烷烴的代表物--甲烷的結(jié)構(gòu)為模型，認(rèn)知烷烴的結(jié)構(gòu)。
教學(xué)目標(biāo)
情境導(dǎo)入
碳在地殼中的含量很低，但是含有碳元素的有機化合物卻分布極廣。有機化合物不僅構(gòu)成了生機勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和藥物的主要來源。
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……
一. 有機化合物的定義
一般把含碳元素的化合物稱為有機化合物，簡稱為有機物 。
1、定義：
注意：CO、CO2、H2CO3、碳酸鹽、碳酸氫鹽、金屬碳化物, 簡單碳化物（如：SiC） CN-，SCN- （如：KSCN）等雖含有碳元素，其性質(zhì)跟無機物很相似，把它們歸為無機物。
有機物一定含碳元素，但含碳元素的物質(zhì)不一定是有機物
2．通性 ：
①大多數(shù)有機物熔點較低，難溶于水，易溶于汽油、酒精、等有機溶劑
②大多數(shù)可以燃燒；有機反應(yīng)比較復(fù)雜，常有很多副反應(yīng)發(fā)生，因此有機反應(yīng)化學(xué)方程式常用“→”，而不用“=”
目前，人們在自然界發(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)都是有機物，有機化合物為什么如此繁多呢？
二. 有機化合物中碳原子的成鍵特點
【思考1】書寫碳原子結(jié)構(gòu)示意圖，小組討論碳原子的成鍵特點
+6
2
4
通過共用4對電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
每個碳原子和其他原子形成4個共價鍵
如果多個碳原子鏈接有哪些結(jié)合方式呢？
二. 有機化合物中碳原子的成鍵特點
（1）碳原子成鍵方式：
(2) 碳原子的碳骨架形式：
多個碳原子之間可構(gòu)成鏈狀結(jié)構(gòu)，也可構(gòu)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
碳原子與碳原子之間能形成共價鍵，可以形成單鍵、雙鍵或三鍵。
(1)碳原子間所成的化學(xué)鍵全是碳碳單鍵的有________________(填字母，下同)，含有碳碳雙鍵的有_____________，含有碳碳三鍵的有__________。
A、C、H、J
B、E、F
D、G
(2)碳骨架為鏈狀的有________________________，為環(huán)狀的有______，含有支鏈的有_________。
A、B、C、D、E、F、G
H、J
C、F、J
【練習(xí)】下圖是表示4個碳原子相互結(jié)合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化學(xué)鍵，假如碳原子上其余的化學(xué)鍵都是與氫原子結(jié)合。
三. 烷烴
1.烷烴的結(jié)構(gòu)(以甲烷為例)：
甲烷CH4分子結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)式
分子結(jié)構(gòu)示意圖
球棍模型
空間填充模型
能反應(yīng)甲烷的真實存在狀況
結(jié)構(gòu)特點：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)
有機化合物 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
結(jié)構(gòu)式
分子式
結(jié)構(gòu)簡式
CH4
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2 CH3
C2H6
C3H8
C4H10
CH4
1.烷烴的結(jié)構(gòu)
寫出乙烷、丙烷、丁烷的分子式，歸納這類有機物分子式的通式？
【思考】
規(guī)律：碳原子數(shù)目為n，氫原子數(shù)就是2n+2
通式：CnH2n+2 (n≥1)
1.烷烴的結(jié)構(gòu)
【思考】結(jié)合分子結(jié)構(gòu)模型，總結(jié)這類有機物的組成和分子結(jié)構(gòu)特點。
結(jié)構(gòu)特點：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，碳原子的剩余價鍵均與H結(jié)合，化合價達(dá)到飽和。
丙烷
乙烷
丁烷
碳碳結(jié)合成鋸齒狀，鏈狀不是“直線狀”。
烷烴
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(dá)到“飽和”，這樣的烴叫做飽和烴，也稱為烷烴。
烷烴的結(jié)構(gòu)
C的4根鍵連接4個原子
碳
tàn
氫
qīng
烴
tīng
①CH4 ②CH3Cl ③CH3OH ④H2S ⑤C2H2
⑥C60 ⑦C2H5OH ⑧CO2 ⑨金剛石 ⑩CH3COOH
僅含碳?xì)鋬煞N元素的有機化合物稱為碳?xì)浠衔铮卜Q為烴。
練習(xí)1、下列物質(zhì)屬于烴的是( )
①⑤
2.鏈狀烷烴的命名——習(xí)慣命名法(n：碳原子個數(shù))
烷烴的結(jié)構(gòu)
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
n＞10 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
3.結(jié)構(gòu)特點：碳碳單鍵可旋轉(zhuǎn)；碳原子數(shù)大于2的直鏈烷烴呈鋸齒狀或折線狀。
CH3(CH2)9CH3
甲烷 CH4 CH4
乙烷 C2H6 CH3CH3
丙烷 C3H8　 CH3CH2CH3
丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3
戊烷 C5H12　 CH3(CH2)3CH3
癸烷 C10H22 CH3(CH2)8CH3
十七烷 C17H36 CH3(CH2)15CH3
特點：
1、烷烴在分子組成上都符合通式CnH2n+2 ；
2、分子式不同，但分子上相差了一個或若干個CH2原子團。
下列烷烴結(jié)構(gòu)和分子組成上有何聯(lián)系？
四、同系物
1.概念：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的有機化合物互稱為同系物
2.判斷同系物的三個關(guān)鍵點
①“同”：
②“似”：
③“差”：
【例】判斷下列各組內(nèi)的物質(zhì)是否互為同系物(填“是”或“否”)。
①CH3CH3和CH3CH2CH3 。
②CH2==CH2和CH2==CH—CH2—CH3 。
③ 和CH2==CH2 。
否
是
是
相對分子質(zhì)量相差 14n
2、同系物辨別
屬于同一類物質(zhì)，
有相同的通式
結(jié)構(gòu)相似，
化學(xué)性質(zhì)相似
分子式不同，
組成相差若干個CH2
【例】下列物質(zhì)中屬于同系物的是_________.
①CH2=CH－CH3 ②CH4 ③H2
④CH3(CH2)5CH(CH3)CH3 ⑤
CH2—CH2
CH2—CH2
②③
【練習(xí)】下列說法中錯誤的是（ ）
A、同系物的化學(xué)性質(zhì)相似
B、同系物的分子組成相差一個或幾個CH2原子團
C、若烴中含碳、氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，它們必定是同系物
D、互為同系物的兩種有機物的物理性質(zhì)有差別，但化學(xué)性質(zhì)相似
C
① 分子組成上相差一個或若干個“CH2”原子團的有機物不一定是同系物。
② 具有同一通式的有機物不一定是同系物。
四，同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體
【思考】寫出下列兩種物質(zhì)的分子式，他們屬于同系物嗎？是同一種物質(zhì)嗎
正丁烷
異丁烷
CH3
CH2
CH2
CH3
CH3
CH3
CH
CH3
化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)式的現(xiàn)象叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。
同分異構(gòu)體：分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物互稱為同分異構(gòu)體。
四，同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體
名稱 熔點/0C 沸點/0C 相對密度
正丁烷 -138.4 -0.5 0.5788
異丁烷 -159.6 -11.7 0.557
2.同分異構(gòu)體的性質(zhì)：
物理性質(zhì)：支鏈越多，熔沸點越低，密度越小
化學(xué)性質(zhì)：不一定相似
1.同分異構(gòu)體：分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物互稱為同分異構(gòu)體
甲烷乙烷丙烷的結(jié)構(gòu)只有一種，丁烷有兩種同分異構(gòu)體同分異構(gòu)現(xiàn)象的廣泛存在也是有機物種類繁多的重要原因之一
當(dāng)烷烴碳原子數(shù)n相同，結(jié)構(gòu)不相同時，用正、異、新表示
正戊烷
異戊烷
新戊烷
無支鏈
帶一支鏈
帶兩支鏈
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH3
CH3
CH3
CH3CCH3
CH3
四，同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體
3.同分異構(gòu)體的命名：
戊烷(C5H12)有3種同分異構(gòu)體,已烷(C6H14)有5種同分異構(gòu)體,庚烷(C7H16)有9種同分異構(gòu)體。碳原子數(shù)增加，烷烴的同分異構(gòu)體數(shù)目增加
【例】下列物質(zhì)屬于同分異構(gòu)體的一組是( )
A. 與
B. CH3—CH2—CH2—CH3與
C. C2H6與C3H8
D. O2與O3
B
理解:
三個相同:
二個不同:
分子組成相同、相對分子質(zhì)量相同、分子式相同
結(jié)構(gòu)不同、性質(zhì)不同
6、下列各組物質(zhì)中，互為同分異構(gòu)體的是(　　)
A．水與冰 B．紅磷與白磷
C． 與
D． 與
D
【練習(xí)】下列相關(guān)說法正確的是
A.16O2和18O3互為同位素
B. 和 互為同分異構(gòu)體
C.CH3CH2CH2CH3和 互為同系物
D. 和 為同一種物質(zhì)
√
隨堂檢測
練習(xí).下列五組物質(zhì)中____互為同位素，____是同素異形體，____是同分異構(gòu)體，____是同系物，____是同一物質(zhì)。　　　
④
①
②白磷、紅磷
③
⑤
③
④
⑤
①
②
、
、
概念 內(nèi)　涵 研究對象 實例
同位素
同素異形體
同系物
同分異構(gòu)體
質(zhì)子數(shù)等，中子數(shù)不等，原子之間
原子
氕、氚
同一元素形成的不同單質(zhì)
單質(zhì)
O2、O3
結(jié)構(gòu)相似，組成上差一個或n個CH2
有機物
C2H6、C4H10
相同分子式，不同結(jié)構(gòu)的化合物
有機物
CH3(CH2)3CH3、
C(CH3)4
概念辨析
烷烴同分異構(gòu)體的書寫
書寫的步驟
主鏈由長到短，支鏈由整到散；位置由心到邊，排列對鄰到間
1.排主鏈，主鏈由長到短
示例：書寫C6H14的同分異構(gòu)體
C—C—C—C—C—C
CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3
2.寫出少一個碳原子的主鏈，另一個碳原子作為甲基(—CH3)接在主鏈某碳原子上
(甲基不放端位)
CH3—CH2—CH—CH2—CH3

CH3
C—C—C—C—C

C
C—C—C—C—C

C
CH3—CH2—CH—CH2—CH3

CH3
“減碳法”
(乙基不放倒數(shù)第二個碳)
（3）寫出少兩個碳原子的主鏈，另兩個碳原子作為乙基(—CH2CH3)或兩個甲基(—CH3)接在主鏈碳原子上，以此類推。
CH3—C—CH2—CH3

CH3
CH3

C—C—C—C

C
C

C—C—C—C

C

C
CH3—C—CH2—CH3

CH3

CH3
烷烴同分異構(gòu)體的書寫
所以C6H14共有5種同分異構(gòu)體。
1.下列各組物質(zhì)中互為同系物的是
A.CH3CH==CH2和CH3CH2CH2CH==CH2
B.CH3CH3和CH3CH==CH2
C.CH3CH2CH3和CH3CH==CH2
D.CH3CH2CH==CH2和CH3CH2CH2CH3
√
隨堂檢測

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