2024高中化学第1部分专题2第一单元第一课时碳原子的成键特点有机物结构的表示方法讲义含解析苏教版选修5.docVIP

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碳原子的成键特点有机物结构的表示方法

1．你知道有机化合物中碳原子之间能形成哪些共价键？

提示：碳原子之间能形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳叁键。

2．甲烷、乙烯分子中的全部原子是否处于同一平面上？

提示：甲烷分子为正四面体结构，全部原子不能共平面。乙烯分子中全部原子处于同一平面上。

3．你能写出乙烷、乙烯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯的结构简式吗？

提示：乙烷、乙烯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯的结构简式分别为：CH3CH3、CH2===CH2、CH3CH2OH、CH3COOH、CH3COOC2H5。

[新知探究]

探究eq\a\vs4\al(1)碳原子有几个价电子？它能与其他原子形成几个共价键？

提示：碳原子有4个价电子，它能与其他原子形成4个共价键。

探究eq\a\vs4\al(2)如何证明甲烷的分子结构是正四面体结构而不是平面结构？

提示：CH2Cl2分子的空间结构只有1种可证明甲烷分子是正四面体结构，因为若CH4分子是平面结构，则CH2Cl2可有两种结构。

探究eq\a\vs4\al(3)CH3—CH===CH—C≡C—CH3分子中全部碳原子是否处于同一平面上？

提示：依据乙烯和乙炔的分子结构推断。

CH3—CH===CH—C≡C—CH3分子中全部碳原子处于同一平面内。

[必记结论]

1．有机物中碳原子的成键特点

(1)有机物的基本骨架：

碳原子通过共价键结合形成碳链或碳环。

(2)碳原子的成键特点：

①碳原子总是形成四个共价键。

②碳原子间可以形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳叁键。

③碳原子与氧原子间可形成碳氧单键(C—O)或碳氧双键(C===O)。

2．碳原子的成键方式和有机物分子空间结构的关系

(1)单键：碳原子与其他4个原子形成四面体结构。

(2)双键：形成该双键的原子以及与之干脆相连的原子处于同一平面上。

(3)叁键：形成该叁键的原子以及与之干脆相连的原子处于同始终线上。

3．碳原子的饱和性

(1)饱和碳原子：仅以单键方式成键的碳原子。

(2)不饱和碳原子：以双键或叁键方式成键的碳原子。

4．典型有机物的分子结构

[胜利体验]

1．下列说法不正确的是()

A．在有机化合物中，每个碳原子都能形成4个共价键

B．在有机化合物中，碳原子能形成单键、双键、叁键，还可形成其他形式的共价键

C．在有机化合物中，碳、氢原子之间只能形成单键

D．在有机化合物中，碳、氮原子之间只能形成单键

解析：选D碳原子最外层有4个电子，能形成4个共价键，碳原子与碳原子间能形成单键、双键、叁键以及碳环，A、B正确。氢原子最外层只有1个电子，故与碳原子只能形成单键，但碳、氮原子之间能形成叁键，如N≡C—。

2．请说出下列有机化合物分子的空间形态。

解析：一个碳原子与四个原子相连，形成空间四面体结构；一个碳原子连接三个原子形成平面结构；一个碳原子连接2个原子形成直线形结构。

答案：(1)四面体(2)平面形(3)平面形

[新知探究]

探究eq\a\vs4\al(1)通常我们用哪些式子能表示有机物的分子结构？

提示：常用结构式、结构简式、键线式表示有机化合物的分子结构。

探究eq\a\vs4\al(2)书写有机物的结构简式时，碳碳双键、碳碳叁键能否省略不写？

提示：碳碳单键可以省略，而碳碳双键、碳碳叁键不能省略。

探究eq\a\vs4\al(3)你能用键线式表示乙醇，异戊二烯()的分子结构吗？

提示：乙醇的键线式为，异戊二烯的键线式为。

[必记结论]

有机物分子结构的表示方法

[胜利体验]

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：选AA是键线式，但它的分子式为C3H8O，不是乙醇的结构，B、D是乙醇的结构简式，C是乙醇的结构式。

4．写出下列有机物的分子式：

答案：(1)C6H14(2)C5H10(3)C4H8O2

—————————————[关键语句小结]——————————————

1．碳原子可以形成四个共价键，碳与碳之间可以是单键、双键或叁键，还可以成环。

2．甲烷是正四面体分子，乙烯是平面形分子，乙炔是直线形分子。

3．碳原子以单键方式成键的称为饱和碳原子，若以双键或叁键成键的称为不饱和碳原子。

4．结构式是指将有机物中原子间的化学键全部用短线表示出来。结构简式是指省略了有机物中能省的化学键而表示出来的式子。

[例1]下列化学式对应的结构式从成键状况看不合理的是()

解析：选D有机物分子结构中，C、Si均应形成四个共价键，而D项中，C、Si均形成了三个价键，不符合价键特点。

有机物分子结构中原子的价键规则

①C、Si为四个价键；

②O、S为二个价键；

③H、X(代表F，Cl，Br，I)为一个价键；

④N为三个价键。

1．从元素的成键特点推断C2H4