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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