第第頁第七章有機(jī)化合物第一節(jié)認(rèn)識有機(jī)化合物第1課時碳原子的成鍵特點(diǎn)烷烴的結(jié)構(gòu)一、有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)1.甲烷的分子結(jié)構(gòu)碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖為，其最外層的個電子分別與4個氫原子的電子形成了4個C—H共價鍵。甲烷的分子式：，電子式：，結(jié)構(gòu)式：。2.有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)(1)碳原子間的成鍵方式多樣有機(jī)化合物中的每個碳原子不僅能與其他原子形成4個共價鍵，而且碳原子與碳原子之間也能形成共價鍵?？梢孕纬商继紗捂I()、碳碳雙鍵()或碳碳三鍵(—C≡C—)。(2)有機(jī)物碳骨架的基本類型多樣多個碳原子之間可以結(jié)合成，也可以結(jié)合成，構(gòu)成有機(jī)物或的碳骨架。如下圖：直鏈支鏈鏈狀結(jié)構(gòu)(3)組成有機(jī)物的碳原子數(shù)目靈活有機(jī)物分子可能只含有一個或幾個碳原子，也可能含有成千上萬個碳原子。3.探究以碳為骨架的有機(jī)物種類繁多的原因(以分子中含4個碳原子的有機(jī)物為例)(1)根據(jù)碳原子的4價鍵原則，可將下圖中碳原子的價鍵用氫原子補(bǔ)齊，試在各模型下面的橫線上寫出各物質(zhì)的分子式。(2)根據(jù)(1)中各物質(zhì)的分子式，用序號填空。分子式相同的物質(zhì)有：①和；③和；⑥和。(3)分子中含4個碳原子的碳?xì)浠衔锍?1)中所列的9種外，你還能列舉出其他可能的類型嗎？答案(1)碳原子最外層有4個電子，可以形成4個共價鍵()(2)在有機(jī)化合物中，碳原子間只能形成單鍵()(3)在有機(jī)化合物中，碳原子間所成的骨架只能為直鏈狀()(4)有機(jī)化合物種類繁多的原因之一與碳原子間的成鍵方式及碳骨架不同有關(guān)()(5)碳原子能與其他原子形成4個共價鍵，且碳原子之間也能相互成鍵()兩種有機(jī)物的碳骨架如圖所示。已知它們結(jié)構(gòu)中的碳原子余下的價鍵均與氫原子結(jié)合，請寫出分子式：棱晶烷________；立方烷________。有機(jī)物種類繁多的原因(1)碳原子所成價鍵多：有機(jī)化合物中，碳原子最外層有4個電子，可以形成4個共價鍵，比氮、氧、氫或鹵素原子所成價鍵都要多。(2)碳原子成鍵方式多樣：含有多個碳原子的有機(jī)化合物，碳原子間成鍵方式較多，可以形成單鍵，也可以形成雙鍵或三鍵。(3)碳骨架多樣：碳原子間所成骨架有多種，可以是直鏈，也可以成環(huán)，也可以帶支鏈。(4)成鏈原子及種類多而靈活：有機(jī)物分子中碳原子可以與一個或若干個碳原子成鍵，也可以和其他原子成鍵，數(shù)目不等。二、烷烴的結(jié)構(gòu)1.甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)(1)甲烷的分子結(jié)構(gòu)示意圖與分子結(jié)構(gòu)模型(2)甲烷分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①甲烷分子中的5個原子不在同一平面上，而是形成了的空間結(jié)構(gòu)。②分子中碳原子位于，4個氫原子分別位于。③分子中的4個C—H的長度和強(qiáng)度，相互之間的夾角。2.幾種常見的烷烴烷烴乙烷丙烷正丁烷分子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式3.烷烴(1)定義只含有碳和氫兩種元素，分子中的碳原子之間都以結(jié)合，碳原子的剩余價鍵均與氫原子結(jié)合，使碳原子的化合價都達(dá)到“飽和”。這樣的一類有機(jī)化合物稱為飽和烴，也稱為。(2)習(xí)慣命名法①以烷烴分子中碳原子數(shù)命名，碳原子數(shù)(n)及表示如下：碳原子數(shù)(n)及表示n≤1012345678910甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷烷烷烷烷烷n＞10相應(yīng)漢字?jǐn)?shù)字＋烷②當(dāng)碳原子數(shù)n相同，結(jié)構(gòu)不相同時，用正、異、新表示。如C4H10的兩種分子的命名：無支鏈時，CH3CH2CH2CH3稱為；有支鏈時，稱為。(3)通式如果鏈狀烷烴中的碳原子數(shù)為n，氫原子數(shù)就是，其分子式可用通式表示。(1)甲烷的分子式為CH4，碳原子和氫原子在同一平面內(nèi)()(2)正丁烷分子式為C4H10,4個碳原子在同一直線上()(3)烷烴分子中碳和碳之間以單鍵相結(jié)合，剩余的價鍵都和氫原子相結(jié)合()(4)相同碳原子數(shù)的有機(jī)物中，烷烴的含氫量最大()(5)分子組成上滿足CnH2n＋2(n≥1)的有機(jī)物都是鏈狀烷烴()(6)烷烴分子中所有的原子有可能共面()1.下列物質(zhì)一定屬于烷烴的是________(填字母)。A.C2H4B.C3H4C.C4H8D.C5H12E.C7H14F.C9H20G.C11H242.寫出滿足下列條件的烷烴的分子式。(1)分子中含18個氫原子的鏈狀烷烴為________。相對分子質(zhì)量為58的鏈狀烷烴為________。(2)含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低的烷烴是__________；和CO2密度相同的烷烴是__________；碳、氫質(zhì)量比為5∶1的烷烴是________。有機(jī)物的表示方法種類實(shí)例含義分子式CH4用元素符號表示物質(zhì)分子組成的式子，可反映出一個分子中原子的種類和數(shù)目最簡式乙烷(C2H6)的最簡式為CH3①表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子；②由最簡式可求最簡式量電子式用小黑點(diǎn)等記號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子結(jié)構(gòu)式①能反映物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；②表示分子中原子的結(jié)合或排列順序的式子，但不表示空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡式CH3CH3將結(jié)構(gòu)式中碳碳單鍵、碳?xì)滏I等短線省略后得到的式子即為結(jié)構(gòu)簡式，它比結(jié)構(gòu)式書寫簡單，比較常用，是結(jié)構(gòu)式的簡便寫法，著重突出結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(官能團(tuán))球棍模型小球表示原子，短棍表示價鍵，用于表示分子的空間結(jié)構(gòu)(立體形狀)空間填充模型①用不同體積的小球表示不同大小的原子②用于表示分子中各原子的相對大小和結(jié)合順序三、同系物同分異構(gòu)體1.同系物(1)概念：相似，在分子組成上相差一個或若干個原子團(tuán)的化合物互稱為同系物。(2)實(shí)例：CH4、C2H6、C3H8互為同系物。2.同分異構(gòu)體(1)概念①同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物具有相同的，但具有不同的現(xiàn)象。②同分異構(gòu)體：具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。(2)實(shí)例：和分子式均為，互為同分異構(gòu)體，用結(jié)構(gòu)簡式分別表示為CH3CH2CH2CH3、。(3)同分異構(gòu)體種數(shù)①隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的同分異構(gòu)體的種數(shù)也就。②甲烷、乙烷、丙烷無同分異構(gòu)體。丁烷有2種，戊烷有種，己烷有5種，而癸烷有75種。(4)性質(zhì)互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)的性質(zhì)有差異，如正丁烷和異丁烷的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)。3.烷烴同分異構(gòu)體的書寫(1)遵循的原則：主鏈由長到短，支鏈由整到散；位置由心到邊，排列由對到鄰、間。(2)書寫的步驟(以書寫C5H12的同分異構(gòu)體為例)a.將分子中全部碳原子連成直鏈作為主鏈。C—C—C—C—Cb.從主鏈一端取下一個碳原子作為支鏈(即甲基)，依次連在主鏈中心對稱線(虛線)一側(cè)的各個碳原子上，此時碳骨架只有一種。注意甲基不能連在①位和④位上，否則會使碳鏈變長，②位和③位等效，只能用一個，否則重復(fù)。c.從主鏈上取下兩個碳原子作為一個支鏈(即乙基)或兩個支鏈(即2個甲基)依次連在主鏈中心對稱線一側(cè)或兩側(cè)的各個碳原子上，此時碳骨架結(jié)構(gòu)只有一種。注意②位上不能連乙基，否則會使主鏈上有4個碳原子，使主鏈變長。綜上所述，C5H12共有3種同分異構(gòu)體，分別為CH3CH2CH2CH2CH3、和。(1)同系物一定具有不同的碳原子數(shù)()(2)只要是分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的化合物就一定為同系物()(3)同系物的化學(xué)性質(zhì)一定相似，一定具有相同的通式()(4)同分異構(gòu)體的相對分子質(zhì)量相同，相對分子質(zhì)量相同的化合物一定是同分異構(gòu)體()(5)互為同分異構(gòu)體的有機(jī)物一定不是同系物，互為同系物的化合物一定不是同分異構(gòu)體()(6)互為同分異構(gòu)體的化合物，化學(xué)性質(zhì)一定相似()1.下列有機(jī)物中和甲烷互為同系物的為________(填序號，下同)，和CH2=CH2互為同系物的為________，和互為同分異構(gòu)體的為________。①CH3CH2CH3②③CH2CH—CH3④⑤⑥2.寫出C6H14所有有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式：________________________。(1)同系物判斷的三個關(guān)鍵點(diǎn)①同：兩種物質(zhì)屬于同一類物質(zhì)。②似：兩種物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似。③差：兩種物質(zhì)分子組成上相差一個或多個CH2原子團(tuán)。(2)同分異構(gòu)體的“一同”和“一不同”①一同：分子式相同→相對分子質(zhì)量必相同。②一不同：結(jié)構(gòu)不同→原子或原子團(tuán)的連接順序(或空間排列)不同。1.下圖是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型。下列說法正確的是()A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面體結(jié)構(gòu)B.CH4、CCl4都是正四面體結(jié)構(gòu)C.CH4和CCl4中的化學(xué)鍵完全相同D.CH4、CCl4的結(jié)構(gòu)相同，性質(zhì)也相同2.下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，其中能反映其真實(shí)存在狀況的是()3.碳原子的不同結(jié)合方式使得有機(jī)物種類繁多，下列碳原子的結(jié)合方式錯誤的是()4.下列表示的物質(zhì)中，屬于鏈狀烷烴的是()①CH3CH2OH②CH3(CH2)4CH3③④⑤⑥⑦C8H16⑧CCl4A.①②③④ B.②④⑤⑥⑦C.②④⑤ D.④⑥⑧5.(2020·山東臨沂一中月考)下列說法錯誤的是()①化學(xué)性質(zhì)相似的有機(jī)物互為同系物②分子組成相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的有機(jī)物互為同系物③若烴中碳、氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，它們必是同系物④互為同分異構(gòu)體的兩種有機(jī)物的物理性質(zhì)有差別，但化學(xué)性質(zhì)必定相似⑤相對分子質(zhì)量相同而結(jié)構(gòu)不同的化合物互為同分異構(gòu)體⑥石墨與金剛石化學(xué)式相同，結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體A.①②③④⑤⑥B.只有②③⑤C.只有③④⑥D(zhuǎn).只有①②③⑥題組一有機(jī)物中碳原子成鍵特點(diǎn)1.目前已知化合物中數(shù)量、種類最多的是ⅣA族碳的化合物(有機(jī)化合物)，下列有關(guān)其原因的敘述不正確的是()A.碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氫原子)形成4個共價鍵B.碳原子性質(zhì)活潑，可以跟多種元素原子形成共價鍵C.碳原子之間既可以形成穩(wěn)定的單鍵，又可以形成雙鍵和三鍵D.多個碳原子可以形成長度不同的鏈(可以帶有支鏈)及環(huán)，且鏈、環(huán)之間又可以相互結(jié)合2.有關(guān)有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)，下列說法錯誤的是()A.碳原子最外層有4個電子，每個碳原子形成4個價鍵B.碳原子間只能形成碳鏈，不能形成碳環(huán)C.在CH4分子中，四個碳?xì)涔矁r鍵的長度和強(qiáng)度均相同D.在正丁烷分子中，4個碳原子形成的碳鏈為鋸齒形，不為直線形3.下列說法錯誤的是()A.含有相同碳原子數(shù)的有機(jī)物只有一種結(jié)構(gòu)B.形成碳碳雙鍵的兩個碳原子共用2對電子C.含有兩個C原子和兩個H原子的有機(jī)物其結(jié)構(gòu)式為H—C≡C—HD.分子式為C2H4，且含有碳碳雙鍵的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式為題組二烷烴的組成與結(jié)構(gòu)4.下列物質(zhì)不屬于烷烴的是()A.CH4B.CH2=CH2C.C5H12D.C9H205.(2020·遼寧本溪市高級中學(xué)月考)下列說法不正確的是()A.烷烴中每個碳原子都形成四個共價單鍵B.正戊烷的五個碳原子可以在同一條直線上C.甲烷、乙烷、丙烷的結(jié)構(gòu)都只有一種D.任何烷烴分子不可能為平面結(jié)構(gòu)6.下列關(guān)于CH4、CH3CH3和的敘述正確的是()A.均能用通式CnH2n＋2來表示B.與所有烷烴互為同素異形體C.它們都是烷烴，結(jié)構(gòu)中都既有極性共價鍵又有非極性共價鍵D.它們的性質(zhì)完全相同7.下列事實(shí)能證明甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)的是()A.四個C—H完全相同B.CH4的一氯代物只有一種C.在常溫常壓下，CH2Cl2為液體D.CH2Cl2只有一種空間結(jié)構(gòu)題組三同系物和同分異構(gòu)體8.下列敘述正確的是()A.分子式相同，各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同的物質(zhì)是同種物質(zhì)B.通式相同的不同物質(zhì)一定屬于同系物C.分子式相同的不同物質(zhì)一定互為同分異構(gòu)體D.同系物的性質(zhì)完全相同9.下列有機(jī)物中，存在同分異構(gòu)體的是()A.CH4B.CH3CH3C.CH3CH2CH3D.CH3CH2CH2CH310.下列說法正確的是()A.H2和D2互為同位素B.和互為同分異構(gòu)體C.正丁烷和異丁烷互為同系物D.和是同一種物質(zhì)11.丁烷(分子式為C4H10)是家用液化石油氣的成分之一，也用作打火機(jī)的燃料，下列關(guān)于丁烷的敘述不正確的是()A.在常溫下，C4H10是氣體B.C4H10與CH4互為同系物C.正丁烷和異丁烷分子式都為C4H10，兩者的性質(zhì)完全相同D.丁烷有兩種同分異構(gòu)體12.(2020·山東東營勝利第一中學(xué)月考)火炬中燃料的主要成分為丙烷。下列有關(guān)丙烷的敘述不正確的是()A.丙烷屬于烷烴B.丙烷的球棍模型為C.丙烷的結(jié)構(gòu)簡式為D.丙烷燃燒時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和熱能13.下列分子式只表示一種物質(zhì)的是()A.C3H7ClB.C3H6C.CH2Cl2D.C4H101