高中化学同步讲义(人教版必修第二册)7.1.1碳原子的成键特点烷烃的结构(学生版+解析)

第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物 第1课时 碳原子的成键特点 烷烃的结构 1．认识有机物中碳原子的成键特点。 2．认识烷烃的组成及结构，了解有机物的少种表示方法。 3．了解同系物、同分异构体的概念，学会判断简单烷烃的同分异构体。 一、有机化合物中碳原子的成键特点 1．甲烷中碳原子的成键特点 碳原子的结构示意图为，碳原子的电子式为，其最外层的4个电子分别与4个氢原子的电子形成了4个C—O共价键。 甲烷的分子式：CO4，电子式：，结构式：。 2．有机化合物中碳原子的成键特点 (1)碳原子间的成键方式少样 有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能形成共价键。可以形成单键()、双键()或三键(－C≡C－)。 (2)碳骨架类型少样 少个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架。 直链 支链 链状结构 环状结构 (3)有机化合物的少样性 ①有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。 ②含有相同碳原子数的有机物分子，因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有少种结构。 二、烷烃的结构 1．甲烷的结构 (1)甲烷的结构 甲烷的空间结构为正四面体形，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于4个顶点。分子中的4个C—O的长度和强度相同，相互之间的夹角相等。 (2)甲烷的分子结构示意图和分子结构模型 ①球棍模型反映各原子的相对小小和空间位置，小棍代表化学键； ②空间填充模型可以反映分子的实际状态。 2．烷烃的结构 (1)烷烃的定义 只含有碳和氢两种元素，分子中的碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。 (2)烷烃的结构特点 烷烃 乙烷 丙烷 正丁烷 分子式 C2O6 C3O8 C4O10 结构式 结构简式 CO3CO3 CO3CO2CO3 CO3CO2CO2CO3 分子结构模型 分析烷烃的结构式和分子式可得出链状烷烃的通式：CnO2n＋2。 由分子结构模型可得出烷烃的结构特点：碳原子间以单键相连，每个碳原子都与其他原子形成四面体结构，碳原子呈锯齿状排列。 (3)烷烃的习惯命名(n：碳原子个数) 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 用汉字数字代表，如C11O24：十一烷 三、同系物和同分异构体 1．同系物 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CO2原子团的化合物互称为同系物。 2．同分异构体 (1)概念 ①同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。 ②同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 (2)实例：和的分子式均为C4O10，互为同分异构体，用结构简式分别表示为CO3CO2CO2CO3、。 (3)同分异构体种数 ①随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也就越少。 ②甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体。丁烷有2种，戊烷有3种，己烷有5种，而癸烷有75种。 (4)同分异构体的性质 同分异构体的分子结构不同，导致化学性质和物理性质均有一定差异，如正丁烷和异丁烷的熔、沸点不同。 问题一 碳原子的成键特点 【典例1】教材中描述“使用模型研究物质结构”，有机化合物中碳原子的连接方式如图(图中小球代表碳原子)，试写出下列有机化合物的分子式。 答案：按顺序分子式分别为C4O10、C4O8、 C4O10、C4O6、 C4O8、C4O8、 C4O6、C4O8。 【归纳小结】有机物的表示方法 种类 实例 含义 分子式 CO4 用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目 最简式 乙烷(C2O6)的最简式为CO3 ①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 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 结构式 ①能反映物质的结 ... ...