第二节(第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点)-2020-2021学年高二化学必做提升讲义

专题2有机物的结构与分类本专题由两个单元组成，第一单元“有机化合物的结构”突出了碳原子的成键特点，即有机化合物中碳原子成键的三种空间取向——四面体、平面三角形和直线形，并用杂化轨道理论对其作了简单解释；有机化合物结构的三种表示方法(结构式、结构简式和键线式)；最后介绍有机化合物的同分异构现象和同分异构体。

在第二单元“有机化合物的分类和命名”中，关于有机化合物的分类，重点介绍的是以官能团为依据的分类方法，简单介绍了其他两种分类方法；关于有机化合物的系统命名法，同时简单介绍了习惯命名法的基本原则。

本专题介绍了有机化合物的结构、分类和命名等知识，是学习以后各专题的基础和工具。

本专题知识比较抽象，有些内容对空间想象能力要求较高，对模仿、操作能力要求也较高。

通过本专题学习，要求同学能根据结构构建结构模型，培养空间想象能力，初步学会科学抽象、归纳的方法。

学习重点：1．碳原子的成键特点2．有机化合物的分类标准及类别3．烷烃的命名及其他简单有机物的命名4．常见有机物的空间结构学习难点：1．同分异构体的书写2．用杂化轨道理论解释有机物的空间构型本专题概念、理论多，较为抽象，有些内容对学生的空间想象能力要求较高，因此学习中要注意温故知新，积极参与动手搭建模型、观察与思考、交流与讨论。

加强自立学习与合作探究。

对概念和重要的规律方法要注重理解，强化记忆。

第一单元有机化合物的结构中学习的重点和难点是有机物中碳原子的成键特点和同分异构体。

学习有机物中碳原子的成键特点时，应以结构特点为中心，以典型的有机化合物为出发点，运用几何知识进行分析推理，得出碳原子价键的空间构型。

在学习同分异构体时，借助分子结构模型探讨同分异构现象产生的原因(包括顺反异构和对映异构)。

在理解同分异构体概念的基础上，结合典型例题和习题，掌握有关题目的特点，形成正确的解题思路。

第二单元有机物的分类和命名中，有机物的分类是学习的一个重点。

学习中要注重对分类依据的理解，宜采用对比的方法掌握这部分知识。

〖第二节有机化合物的结构特点〗之小船创作[明确学习目标] 1.认识有机化合物的成键特点，学会有机物分子结构的表示方法，熟知几种典型分子的空间构型。

2.理解有机化合物的同分异构现象，学会同分异构体的书写方法，能判断有机物的同分异构体。

一、有机化合物中碳原子的成键特点1．碳原子的结构及成键特点碳原子的成键特点，决定了碳原子与其他原子具有多种不同08不同结构的分子。

的结合方式，从而形成具有□2．甲烷分子结构的表示方法3．甲烷的空间构型甲烷分子里，1个碳原子与4个氢原子形成4个共价键，构成以碳原子为中心，4个氢原子位于四个顶点的□11正四面体立体结构。

其正四面体结构示意图如右图所示。

二、有机化合物的同分异构现象1．同分异构现象和同分异构体2．同分异构体的类型1．已知甲烷分子中的两个氢原子被两个Cl原子取代后的结构只有一种，能否证明CH4的空间构型是正四面体结构，而不是平面结构(用下图说明)?提示：CH2Cl2分子的空间结构只有一种可证明甲烷分子是正四面体结构。

如下图：与为相同结构；若CH4分子为平面结构，则CH2Cl2可有两种结构：与。

2．互为同分异构体的物质相对分子质量一定相等，相对分子质量相等的不同物质一定互为同分异构体吗？提示：不一定。

相对分子质量相等的不同物质可能具有相同的分子式，也可能具有不同的分子式，如CH3COOH与CH3CH2CH2OH、NO2与CH3CH2OH、CO与N2等，它们的相对分子质量相等，但分子式都不同，彼此不是同分异构体。

一、有机物分子结构和组成的表示方法续表[即时练]1．下列有关物质的表达式正确的是( )A ．乙炔分子的球棍模型：B ．羟基的电子式：[··O ······H]－C ．2­氯丙烷的结构简式：CH 3CHClCH 3D ．丙烯的键线式：答案 C解析 球棍模型中应用短棍表示出价键，故A 错误；羟基是电中性的，故B 错误；2­氯丙烷的结构简式：CH 3CHClCH 3，故C 正确；丙烯分子中有三个碳，而给出的键线式结构是4个碳，故D 错误。

第1章第2节第1课时有机化合物中碳原子的成键特点一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．在大多数有机物分子里，碳原子和碳原子、碳原子和其他原子间相结合的化学键是()A．都是极性键B．都是非极性键C．既有极性键，又有非极性键D．都是离子键【解析】同种原子形成的共价键是非极性共价键。

不同种原子形成的共价键是极性共价键。

【答案】 C2．科学实验表明，在甲烷分子中，4个碳氢键是完全等同的。

下面的选项中错误的是()A．键的方向一致B．键长相等C．键角相等D．键能相等【解析】甲烷分子是具有正四面体的立体结构，所以它的四个碳氢键的方向不可能一致。

【答案】 A【点拨】键长和键角决定分子空间构型；键能决定分子的稳定性。

3．下面各种结构都是表示乙醇分子的，其中不正确．．．的是()【解析】A是键线式，但有3个碳原子，所以是错误的。

BD是乙醇的结构简式，C 是乙醇的结构式。

【答案】 A4．键线式可以简明扼要的表示碳氢化合物，这种键线式表示的物质是()A．丁烷B．丙烷C．丁烯D．丙烯【解析】该结构表示的是4个碳原子的烯烃。

【答案】 C5．下列有关键线式说法错误．．的是()A．将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况B．每个拐点、交点、端点均表示有一个碳原子C．每一条线段代表一个共价键，每个碳原子应该有四条线段，用四减去线段即是与该碳原子结合的氢原子数D．CC、CC键等官能团中的“＝”“≡”也可省略【解析】键线式中能省略的是C、H原子及单键。

【答案】 D6．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气、二氧化碳的物质的量之比为1∶1，由此可得出的结论是()A．该有机物分子中C、H、O原子个数比为1∶2∶3B．分子中碳、氢原子个数比为1∶2C．有机物中必定含有氧元素D．有机物中肯定不含有氧元素【解析】因为有机化合物燃烧是在氧气中进行的，所以不能确定该有机化合物中是否含有氧元素。

【答案】 B7．对制冷剂氟利昂－12(CF2Cl2)的叙述正确的是()A．只有一种结构B．有两种结构C．有四种不同的结构D．无法确定其结构【解析】CF2Cl2可以认为是甲烷分子中的氢原子被两个氯原子和两个氟原子所取代的结果。

第七章有机化合物第一节认识有机化合物第1课时有机化合物中碳原子的成键特点和甲烷课前自主预习一、有机化合物中碳原子的成键特点1．碳原子的结构碳原子最外层有4个电子，不易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子。

碳原子通过共价键与氢、氧、氮、硫、磷等多种非金属原子形成共价化合物。

2．碳原子的成键方式(1)碳碳之间的结合方式有单键()、双键()、三键(—C≡C—)，如CH3—CH3、CH2===CH2、CH≡CH。

(2)多个碳原子可以相互结合成链状，也可以结合成环状(且可带支链)，如。

碳链和碳环也可以相互结合。

3．甲烷的分子结构 (1)甲烷分子的不同表示方法(2)甲烷分子的空间构型甲烷分子中，构成以碳原子为中心，4个氢原子位于四个顶点的正四面体立体结构，两个碳氢键之间的夹角均为109°28′。

点拨：在烷烃中每一个碳原子都位于其他与之成键的四个原子(碳原子或氢原子)形成的四面体中心。

二、甲烷 1．物理性质甲烷是一种没有颜色、没有气味的气体，密度比空气小，极难溶于水。

2．化学性质通常状况下，甲烷性质比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应。

但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反应。

(1)氧化反应甲烷在空气中燃烧的化学方程式为CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋ 2H 2O ；现象为安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。

注：点燃甲烷前必须检验纯度。

(2)取代反应①实验探究：甲烷与Cl2的取代反应②甲烷的四种氯代产物的性质a．水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水。

b．状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体。

③取代反应概念：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。

课堂互动探究有机物分子结构和组成的表示方法甲烷的分子结构1．甲烷分子的结构特点经过实验测定甲烷是一个空间正四面体结构，四个H原子分别位于正四面体的四个顶点上，C原子位于正四面体的中心，4个C—H 键的长度和强度相同，C—H键之间的夹角都是109°28′。

第一章认识有机化合物第二节有机化合物的结构特点有机化合物中碳原子的成键特点一、单选题1．下列有机物的充填模型表示甲烷分子结构的是A．B．C．D．【答案】A【解析】A．为甲烷分子的充填模型，A正确；B．为乙醇的充填模型，B错误；C．为苯的充填模型，C错误；D．为乙烯分子的充填模型，D错误。

答案选A。

2．下列有关化学用语的表达正确的是A．Cl-的结构示意图：B．CH4分子的球棍模型C．CO2的空间填充模型：D．乙醇的分子式：C2H5OH【答案】B【解析】A．Cl-离子核外电子总数为18，其离子结构示意图为：，故A错误；B ．甲烷分子为正四面体结构，碳原子的相对体积大于氢原子，甲烷的球棍模型为：，故B 正确；C ．CO 2中碳原子的原子半径大于氧原子，CO 2的空间填充模型为：，故C 错误；D ．C 2H 5OH 是乙醇的结构简式，乙醇的分子式是C₂H₂O ，故D 错误； 答案选B 。

3．下列有关化学用语书写正确的是 A ．乙酸的分子式：CH 3COOH B ．乙炔的电子式：C ．聚丙烯的结构简式：D ．甲酸丙酯的结构简式：HCOOC 3H 7【答案】B【解析】A ．乙酸的分子式是C 2H 4O 2，结构简式是CH 3COOH ，A 错误；B ．乙炔分子中2个C 原子形成3对共用电子对，每个C 原子再分别与1个H 原子形成1对共用电子对，使分子中各个原子都达到稳定结构，故其电子式为，B 正确；C ．聚丙烯是丙烯CH 2=CH -CH 3分子中断裂不饱和的碳碳双键中较活泼的碳碳键，然后这些不饱和的C 原子彼此结合形成长链，故聚丙烯结构简式是，C 错误；D ．由于丙醇有1-丙醇和2-丙醇，题干结构简式中未能显示形成酯的醇是哪一种，甲酸与丙醇形成的甲酸丙酯的结构简式应该为HCOOCH 2CH 2CH 3，D 错误； 故合理选项是B 。

4．下列相关化学用语表示正确的是 A ．具有3个中子的锂原子：3LiB ．聚乙丙烯的结构简式：[()2223CH CH CH CH CH ]n ---C ．三氯化氮的电子式：D ．乙酸的比例模型：【答案】B【解析】A ．中子数为3的锂原子的质量数为6，可表示为6Li ，A 项错误； B ．聚乙丙烯的结构简式可表示为或，B 项正确；C ．三氯化氮的电子式为Cl Cl N Cl ∶∶∶∶∶∶，C 项错误；D ．图示为乙酸的球棍模型，D 项错误； 故选B 。

高中化学学习材料第1章第2节第1课时有机化合物中碳原子的成键特点一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．在大多数有机物分子里，碳原子和碳原子、碳原子和其他原子间相结合的化学键是( )A．都是极性键B．都是非极性键C．既有极性键，又有非极性键D．都是离子键【解析】同种原子形成的共价键是非极性共价键。

不同种原子形成的共价键是极性共价键。

【答案】 C2．科学实验表明，在甲烷分子中，4个碳氢键是完全等同的。

下面的选项中错误的是( )A．键的方向一致B．键长相等C．键角相等D．键能相等【解析】甲烷分子是具有正四面体的立体结构，所以它的四个碳氢键的方向不可能一致。

【答案】 A【点拨】键长和键角决定分子空间构型；键能决定分子的稳定性。

3．下面各种结构都是表示乙醇分子的，其中不正确．．．的是( )【解析】A是键线式，但有3个碳原子，所以是错误的。

BD是乙醇的结构简式，C是乙醇的结构式。

【答案】 A4．键线式可以简明扼要的表示碳氢化合物，这种键线式表示的物质是( )A．丁烷B．丙烷C．丁烯D．丙烯【解析】该结构表示的是4个碳原子的烯烃。

【答案】 C5．下列有关键线式说法错误．．的是( )A．将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况B．每个拐点、交点、端点均表示有一个碳原子C．每一条线段代表一个共价键，每个碳原子应该有四条线段，用四减去线段即是与该碳原子结合的氢原子数D．CC、CC键等官能团中的“＝”“≡”也可省略【解析】键线式中能省略的是C、H原子及单键。

【答案】 D6．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气、二氧化碳的物质的量之比为1∶1，由此可得出的结论是( )A．该有机物分子中C、H、O原子个数比为1∶2∶3B．分子中碳、氢原子个数比为1∶2C．有机物中必定含有氧元素D．有机物中肯定不含有氧元素【解析】因为有机化合物燃烧是在氧气中进行的，所以不能确定该有机化合物中是否含有氧元素。

【答案】 B7．对制冷剂氟利昂－12(CF2Cl2)的叙述正确的是( )A．只有一种结构B．有两种结构C．有四种不同的结构D．无法确定其结构【解析】CF2Cl2可以认为是甲烷分子中的氢原子被两个氯原子和两个氟原子所取代的结果。

第一章第二节有机化合物的结构特点（1）有机化合物中碳原子的成键特点学习目标1.了解有机化合物中碳原子的分子构型。

2.掌握烷烃的系统命名法，重、难点：掌握烷烃的系统命名法。

导：什么叫官能团？思：阅读教材P7-8完成下列问题：一、复习回顾烷烃的结构特点1、定义：烷烃分子中，碳原子之间都以结合成状，碳原子的剩余价键全部跟结合，使每个碳原子的化合价都达到“”，即碳原子所有价键均达到“饱和”。

这样的烃称“”，又叫烷烃。

2、若碳原子间以链状结合称链烷烃；碳原子间形成环状结构的烷烃称环烷烃。

3、结构特点:（1）碳原子间都以碳碳单键结合，氢原子数达到。

（2）每个碳原子都形成四个单键，即每个碳原子与四个原子相连时，构成空间。

（3）除乙烷的碳碳在一条直线外，其它的烷烃碳链均非直线型，为状，碳原子不在同一直线上，并且链上还可以分出支链。

（4）碳碳单键可以旋转。

乙烷丙烷正丁烷正戊烷异戊烷新戊烷4、烷烃的通式: （n≥1）5、烷烃的共价键数：。

6、烃基：烃失去1个氢原子后所剩余的原子团叫做烃基。

常用符号“R—”表示。

例：— CH3甲基— CH2CH3（或—C2H5）乙基注意：1、R—基中的“—”表示1个单电子，即烃基是电中性的。

2、“— CH2—”亚甲基；，请写出甲基的电子式: 。

★例如：1mol甲基（—CH3）所含电子数为，1mol羟基（—OH）所含电子数为。

【设问】丁烷结构中四个碳原子在同一条直线上吗？为什么？7.★同系物（重点）：(1) 定义:结构相似，在分子组成上相差一个或若干个 CH 2 原子团的物质互称为同系物。

(2) 特点：①结构相似、组成相差一个或若干个 C H 2、有相同的通式，但化学式不同，如:所有的烷烃， 甲烷、乙烷、丙烷 ...... 。

②结构相似的内涵是指分子中化学键的种类、组成元素种类、碳碳键种类、物质所属类别 都一定相同③同系物一定具有相同的通式，但具有相同通式的有机物不一定是同系物，如：丙烯和环 丁烷，式量相差为：14n ，“不同碳”。

有机化合物中碳原子的成键特点重难点：1.通过原子结构与形成化学键间的关系,理解有机物的碳原子的成键特点,进而理解有机物种类繁多的主要原因2.通过对甲烷的空间结构的认识,更深刻理解有机物结构与性质的关系3.掌握有机物结构的表示方法:分子式、最简式、结构式、结构简式、键线式、球棍模型、比例模型等一、有机化合物中碳原子的成键特点(1)碳原子最外层有4个电子。

不易失去或得到电子而形成阳离子或阴离子。

碳原子通过共价键与氢、氧、氮、硫、磷等多种非金属原子形成共价化合物。

(2)由于碳原子的成键特点,在有机物分子中,碳原子总是形成4个共价键,每个碳原子不仅能与氢原子或其他原子(如氧、氯、氮、硫等)形成共价键,而且碳原子之间可以形成单键(C—C)、双键(C C)、三键()。

多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链,碳链也可以带有支链,还可以结合成碳环,碳链与碳环也可以相互结合,因此,含有原子种类相同,每种原子数目也相同的分子,其原子间可能有多种不同的结合方式,形成具有不同结构的分子。

(3)在有机物形成的共价键中,单键(如C—C、C—H、C—O等)可以旋转,而双键、三键(如C C、C O、等)不能旋转。

二、甲烷分子中碳原子的成键特点科学实验证明,甲烷分子里1个碳原子与4个氢原子形成4个共价键,构成以碳原子为中心、4个氢原子位于四个顶点的正四面体立体结构。

甲烷分子的电子式、结构式、正四面体结构示意图、球棍模型和比例模型如下:(1)键参数:键长、键角、键能。

①键长:成键的2个原子的原子核间的距离称为键长。

①键角:分子中1个原子与另外2个原子形成的两个共价键在空间的夹角称为键角。

①键能:以共价键结合的双原子分子,裂解成原子时所吸收的能量称为该种共价键的键能,键能越大,化学键越稳定。

在甲烷分子里,4个碳氢键是等同的,它们的键长均为109.3 pm(1 pm=1×10-12 m),碳氢键间的夹角均为109°28',键能均为413.4 kJ·mol-1。

高二有机化合物中碳原子的成键特点化学人教实验版【本讲教育信息】一教学内容：有机化合物中碳原子的成键特点1、碳原子的成键特点2、有机分子的空间构型和有机物中碳原子的成键特点的关系3、有机化合物结构的表示方法：结构式、结构简式、键线式二重点、难点1、有机物中碳原子的成键特点和有机分子的空间构型；2、理解单键、双键和叁键的概念。

三教学过程1、什么叫有机物（1）有机物的定义：含碳元素的化合物（碳氢化合物及其衍生物）称为有机化合物，简称有机物。

含碳的化合物不一定就是有机物，碳的氧化物（CO、CO2）、碳酸及其盐、氰化物（NaCN）、硫氰化物（NH4SCN）和金属碳化物（CaC2）等，由于它们的组成方式和性质与无机物相同，所以不把它们归属为有机物。

（2）有机物的元素组成：有机物除含碳外，通常还有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等元素。

（3）有机物的特点：①构成有机物质元素少（C、H、O、N、S、o）147 194化学活动性稳定较稳定较活泼分子里各原子的相对位置不在同一平面上在同一平面上在一条直线上由于乙烯分子中双键的键能小于C—C单键键能的2倍，同时双键中的两个键键能也不相等，即双键中一个键的键能不等于双键键能的1/2，其中一个键的键能小于另一个键的键能。

因此，只需要较少的能量，就能使双键里的一个键断裂。

同理乙炔分子中有两个化学键易断裂。

（二）碳原子的成键方式与分子空间构型的关系当一个碳原子与其它4个原子连接时，这个碳原子将采取四面体取向与之成键；当碳原子之间或碳原子与其它原子之间形成双键时，形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上；当碳原子之间或碳原子与其它原子之间形成叁键时，形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。

有机物的代表物基本空间结构：甲烷是正四面体结构（5个原子不在一个平面上）；乙烯是平面结构（6个原子位于一个平面）；乙炔是直线型结构（4个原子位于一条直线）；苯环是平面结构（12个原子位于一个平面）。