高中化學《實驗活動8 搭建球棍模型認識有機化合物分子結構的特點》微課精講+知識點+教案課件+習題

2021-02-19 班班通教學系統

知識點:

視頻教學:

練習:

課件:


教案:

【教學目標】

知識與技能:

1.  加深對有機化合物分子結構的認識。

2.  初步了解使用模型研究物質結構的方法。

過程與方法:

1.  通過搭建球棍模型真正提高學生的思維能力,歸納碳原子的成鍵特徵和各類烴分子中的化學鍵類型。

2.  對同分異構體及同分異構現象有一個整體的認識,能準確判斷同分異構體及其種類的多少。

情感態度與價值觀:

1.  體會物質之間的普遍性與特殊性。

2.  認識到事物不能只看到表面,要透過現象看本質。

【教學重難點】

重點:了解使用模型研究物質結構的方法。

難點:歸納碳原子的成鍵特徵和各類烴分子中的化學鍵類型,準確判斷同分異構體及其種類的多少。

【教學過程】

新課導入:

有機物的分子都很微小,在化學上,我們經常通過搭建球棍模型的方法,來認識有機物的結構。

一、實驗原理

有機化合物分子的立體模型常用的有凱庫勒模型和斯陶特模型。應用最廣泛的是凱庫勒模型。它用不同大小和不同顏色的圓球代表不同的原子或官能團,用木棍代表化學鍵,因此又稱為球棍模型。

碳原子最外層有4個電子,不易失去或獲得電子而形成陽離子或陰離子。碳原子通過共價鍵與氫、氧、氮、硫、磷等多種非金屬形成共價化合物。科學實驗證明,甲烷分子裡,1個碳原子與4個氫原子形成4個共價鍵,構成以碳原子為中心,4個氫原子位於四個頂點的正四面體立體結構。鍵角均為109°28′。

鍵長:原子核間的距離稱為鍵長,越小鍵能越大,鍵越穩定。

鍵角:分子中1個原子與另外2個原子形成的兩個共價鍵在空間的夾角,決定了分子的空間構型。

鍵能:以共價鍵結合的雙原子分子,裂解成原子時所吸收的能量稱為鍵能,鍵能越大,化學鍵越穩定。

二、實驗步驟

1.填寫下表,並搭建甲烷分子的球棍模型。

甲烷

分子式

結構式

CH4

結構特點

正四面體結構,以碳原子為中心,四個氫原子為頂點的正四面體,

鍵角:109°28′,4個C-H鍵的鍵長和鍵能相等,鍵角相等

2.填寫下表,並搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型,比較三者的立體結構

乙烷

乙烯

乙炔

分子式

結構式

分子式

結構式

分子式

結構式

C2H6

C2H4

C2H2

結構特點

結構特點

結構特點

立體結構,乙烷是兩個甲基連一塊 ,飽和結構 ,兩個三角架拼在一起  

平面結構,乙烯有四個氫原子的約束,碳原子之間以雙鍵連結,所有6個原子組成的乙烯是共面。H-C-C角是121.3°;H-C-H角是117.4°,接近120°,其中一個不牢固的共價鍵易斷裂。

直線結構,分子裡有碳碳叄鍵(其中含兩個不牢固的共價鍵),鍵與鍵之間的夾角是180°,是直線型分子,兩個不牢固的共價鍵易斷裂

【問題與討論】

1.   通過以上有機物分子球棍模型的搭建,歸納碳原子的成鍵特徵和各級烴分子中的化學鍵類型。

(1)碳原子最外層有4個電子,在有機物中,每個碳原子能與其他原子形成4個共價鍵;

(2)有機化合物中可以含一個碳原子,也可以含多個甚至成千上萬個碳原子;

(3)每個碳原子之間結合的方式可有單鍵、雙鍵、叄鍵,多個碳原子可以相互結合形成長的碳鏈,也可以形成碳環;

(4)大量存在同分異構現象

烷烴:存在極性鍵C-H鍵和非極性鍵C-C鍵

烯烴:存在極性鍵C-H鍵和非極性鍵C-C鍵以及非極性鍵C=C鍵

炔烴:存在極性鍵C-H鍵和非極性鍵C-C鍵以及非極性鍵C三C鍵

烷烴、烯烴、炔烴中存在的化學鍵均為共價鍵

2.   根據二氯甲烷的結構式推測其是否有同分異構體,並通過搭建球棍模型進行驗證,體會結構式與分子立體結構之間的關係。

根據甲烷是正四面體結構可以推測二氯甲烷沒有同分異構體存在。

3.   分子中含有四個碳原子的烴可能有多少種結構?嘗試用球棍模型進行探究。



【板書設計】

第七章  有機化合物

實驗活動8 搭建球棍模型認識有機化合物分子結構的特點

 

一、實驗原理

二、實驗步驟

三、問題與討論

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