1、第1課時碳原子的成鍵方式第1章內(nèi)容索引0102基礎(chǔ)落實必備知識全過關(guān)重難探究能力素養(yǎng)全提升03學(xué)以致用隨堂檢測全達標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.了解碳原子的成鍵特點和成鍵方式的多樣性,認識有機化合物種類繁多的原因,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。2.了解單鍵、雙鍵和三鍵的特點,知道碳原子的飽和程度對有機化合物的性質(zhì)有重要影響,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。3.理解極性鍵和非極性鍵的概念,知道共價鍵的極性對有機化合物性質(zhì)有重要影響,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)?；A(chǔ)落實必備知識全過關(guān)知識鋪墊1.甲烷的分子式為CH4,電子式為 ,結(jié)構(gòu)式為 。 2.乙烷、乙烯和乙炔的結(jié)構(gòu)簡式分別為

2、CH3CH3、CH2=CH2、CHCH。 必備知識一、碳原子的成鍵方式1.碳原子的結(jié)構(gòu)特點及成鍵方式2.碳原子的成鍵方式與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系 鍵型名稱碳碳單鍵碳碳雙鍵碳碳三鍵表示符號成鍵方式1個碳原子與周圍4個原子成鍵1個碳原子與周圍3個原子成鍵1個碳原子與周圍2個原子成鍵碳原子的飽和性飽和不飽和不飽和空間結(jié)構(gòu)四面體形平面形直線形碳原子與其他4個原子形成四面體結(jié)構(gòu)形成雙鍵的碳原子以及與之相連的原子處于同一平面上形成三鍵的碳原子以及與之相連的原子處于同一直線上二、極性鍵與非極性鍵根據(jù)共用電子在形成共價鍵的原子間是否偏移,可將共價鍵分為極性鍵與非極性鍵。1.非極性共價鍵(簡稱非極性鍵)AA、A=A、A

3、=A型鍵,成鍵的兩個原子相同,吸引電子的能力相同,共用電子不偏向任何一方,因此參與成鍵的兩個原子都不顯電性。2.極性共價鍵(簡稱極性鍵)AB、A=B、A=B型鍵,成鍵的兩個原子不同,它們吸引電子的能力不同,共用電子將偏向吸引電子能力較強的一方。共用電子偏向的成鍵原子帶部分負電荷,共用電子偏離的成鍵原子則帶部分正電荷?！疚⑺伎?】根據(jù)甲烷和乙烯的結(jié)構(gòu)分析,CH2=CHCH3分子中所有原子是否在同一平面內(nèi)?分子中在同一平面的原子最多有多少?分子中三個碳原子在同一直線上嗎?提示 CH2=CHCH3分子中所有原子不在同一平面內(nèi);同一平面的原子最多有7個;分子中三個碳原子不在同一直線上。【微思考2】在C

4、HCl3、CH2=CH2、CHCH和 中,只含有飽和鍵的有機化合物有哪些?既含有極性鍵又含有非極性鍵的有機化合物有哪些?提示 只含有飽和鍵的有機化合物是CHCl3;既含有極性鍵又含有非極性鍵的有機化合物有CH2=CH2、CHCH和 。自我檢測1.判斷下列說法是否正確,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)烯烴分子中所有原子都在同一平面上。()(2)炔烴分子中所有原子都在同一直線上。()(3)烷烴分子中的碳鏈?zhǔn)且粭l直線。()(4)乙烷和乙烯分子中都既有極性鍵,又有非極性鍵。() 2.下列有機化合物分子中的所有原子一定處于同一平面上的是() 答案 A解析 甲基是四面體結(jié)構(gòu),所以B、D中所有原子一定不共

5、面,由于單鍵可以旋轉(zhuǎn),所以C中所有原子不一定共面。重難探究能力素養(yǎng)全提升探究一有機化合物中碳原子的成鍵方式問題探究已知甲烷分子中的兩個氫原子被兩個氯原子取代后的結(jié)構(gòu)只有一種,能否證明CH4的空間結(jié)構(gòu)是正四面體結(jié)構(gòu),而不是平面結(jié)構(gòu)?提示 CH2Cl2分子的空間結(jié)構(gòu)只有一種能證明甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu),因為如果CH4的空間結(jié)構(gòu)為平面形,CH2Cl2應(yīng)存在兩種結(jié)構(gòu):深化拓展碳原子的成鍵特點碳原子最外層有4個電子,在有機化合物分子中,碳原子總是形成4個共價鍵,每個碳原子不僅能與氫原子或其他原子形成4個共價鍵,而且碳原子之間碳鏈也可以帶有支鏈,還可以結(jié)合成碳環(huán),碳鏈和碳環(huán)也可以相互結(jié)合。碳原子成鍵方式的

6、多樣性,是有機化合物種類繁多的原因之一。應(yīng)用體驗【典例1】下列說法正確的是()A.有機化合物分子中每個碳原子最外層都有四對共用電子B.所有的有機化合物中每個碳原子都形成四個單鍵C.碳原子只能與碳原子之間形成碳碳雙鍵或碳碳三鍵D.由甲烷、乙烯、乙炔的結(jié)構(gòu)可推知,有機化合物分子中不能同時存在單鍵、雙鍵和三鍵答案 A規(guī)律方法在有機化合物分子中,每個碳原子都形成四個價鍵,這四個價鍵可以是四個單鍵,可以是一個雙鍵和兩個單鍵,也可以是一個三鍵和一個單鍵。一般不寫兩個雙鍵連在同一個碳原子上的情況,因為這種結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,易發(fā)生分子內(nèi)的重排轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)。變式訓(xùn)練1在有機化合物分子中,同一個碳原子與其他原子不能同

7、時形成的化學(xué)鍵是()A.四個共價單鍵B.一個雙鍵和一個三鍵C.兩個單鍵和一個雙鍵D.一個單鍵和一個三鍵答案 B探究二共價鍵的極性問題探究1.通過對氫原子和氟原子的核外電子排布的了解,你知道F2和HF分子中形成的共價鍵有什么不同嗎?提示 F2分子中的共價鍵由于兩個成鍵原子吸引電子的能力相同,共用電子不偏移;HF分子中的共價鍵由于兩個成鍵原子吸引電子的能力不同,共用電子發(fā)生偏移。2.查閱有關(guān)元素的電負性數(shù)值,將CH鍵、NH鍵、OH鍵和FH鍵按鍵的極性由強到弱的順序進行排列。提示 FH鍵OH鍵NH鍵CH鍵。 深化拓展極性鍵與非極性鍵的比較 共價鍵類型極性鍵非極性鍵定義不同元素原子間形成的共價鍵同種元

8、素原子間形成的共價鍵特點共用電子偏向吸引電子能力較強的原子,該原子帶部分負電荷,吸引電子能力較弱的原子帶部分正電荷成鍵原子相同,吸引共用電子的能力相同,共用電子不偏向成鍵原子的任何一方,故成鍵兩原子均不顯電性說明:(1)共價鍵的極性強弱與兩個成鍵原子所屬元素的電負性差值大小有關(guān),電負性差值越大,鍵的極性越強。(2)共價鍵是否具有極性及極性的強弱程度對有機化合物的性質(zhì)有著重要的影響。鍵的極性并不是一成不變的,受分子中鄰近基團或外界環(huán)境的影響,鍵的極性及其強弱程度可能會發(fā)生變化。應(yīng)用體驗【典例2】下列敘述正確的是()A.CO2分子內(nèi)存在著非極性鍵B.C2H4分子中一定存在雙鍵C.含有雙鍵的有機化合

9、物分子中所有原子共平面D.烷烴分子中一定存在非極性鍵答案 B變式訓(xùn)練2下列說法錯誤的是()A.并不是所有的烷烴中都是既有極性鍵,又有非極性鍵B.所有的烯烴中都是既有極性鍵,又有非極性鍵C.因為碳元素的電負性為2.5,而氯元素的電負性為3.0,所以在CCl4中碳元素呈現(xiàn)+4價D.有機化學(xué)反應(yīng)只能發(fā)生在極性鍵上答案 D探究三分子的空間結(jié)構(gòu)問題探究觀察甲烷、乙烯、乙炔等有機化合物的球棍模型,思考問題:碳原子的成鍵方式與分子的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系。提示 若一個碳原子與4個原子成鍵,則四個鍵的夾角總是接近10928,所以烷烴分子中的碳鏈?zhǔn)钦劬€形碳鏈;若一個碳原子與3個原子成鍵,則三個鍵的夾角總是接近120,所

10、以烯烴分子中至少有6個原子共平面;若一個碳原子與2個原子成鍵,則兩個鍵的夾角總是180,所以炔烴分子中至少有4個原子共直線。深化拓展幾種烴的典型代表物的空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的比較 特別提醒(1)分子式、實驗式、電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式都不能反映分子的空間結(jié)構(gòu)。(2)由實驗式(最簡式)擴大整數(shù)倍,可以求分子式。(3)等質(zhì)量的具有相同實驗式(最簡式)的有機化合物完全燃燒時,消耗O2的質(zhì)量相等,生成的CO2的質(zhì)量相等,生成的H2O的質(zhì)量也相等。(4)乙烯分子中含有碳碳雙鍵,碳碳雙鍵中兩個鍵的性質(zhì)不同,其中一個鍵較另一個鍵容易斷裂,易發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。(5)乙炔分子中含有碳碳三鍵,碳碳三鍵中三個鍵的性

11、質(zhì)不完全相同,其中有兩個鍵較另一個鍵容易斷裂,與乙烯類似,易發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。(6)苯和含有苯環(huán)的有機化合物中,雖然其結(jié)構(gòu)中含有不飽和碳原子,卻與烯烴、炔烴的性質(zhì)大不相同。這是苯環(huán)上碳原子成鍵方式的特殊性造成的。應(yīng)用體驗【典例3】從成鍵情況看,下列結(jié)構(gòu)式不合理的是() 答案 D 解析 A項分子中每個氫原子形成1個共價鍵,氮原子形成3個共價鍵,碳原子形成4個共價鍵,成鍵合理,故A正確;B項分子中碳原子形成4個共價鍵,氫原子形成1個共價鍵,氧原子形成2個共價鍵,成鍵情況合理,故B正確;C項分子中碳原子形成4個共價鍵,氧原子形成2個共價鍵,氫原子形成1個共價鍵,成鍵情況合理,故C正確;D項分子

12、中C、Si原子理應(yīng)各形成4個共價鍵,卻只形成3個共價鍵,說明成鍵情況不合理,故D錯誤。變式訓(xùn)練3在下列有機化合物分子中,處于同一平面上的原子最多有() A.12個B.14個C.18個D.20個答案 D學(xué)以致用隨堂檢測全達標(biāo)1.下列說法不正確的是()A.只有成鍵兩原子為同種元素的原子,才有可能形成非極性鍵B.極性鍵中吸引共用電子能力強的原子帶部分正電荷C.鍵的極性除受成鍵原子吸引共用電子能力的強弱影響,還受鄰近原子團的影響D.不同元素原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不同,核對外層電子吸引作用的強弱程度就不同答案 B2.下列說法正確的是()A.烷烴中只可能存在碳碳單鍵和碳氫單鍵B.烯烴中的碳碳雙鍵是完全相同的兩個鍵C.烯烴和炔烴中所有的碳原子都是共面的D.烯烴和炔烴都能與氯氣發(fā)生加成反應(yīng)生成氯代烴和氯化氫答案 A3.下列化合物的分子中,所有原子可能共平面的是()A.甲苯B.乙烷C.丙炔D.1,3-丁二烯答案 D4.下列分子中,既具