师：同学们，大家好，今天我们一起来学习高一人教版化学第七单元第一节第二课时——烷烃的结构。
本节课的学习目标有三个：一、掌握甲烷形成正四面体的空间结构；二、掌握烷烃的定义、结构特点、通式、命名及结构简式的书写；三、理解同系物、同分异构体的概念，并学会判断。
经过上节课的学习，我们了解到结构式能表示物质中原子的连接顺序，但不能表示原子的空间位置关系。而球棍模型或空间充填模型则能体现原子的空间位置关系。请大家观察甲烷的球棍模型，可以看到甲烷分子中心是碳原子，四个氢原子分别与碳原子形成等长的碳氢单键，并且均匀分散在碳原子四周。经检测，碳氢单键之间的键角为109度28分。如果连接甲烷分子外围的四个氢原子，则可得到一个正四面体结构。观察甲烷的空间充填模型，也是正四面体结构，其中空间充填模型能更真实地反映物质的空间排布。
那么，与甲烷结构相似的物质又有什么特点呢？请大家翻开书本第62页，看到“思考与讨论”栏目，结合表格中的信息和碳原子的成键规律，尝试写出丁烷的结构式。
生：（观察、思考）
师：从表格中我们可以发现几个关键点：第一，常见的原子只有碳原子和氢原子；第二，碳原子之间形成碳碳单键，碳原子与氢原子形成碳氢单键，并且每个碳原子都满足四价原则；第三，多个碳原子可以形成碳链。基于这几点，我们就可以来书写丁烷的结构式了。首先，确定四个碳原子以单键形式连接形成一条链；然后，为每个碳原子补足四个单键。两端的碳原子各缺三个单键，就各补三个碳氢单键；中间的碳原子各缺两个单键，就各补两个碳氢单键。这样，丁烷的结构式就画出来了。
那么，烷烃碳链中的碳原子能在同一条直线上吗？观察甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的球棍模型，大家能发现什么？
生：丙烷、丁烷中，每个碳原子与周围的四个原子都形成空间四面体结构。
师：很好。所以烷烃中的碳链是锯齿形的，而非直线形。我们可以小结一下，与甲烷类似的这类物质，其结构特点是：碳原子间以单键相连，碳原子呈四价，且分子呈链状。
接下来，我们根据结构式写出它们的分子式，也就是计算该物质所含的原子个数。乙烷中有两个碳原子、六个氢原子，分子式是C₂H₆；丙烷中有三个碳原子、八个氢原子，分子式是C₃H₈；丁烷中有四个碳原子、十个氢原子，分子式是C₄H₁₀。请大家一起观察，碳原子数和氢原子数之间有什么特殊关系吗？
生：氢原子数好像是碳原子数的两倍……但两端好像还多两个？
师：观察得很仔细！如果碳原子个数为n，那么链中间的氢原子数可以看作是2n，再加上链两端的两个氢原子，所以氢原子总数就是2n+2。因此，链状烷烃分子式的通式可以写作CₙH₂ₙ₊₂。
观察甲烷、乙烷、丙烷、丁烷分子式的不同点，你们能发现什么？
生：它们的碳原子和氢原子个数都不同，整体上相差一个或若干个CH₂原子团。
师：没错。那么，刚才大家写出的丁烷结构式都一样吗？
生：不一样。根据上节课学过的四个碳原子的结合方式，可以写出两种不同的结构。
师：很好。造成这种现象的可能原因是什么？
生：碳骨架的类型不同，链状碳骨架有直链和支链之分。
师：完全正确。我们把以上这些只含有碳、氢两种元素，分子中碳原子之间都以单键相连，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，从而使每个碳原子的化合价都达到饱和的一类有机物，称为饱和烃，也叫作烷烃。从名称上看，“烃”字本身就是“碳”的声母和“氢”的韵母结合而成。从成键方式看，碳原子形成碳碳单键和碳氢单键，我们把碳原子形成四个单键的形式称为“饱和”。从碳骨架看，它可以是链状，也可以是环状。如果没有特别说明，烷烃一般指饱和链烃。
为了书写方便，有机物通常用结构简式来表示。结构简式的书写原则是：第一，省略碳氢单键，把同一个碳原子上的氢原子合并书写；第二，可以省略碳碳单键。例如，乙烷中，左边碳原子上的三个氢合并写作CH₃，右边同样写作CH₃，再省略中间的碳碳单键，结构简式就是CH₃CH₃。丙烷两端写作CH₃，中间碳上的两个氢写作CH₂，省略单键后就是CH₃CH₂CH₃。同样，我们可以得到直链丁烷的结构简式：CH₃CH₂CH₂CH₃。在书写时，我们还可以进一步将中间连续相同的CH₂合并，写成更简约的形式。
那么，丁烷的另一种结构（支链丁烷）的结构简式该如何书写呢？首先，将同一个碳上的氢合并。主链部分写作CH₃CH(CH₃)，支链是CH₃。主链上的碳碳单键可以省略，但一般支链上的碳碳单键不省略，或者也可以将支链的CH₃用括号括起来，插入到主链中。请注意，这两种写法虽然都用了括号，但含义不同。通常，CH₂表示重复的单元，而括号内的CH₃表示支链，并且这个支链连接在括号前面的那个碳原子上。请大家练习书写一下这种支链丁烷的结构简式。
生：（练习书写）
师：我们来看一下。第一种，省略碳氢单键，合并同碳氢原子，可以得到一种形式；第二种，进一步省略横线上的碳碳单键；第三种，将支链以括号形式插入主链。这三种结构简式都是可以接受的，大家需要都了解。
烷烃该如何命名呢？对于十个碳原子以下的烷烃，我们依次用天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来命名。请注意区分“乙”和“己”的书写，还有“癸”的读音。超过十个碳原子，就直接用数字命名，比如C₅H₁₂叫戊烷，C₈H₁₈叫辛烷，C₁₁H₂₄就叫十一烷。对于碳数相同但结构不同的烷烃，习惯上把无支链的称为“正某烷”，如正丁烷、正戊烷；如果第二个碳上有一个甲基，则称为“异某烷”，如异丁烷、异戊烷。