第二节 有机化合物的结构特点第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点

第二节有机化合物的结构特点教学目标知识与技能：1、掌握有机物的成键特点，同分异构现象。

2、掌握有机物同分异构体的书写。

过程与方法：1、用球棍模型制作C3H6、C4H8、C2H6O的分子模型。

2、强化同分异构体的书写，应考虑几种异构形式——碳链异构、位置异构、官能团异构，强化同分异构体的书写练习。

情感、态度与价值观：通过同分异构体的书写练习，培养思维的有序性、逻辑性、严谨性。

教学重点有机化合物的成键特点；有机化合物的同分异构现象。

教学难点有机化合物同分异构体的书写。

【教学过程设计】第一课时[新课导入]有机物种类繁多，有很多有机物的分子组成相同，但性质却有很大差异，为什么？多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环还可以相互结合。

［板书设计］一．有机物中碳原子的成键特点与简单有机分子的空间构型1、有机物中碳原子的成键特点：(1)在有机物中，碳原子有4个价电子，碳呈价，价键总数为。

（成键数目多）(2)碳原子既可与其它原子形成共价键，碳原子之间也可相互成键，既可以形成键，也可以形成键或键。

（成键方式多）(3)多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环还可以相互结合。

［归纳总结］①有机物常见共价键：C-C、C=C、C≡C、C-H、C-O、C-X、C=O、C≡N、C-N、苯环。

②在有机物分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子；连接在双键、叁键或在苯环上的碳原子（所连原子的数目少于4）称为不饱和碳原子。

③C—C单键可以旋转而C＝C不能旋转（或三键）。

2、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上。

［归纳总结］1、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）。

第二节有机化合物的结构特点一、有机化合物中碳原子的成键特点1、碳原子有4个价电子，能与其他原子形成4个共价键，碳碳之间的结合方式有单键、双键或三键；多个碳原子之间可以相互形成长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环也可以相互结合，所以有机物结构复杂，数量庞大。

2、单键——甲烷的分子结构CH4分子中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结构甲烷的电子式甲烷的结构式甲烷分子结构示意图在甲烷分子中，4个碳氢键是等同的，碳原子的4个价键之间的夹角(键角)彼此相等，都是109°28′。

4个碳氢键的键长都是1.09×10－10 m。

经测定，C—H键的键能是413.4 kJ·mol－13、不饱和键1）不饱和键：未与其他原子形成共价键的电子对，常见有双键、三键2）不饱和度：与烷烃相比，碳原子缺少碳氢单键的程度也可理解为缺氢程度3）不饱和度（Ω）计算*a 、烃CxHy 的不饱和度的计算2y 2x 2-+=Ω 与碳原子以单键直连的卤族原子或无碳基视为氢原子b 、根据结构计算一个双键或环相当于一个不饱和度一个三键相当于两个不饱和度一个碳氧双键相当于一个不饱和度二 、有机化合物的同分异构现象1、同分异构化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象叫做同分异构。

具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。

它是有机物种类繁多的重要原因之一。

同分异构体之间的转化是化学变化。

同分异构体的特点是分子式相同，结构不同，性质不同2.同分异构的种类（1）碳链异构：由于碳链骨架不同，产生的异构现象称为碳链异构。

烷烃中的同分异构体均为碳链异构。

如有三种同分异构体，即正戊烷，异戊烷，新戊烷。

（2）位置异构：指官能团或取代基在碳链上的位置不同而造成的异构。

如1-丁烯与2-丁烯、1-丙醇与2-丙醇。

（3）官能团异构：指官能团不同而造成的异构，如乙醇和二甲醚，葡萄糖和果糖。

有机化合物中碳原子的成键特点1.四价性：碳原子具有四个价电子，每个电子可与其他原子的电子形成共价键。

四价性使得碳原子可以与其他碳原子或其他元素形成多种多样的化学键，使得有机化合物的结构和性质多样化。

2.杂化轨道：由于碳原子的四价性，碳原子的4个价电子需要形成四个稳定的共价键。

为了完成这四个共价键，碳原子中的三个2s和一个2p 杂化轨道参与成键。

碳原子通过sp3杂化形成了四个等能量的sp3杂化轨道，每个轨道空间分布方向相互垂直，并指向一个立体角的顶点，从而有机化合物中的碳原子呈现出四面体结构。

3.正向和侧向重叠成键：有机化合物中的碳原子通过两种方式与其他原子成键，即正向和侧向重叠成键。

在正向重叠成键中，碳原子的sp3杂化轨道与其他原子的轨道正向重叠，形成σ键。

而在侧向重叠成键中，碳原子的p轨道与其他原子的轨道侧向重叠，形成π键。

4.自由旋转性：由于碳原子的四面体结构，有机化合物中碳原子与其它原子成键后，存在自由旋转的能力。

这种自由旋转性使得有机化合物在空间中具有很大的灵活性，不同的构象和立体异构体可相互转变。

5.链状结构：由于碳原子可以与自身形成多个共价键，碳原子可以通过形成共价键与其他碳原子连接在一起，形成链状结构。

这种链状结构使得有机化合物能够形成复杂的化学结构，且碳链的长度可以很长。

6.亲电性：碳原子相对于其它元素的原子，亲电性较小。

这是因为碳原子的电负性较低，即它不容易鼓励与其它原子形成共价键。

这种亲电性较小使得碳原子具有稳定性，不容易发生反应。

总之，有机化合物中碳原子的成键特点主要包括四价性、杂化轨道、正向和侧向重叠成键、自由旋转性、链状结构和亲电性。

这些特点使得有机化合物具有很高的结构多样性和反应活性，是有机化学研究的基础。

有机物中碳原子的成键特点碳原子是有机物中最重要的元素之一，它的成键特点对于有机化学的研究和理解至关重要。

碳原子具有特殊的电子结构，使得它能够形成多种不同类型的化学键，包括共价键、极性共价键和芳香键等。

1. 共价键：碳原子是一个四价元素，意味着它有四个可供成键的空轨道。

碳原子通常通过共价键与其他原子进行成键，共享电子对以完成其八个价电子的填充。

共价键是有机化合物中最常见的成键类型，也是最稳定的成键类型之一。

2. 极性共价键：有时，碳原子与其他原子之间的共价键并不是完全均匀共享电子对。

这种情况下，碳原子与其他原子之间的电子密度会发生一定程度的偏移，形成极性共价键。

极性共价键通常发生在碳原子与较电负的原子（如氧、氮等）之间的成键中。

这种极性成键会影响有机物的物理性质和化学性质，如溶解性、反应活性等。

3. 芳香键：芳香化合物是一类具有特殊稳定性的有机化合物，其中的芳香键起到了至关重要的作用。

芳香键是由碳原子之间的共享电子对形成的，它们在分子中形成了一个稳定的芳香环结构。

芳香键具有特殊的共轭结构和共轭性质，使得芳香化合物具有较高的稳定性和特殊的化学性质。

除了成键类型的特点外，碳原子在有机化学中还具有以下重要的特点和性质：1. 四价性：碳原子具有四个价电子，可以形成四条共价键。

这种四价性使得碳原子能够形成复杂的分子结构和多样性的化合物，从而构建了有机化学的基础。

2. 高稳定性：碳原子与其他原子之间的共价键通常都很稳定，可以抵抗外界环境的影响。

这种高稳定性使得有机化合物具有较长的寿命，并且能够在较宽的条件范围内存在和反应。

3. 多样性：由于碳原子的四价性和成键特点，碳原子可以与多种不同的原子和基团发生成键，形成复杂的有机分子。

这种多样性使得有机化合物具有丰富的结构和性质，为生命体系的构建和化学合成提供了丰富的可能性。

碳原子在有机化学中的成键特点和性质对于有机化学的研究和理解具有重要意义。

碳原子能够形成多种不同类型的化学键，包括共价键、极性共价键和芳香键等。

有机化合物的结构特点【学习目标】1、通过有机物中碳原子的成键特点,了解有机物存在异构现象是有机物种类繁多的原因之一;２、掌握同分异构现象的含义,能判断简单有机物的同分异构体,初步学会同分异构体的书写、【要点梳理】要点一、有机化合物中碳原子的成键特点1、碳元素位于第二周期ⅣA族,碳原子的最外层有4个电子,特别难得到或失去电子,通常以共用电子对的形式与其他原子形成共价键,达到最外层8个电子的稳定结构。

说明:依照成键两原子间共用电子的对数,可将共价键分为单键、双键和三键、即成键两原子间共用一对电子的共价键称为单键,共用两对电子的共价键称为双键,共用三对电子的共价键称为三键。

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４个共价键,而且碳原子之间能够形成单键(C—C)、双键(C＝C)、三键(C≡C)。

多个碳原子能够相互结合成长短不一的碳链,碳链也能够带有支链,还能够结合成碳环,碳链与碳环也能够相互结合,因此,含有原子种类相同,每种原子数目也相同的分子,其原子估计具有多种不同的结合方式,形成具有不同结构的分子。

说明:(1)在有机物分子中,碳原子仅以单键与其他原子形成4个共价键,如此的碳原子称为饱和碳原子,当碳原子以双键或三键与其他原子成键时,如此的碳原子称为不饱和碳原子。

(2)同种元素的原子间形成的共价键称为非极性键,不同种元素的原子间形成的共价键称为极性键。

共价键的极性强弱与两个成键原子所属元素的电负性差值大小有关,电负性差值越大,键的极性就越强、3、表示有机物的组成与结构的几种图式。

种类实例含义应用范围化学式CH4C2H2(甲烷) (乙炔) 用元素符号表示物质分子组成的式子。

可反映出一个分子中原子的种类和数目多用于研究分子晶体最简式(实验式) 乙烷最简式为CH3,C6H12O６的最简式为ＣＨ2O①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子②由最简式可求最简式量①有共同组成的物质②离子化合物、原子晶体常用它表示组成电子式用小黑点等记号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子多用于表示离子型、共价型的物质结构式①具有化学式所能表示的意义,能反映物质的结构②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间构型①多用于研究有机物的性质②能反映有机物的结构,有机反应常用结构式表示结构简式(示性式) CＨ3-CH３(乙烷)结构式的简便写法,着重突出结构特点(官能团)同“结构式”①球棍模型小球表示原子,短棍表示价键用于表示分子的空间结构(立体形状)比例模型用不同体积的小球表示不同原子的大小用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序特别提示:(１)写结构简式时,同一碳原子上的相同原子或原子团能够合并,碳链上直截了当相邻且相同的原子团亦能够合并,如有机物也可写成(CH３)3Ｃ(CＨ2)2CＨ3、(2)有机物的结构简式只能表示有机物中各原子的连接方式、并不能反映有机物的真实结构。

第二节有机化合物的结构特点第一课时教学目标（一）知识与技能：1、了解有机化合物中碳原子的成键特点，理解有机物种类繁多的原因2、通过对典型实例的分析，了解有机化合物存在同分异构现象，能判断简单有机化合物的同分异构体。

（二）过程与方法：1、通过预习培养学生自学能力、独立解决问题、发现问题的能力。

2、通过模型制作使学生在实践中获得亲身体验并能初步体会“模型方法”的意义。

3、通过思考与交流，让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。

（三）情感、态度与价值观1、培养学生主动参与意识。

2、经历探究过程，提高学生的创新思维能力，勇于探索问题的本质特征，体验科学过程。

教学重点有机物的成键特点，同分异构现象。

教学难点正确写出有机物的同分异构体。

教学方法预习、模型制作、讨论、启发、讲解、练习课时安排1课时教学用具模型、多媒体教室，另附powerpoint课件。

一．有机物中碳原子的成键特点第二课时[思考回忆]同系物、同分异构体的定义？（学生思考回答，老师板书）[板书]二、有机化合物的同分异构现象、同分异构体的含义同分异构体现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构现象，叫做同分异构体现象。

同分异构体：分子式相同, 结构不同的化合物互称为同分异构体。

（同系物：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。

） [知识导航1]“同分异构”的理解：（1）“同分”—— 相同分子式 （2）“异构”——结构不同分子中原子的排列顺序或结合方式不同、性质不同。

（“异构”可以是碳链异构，也可以是官能团异构）“同系物”的理解：（1）结构相似——— 一定是属于同一类物质；（2）分子组成上相差一个或若干个CH 2原子团—— 分子式不同[学生自主学习，完成《自我检测1》] 《自我检测1》下列五种有机物中， 互为同分异构体； 互为同一物质； 互为同系物。

① ②③ ④ CH 2=CH －CH 3 ⑤ CH 2=CH －CH=CH 2[知识导航2]（1）由①和②是同分异构体，得出“异构”还可以是位置异构； （2）②和③互为同一物质，巩固烯烃的命名法；CH 3－CH －CH=CH 2︱ CH 3CH 3︱CH 3－C=CH －CH 3CH 3－CH=C︱ CH 3CH 3︱（3）由①和④是同系物，但与⑤不算同系物，深化对“同系物”概念中“结构相似”的含义理解。

促敦市安顿阳光实验学校第1课时有机化合物中碳原子的成键特点[基础过关]一、有机物的成键特点1．大多数有机物分子里的碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合形成的化学键( )A．只有极性共价键B．只有非极性共价键C．有极性共价键和非极性共价键D．只有离子键答案C解析因碳原子有4个价电子，在有机物中，碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合形成的均是共价键，其中碳原子与碳原子之间以非极性共价键相结合，碳原子与其他原子之间以极性共价键相结合。

2．下列分子中，既具有极性键又具有非极性键的分子是( )A．CH2Cl2B．HCHOC．H2O D．CH2===CH—CH3答案D 解析CH2===CH—CH3中存在C===C、C—C非极性键和C—H极性键。

3．分子式为C5H7Cl的有机物，其结构不可能是( )A．只含有1个双键的直链有机物B．含2个双键的直链有机物C．含1个双键的环状有机物D．含一个三键的直链有机物答案A解析分子中有1个碳碳双键或1个碳环，就可以少2个氢，有1个碳碳三键，就可以少4个氢。

C5H7Cl与饱和状态相比少4个氢，所以不可能是只含有1个双键的直链有机物。

二、有机物结构表示方法4．下列表示乙醇的结构中不正确的是( )A．CH3CH2OH B．C2H5OHC ．D ．答案D解析D项中键线式表示的结构简式为CH3CH2CH2OH。

5．键线式可以简明扼要地表示碳氢化合物，如表示CH3CH2CH2CH2CH3，则表示的物质是( )A．丁烷B．丙烷C．丁烯D．丙烯答案C6．右图是某有机物分子的比例模型，有关该物质的推断不正确的是( ) A．分子中含有羟基B．分子中含有羧基C．分子中含有氨基D．该物质的分子式为C3H6O3答案C解析该有机物的结构简式为HOCH2CH2COOH，没有氨基存在。

三、有机物分子空间构型7．甲烷分子中的4个氢原子被苯基取代，可得如图所示的分子，对该分子的描述不正确的是( )A．分子式为C25H20B．该化合物为芳香烃C．该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面D．分子中所有原子一处于同一平面答案D解析本题实际上是考查甲烷的正四面体结构。

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 。