有机化合物的结构与性质
【教学目标】 知识与技能目标:
1.了解碳原子的成键特点和成键方式的多样性,能以此解释有机化合物种类繁多的现象。
2.理解单键、双键和叁键的概念,知道碳原子的饱和程度对有机化合物的性质有重要影响。3.理解极性键和非极性键的概念,知道共价键的极性对有机化合物的性质有重要影响。 过程与方法目标:
初步学会对有机化合物的分子结构进行碳原子的饱和程度、共价键的类型及性质等方面的分析。
情感态度与价值观目标:
通过对碳原子成键方式的学习,使学生树立“客观事物本来是相互联系和具有内部规律的”的辩证唯物主义观点。 【教学重难点】
教学重点:理解单键、双键和三键、极性键和非极性键概念,初步形成“结构决定性质”的意识
教学难点:碳原子的成键特点,同分异构现象和同分异构体,有机化合物结构和性质的关系 【教学方法】
充分利用教材资源和网络资源,组织学生展开交流、讨论,增强互动,分析讨论 【教学工具】
多媒体辅助教学工具, PPT课件,教案,《有机化学基础》,实验视频,有机化合物结构模型 【课时安排】3个课时
【教学过程】
【PPT展示】甲烷、乙烯、苯的结构及其主要化学性质
【导入新课】引导学生看投影,启发提问:甲烷、乙烯和苯是你认识的有机化合
物,你还记得它们有哪些化学性质吗?它们性质上的不同是由什么决定的? 【联想质疑】观察各物质的球棍模型,联想其化学性质,思考怎样分析有机化合物分子的结构,它们的结构是怎样决定性质的。
【过渡】怎样分析有机化合物的性质?它们的结构是如何决定性质的?这是我们这节课要解决的主要问题。请大家把书打开到第15页,我们来学习教材的第2节 有机化合物的结构与性质。
【板书】第二节 有机化合物的结构和性质
【讲述】认识有机化合物结构和性质的关系,掌握通过结构分析性质、通过性质推断结构的方法,对于学习有机化学来说是非常重要的。有机化合物的结构是以分子中碳原子结合成的碳骨架为基础的,所以要分析有机化合物的分子结构,首先需要研究碳原子的成键方式。 【板书】一、碳原子的成键方式
下面,我们来进行一个交流研讨活动,首先,请看知识支持(投影):单键、双键和叁键的定义。
【PPT展示并讲述】单键、双键和叁键的定义 【PPT展示】教材P16交流研讨图
【问题】请你考虑上述各分子中,1) 与碳原子成键的是何种元素的原子?2) 每个碳原子周围都有什么类型的共价键? 3) 与每个碳原子成键的原子数分别是多少?4) 每个碳原子周围有几对共用电子?
【学生】观察思考、交流研讨不同有机化合物中碳原子的成键情况有何异同。 【归纳总结】碳元素位于元素周期表第2周期ⅣA族,碳原子的最外电子层有四个电子,很难得失电子,通常以共用电子对的形式与其他原子成键,达到最外层8个电子的稳定结构。
有机化合物分子中的碳原子既可以彼此连接成链,也可以彼此连接成环;碳原子之间既可以形成单键,也可以形成双键或三键;碳原子除了彼此间可以成键外,还可以与氢、氧、氯、氮等其他元素的原子成键。碳原子成键方式的多样性,是有机化合物种类繁多的原因之一。 【展示】甲烷分子的结构模型
【讲述】甲烷分子中的碳原子与四个氢原子形成四个碳氢单键,任意两个键之间
的夹角均为109.5°,整个分子呈正四面体形。研究证实,其他烷烃分子中的碳原子的成键方式都与甲烷分子中的碳原子相似。
【PPT展示】乙烷、异戊烷、3,4,4–三甲基庚烷、2,3,5–三甲基己烷、3–甲基– 4–乙基己烷的结构简式
【总结】烷烃分子中的每个碳原子都与四个原子形成共价键(单键),这样的碳原子称为饱和碳原子(像吃饱了的人)。在化学反应中,饱和碳原子的单键断裂后才能结合其他的原子或原子团,生成新的化合物(如甲烷的燃烧反应、甲烷与氯气的取代反应)。
【展示】乙烯、乙炔的结构模型
【讲述】在乙烯分子中,两个碳原子之间通过共用两对电子成键(双键),另外,每个碳原子又各和两个氢原子结合形成碳氢单键,相邻两个键的夹角均接近120°,乙烯分子是平面型分子。在乙炔分子中,两个碳原子之间通过共用三对电子成键(三键),另外,每个碳原子又各与一个氢原子结合形成碳氢单键,相邻两个键的夹角均为180°,乙炔分子是直线形分子。在乙烯、乙炔分子中,成键原子数少于4形成碳碳双键、碳碳三键,所以它们都是不饱和碳原子。 【视频展示】乙烯与溴水的反应
【交流·研讨】1. 将乙炔通入溴水或溴的四氯化碳溶液时会有什么现象发生? 2.乙烯为什么容易发生加成反应?乙烷能与溴水发生加成反应吗? 3.碳原子的饱和程度与烃的化学性质有什么关系吗?
【总结】:烷烃不能发生加成反应,烯烃、炔烃可以,这与其中键的性质、碳原子的饱和程度密切相关。 【知识支持】共价键的键参数
【讲述】由乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色的性质可以推断,碳碳双键中两个键的性质不相同,其中一个键较另一个键容易断裂。类似地,乙炔分子三键中三个键的性质也不相同,其中有两个键较另一个键容易断裂。比较双键与单键、三键与单键的键能数据,也可以得出上述结论。由于双键和三键中都有不稳定的键,所以乙炔与乙烯能发生类似的反应。
乙烯和乙炔分子中,与每个碳原子成键的原子数目都小于4,这样的碳原子称为不饱和碳原子。烯烃和炔烃分子中含有不饱和碳原子,烷烃分子中的碳原子