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1、第二節(jié)有機化合物的結構與性質(zhì)第一章有機化合物的結構與性質(zhì)烴第一課時:碳原子的成鍵方式學習目標1、理解碳原子的不同成鍵方式2、了解同分異構現(xiàn)象與同分異構體的概念,會判斷同分異構體。特別注意學習有機物的方法結構決定性質(zhì),性質(zhì)反映結構甲烷乙烯苯燃燒、取代反應燃燒、與高錳酸鉀溶液反應、加成反應燃燒、取代反應、加成反應結構性質(zhì)【討論】有機物分子中化學鍵的類型、官能團的名稱、所能發(fā)生的反應及反應類型和相互關系。聯(lián)想質(zhì)疑一.碳原子的成鍵方式[問題1]根據(jù)上述有機化合物的結構式或結構簡式回答:(1)碳原子最外層電子數(shù)是多少?
2、怎樣才能達到8個電子的穩(wěn)定結構?(2)各分子中與碳原子成鍵的分別是何種元素的原子?(3)各有機化合物中碳原子的成鍵數(shù)目分別是多少?與每個碳原子成鍵的原子數(shù)分別是多少?(4)每個碳原子周圍都有什么類型的共價鍵?什么是單鍵、雙鍵和叁鍵?單鍵:雙鍵:叁鍵:(5)什么是不飽和碳原子和飽和碳原子?(6)有機物分子中碳原子有哪些成鍵規(guī)律?兩個原子間共用一對電子的共價鍵;兩個原子間共用兩對電子的共價鍵;兩個原子間共用三對電子的共價鍵。①碳原子含有4個價電子,除了彼此間可以成鍵外,還跟多種原子(H、O、Cl、N等)形成共價鍵
3、。②易形成碳鏈、碳環(huán)、單鍵、雙鍵、叁鍵等多種復雜的結構單元。③碳原子價鍵總數(shù)為4。有機化合物分子中,與4個原子形成共價鍵的碳原子,其價電子被利用的程度已達到飽和,稱為飽和碳原子。成鍵原子數(shù)少于4的碳原子則稱為不飽和碳原子。碳原子成鍵方式的多樣性,是有機物種類繁多的原因之一。球棍模型填充模型109o28ˊ甲烷分子的模型(CH4)CHHHH甲烷分子的結構:正四面體,鍵角109.5°。1、從甲烷的分子結構分析,當碳原子與四個原子形成單鍵時,鍵角是多少度?形成什么分子構型?2、由此分析,烷烴分子中的碳鏈是直鏈嗎?如果
4、不是,是什么形狀?1、四面體型分子,鍵角109.5○2、不是直鏈,鋸齒狀乙烷分子的模型小結:①當碳原子與4個原子以單鍵相連時,碳原子與周圍的4個原子都以四面體取向成鍵。乙烯分子的模型(C2H4)約120o球棍模型填充模型C=CHHHH小結:有機物結構②碳原子形成雙鍵時——平面結構(雙鍵碳原子和與之直接相連的原子處于同一個平面)乙烯中雙鍵碳原子與相連的兩個氫原子所成的鍵角為120。。乙炔分子的模型(C2H2)球棍模型填充模型180o小結:③碳原子形成叁鍵時——直線結構(叁鍵碳原子和與之直接相連的原子處在同一直線
5、)鍵角180。H—C≡C—H碳原子的成鍵方式與空間構型四面體型平面型直線型空間構型分子成鍵方式CC=CC≡C【遷移·應用】CH3—CC—CH==CH2分子中可能共面的原子最多有多少個?9個在CH3—CH=CH—CH3分子的結構中,一定有__個原子在同一個平面上;可能有__個原子在同一個平面上。68鍵長指兩個成鍵原子間的平均核間距。一般說來,鍵長越短,鍵越牢固。鍵能指101.3kPa、298K時,斷開1mol氣態(tài)AB分子中的化學鍵,使其生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子的過程中所吸收的能量。鍵能越大,鍵越牢固。鍵角指分
6、子中同一個原子上兩個共價鍵之間的夾角。共價鍵的三個參數(shù)鍵角決定分子形狀交流研討1請你根據(jù)上表所提供的數(shù)據(jù),從鍵能和鍵長的角度結合乙烷、乙烯和乙炔的性質(zhì)考慮下列問題,并與同組同學進行交流和討論。1.乙烯為什么容易發(fā)生加成反應?2.將乙炔通入溴水或溴的四氯化碳溶液時會有什么現(xiàn)象發(fā)生?3.碳原子的飽和程度與烴的化學性質(zhì)有什么關系嗎?碳碳鍵鍵能(kJ/mol)鍵長(nm)單鍵(C—C)3470.154雙鍵(C=C)6140.134叁鍵(C≡C)8390.121[問題2]碳碳雙鍵鍵能小于單鍵鍵能的2倍;鍵長大于單鍵鍵長
7、的1/2。碳碳叁鍵鍵能小于單鍵鍵能的3倍、小于單鍵和雙鍵的鍵能之和。叁鍵中三個鍵性質(zhì)不同,其中兩個較另一個容易斷裂。乙炔容易發(fā)生加成反應。雙鍵中兩個鍵性質(zhì)不同,其中一個較另一個容易斷裂。乙烯容易發(fā)生加成反應。單鍵不容易斷裂,飽和碳原子性質(zhì)穩(wěn)定,烷烴不能發(fā)生加成反應。不飽和碳原子性質(zhì)較活潑,烯烴、炔烴容易發(fā)生加成反應。分析歸納1[問題3]上圖四種烴分子的模型,回答下列問題(1)每個分子中任意兩個共價鍵的鍵角是多少?(2)四種分子分別是什么空間構型?(3)鍵角與分子空間構型有什么關系?(4)已知碳原子的成鍵方式?jīng)Q
8、定其周圍共價鍵的鍵角,請總結其中有什么規(guī)律?甲烷乙烯乙炔苯球棍模型填充模型空間構型鍵角空間各原子的位置2C和2H在同一直線上109o28ˊ4H位于正四面體的四個頂點,C在正四面體的中心120o2C和4H在同一平面上正四面體平面型直線型180o平面型120o6C和6H在同一平面上分析歸納2若一個碳原子與4個原子成鍵,則碳原子與周圍的4個原子都以四面體取向成鍵,四個鍵的鍵角總是接近109.5o,所以烷烴