教學(xué)設(shè)計(jì)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1、高中化學(xué)選修 5有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)課題：第一章第二節(jié) 有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)授課班級(jí)課時(shí)2知識(shí)與教技能學(xué)過程與目方法情感的態(tài)度價(jià)值觀1. 理解有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，解碳原子雜化方式與結(jié)構(gòu)；2. 掌握甲烷、乙烯、乙炔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和同分異構(gòu)體通過對(duì)同分異構(gòu)體各題型的練習(xí)，要分析總結(jié)出對(duì)解題具有指導(dǎo)意義的規(guī)律、方法、結(jié)論，從“思考會(huì)”轉(zhuǎn)變成“會(huì)思考” ，真正提高學(xué)生的思維能力，對(duì)同分異構(gòu)體及同分異構(gòu)現(xiàn)象有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，能準(zhǔn)確判斷同分異構(gòu)體及其種類的多少1. 體會(huì)物質(zhì)之間的普遍性與特殊性2. 認(rèn)識(shí)到事物不能只看到表面，要透過現(xiàn)象看本質(zhì)重 點(diǎn)有機(jī)物的成鍵特點(diǎn)和同分異構(gòu)體的書寫難 點(diǎn)同

2、分異構(gòu)體相關(guān)題型及解題思路第二節(jié) 有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)知一、有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)識(shí)1. 鍵長、鍵角、鍵能結(jié)2. 有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法構(gòu)二、有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象與1. 烷烴同分異構(gòu)體的書寫板第一步：所有碳，一直鏈。書第二步：原直鏈，縮一碳。縮下的碳，作支鏈。設(shè)第三步：原直鏈，再縮一碳；縮下的碳，都作支鏈。計(jì)碳鏈異構(gòu)2. 烯烴同分異構(gòu)體書寫步驟（1）先寫出相應(yīng)烷烴的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：（2）從相應(yīng)烷烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式出發(fā)，變動(dòng)不飽和鍵的位置。烯烴同分異構(gòu)體包括官能團(tuán)異構(gòu)教學(xué)過程教學(xué)方法、手教學(xué)步驟、內(nèi)容段、師生活動(dòng) 引入這節(jié)課我們來學(xué)習(xí)第二節(jié)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。我們?cè)诟咭粫r(shí)就初步了解了有

3、機(jī)化合物種類繁多的原因， 主要是由于碳原子的成鍵特點(diǎn)所決定的， 接下來我們對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。 板書第二節(jié)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)講僅由氧元素和氫元素構(gòu)成的化合物， 至今只發(fā)現(xiàn)了兩種：H2O 和 H2O2，而僅由碳元素和氫元素構(gòu)成的化合物卻超過了幾百萬種，這正是由于有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)所決定的。碳原子最外層有 4 個(gè)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(jià)鍵與氫、氧、氮、硫、磷等多種非金屬形成共價(jià)化合物?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)證明，甲烷分子里， 1 個(gè)碳原子與 4 個(gè)氫原子形成 4 個(gè)共價(jià)鍵，構(gòu)成以碳原子位中心， 4 個(gè)氫原子位于四個(gè)頂點(diǎn)的正四面體立

4、體結(jié)構(gòu)。 鍵角均為 109o28。板書 1. 鍵長、鍵角、鍵能投影鍵長：原子核間的距離稱為鍵長，越小鍵能越大，鍵越穩(wěn)定。鍵角：分子中 1 個(gè)原子與另外 2 個(gè)原子形成的兩個(gè)共價(jià)鍵在空間的夾角，決定了分子的空間構(gòu)型。鍵能：以共價(jià)鍵結(jié)合的雙原子分子，裂解成原子時(shí)所吸收的能量稱為鍵能，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定觀察與思考 觀察甲烷、乙烯、 乙炔、苯等有機(jī)物的球棍模型，思考碳原子的成鍵方式與分子的空間構(gòu)型、 鍵角有什么關(guān)系投影講碳原子成鍵規(guī)律小結(jié)：1. 當(dāng)一個(gè)碳原子與其他 4 個(gè)原子連接時(shí)，這個(gè)碳原子將采取四面體取向與之成鍵。2. 當(dāng)碳原子之間或碳原子與其他原子之間形成雙鍵時(shí)， 形成雙鍵的原子以及與之直接

5、相連的原子處于同一平面上。3. 當(dāng)碳原子之間或碳原子與其他原子之間形成叁鍵時(shí)， 形成叁鍵的原子以及與之直接相連的原子處于同一直線上。4. 烴分子中，僅以單鍵方式成鍵的碳原子稱為飽和碳原子； 以雙鍵或叁鍵方式成鍵的碳原子稱為不飽和碳原子。5. 只有單鍵可以在空間任意旋轉(zhuǎn)。點(diǎn)擊試題下列關(guān)于 CH3CHCH C C CF3 分子的結(jié)構(gòu)敘述正確的是（）A 個(gè)碳原子有可能都在一條直線上B 個(gè)碳原子不可能都在一條直線上C 個(gè)碳原子一定都在同一平面上D 個(gè)碳原子不可能都在同一平面上講評(píng)依據(jù)。即“乙烯分子里的兩個(gè)碳原子和四個(gè)氫原子都處在同一平面上、乙炔分子里的兩個(gè)碳原子和兩個(gè)氫原子處在一條直線上。板書 2.

6、有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法講結(jié)構(gòu)式：有機(jī)物分子中原子間的一對(duì)共用電子 ( 一個(gè)共價(jià)鍵 ) 用一根短線表示，將有機(jī)物分子中的原子連接起來，若省略碳碳單鍵或碳?xì)鋯捂I等短線，成為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。若將碳、氫元素符號(hào)省略， 只表示分子中鍵的連接情況， 每個(gè)拐點(diǎn)或終點(diǎn)均表示有一個(gè)碳原子，稱為鍵線式。投影結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的轉(zhuǎn)換點(diǎn)擊試題隨堂練習(xí)小結(jié)講由于碳原子的成鍵特點(diǎn)， 每個(gè)碳原子不僅能與氫原子或其他原子形成 4 個(gè)共價(jià)鍵，而且碳原子之間也能與共價(jià)鍵相結(jié)合。碳原子間可以形成單鍵、雙鍵和三鍵；多個(gè)碳原子可以結(jié)合成長短不一的碳鏈， 碳鏈也可以帶有支鏈， 還可以結(jié)合成碳環(huán)，碳鏈和碳環(huán)也可以互相結(jié)合。 以上就是有機(jī)物種類繁多的原

7、因。講下面，我們來擴(kuò)展一下， 如何能夠由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式或鍵線式，快速判斷該有機(jī)物的分子式。讓我們來共同學(xué)習(xí)一下不飽和度。投影不飽和度1. 不飽和度又稱為缺氫指數(shù)， 有機(jī)物分子中與碳原子數(shù)相等的開鏈烷烴相比較，每減少 2 個(gè)氫原子，則不飽和度增加 1。2. 計(jì)算分式：(1) 若有機(jī)物的分子式為 CnHm,不飽和度 =若有機(jī)物的分子式為CnHmXr, 不飽和度 =若有機(jī)物的分子式為CxHyOz, 不飽和度 =若有機(jī)物的分子式為CxHyNz, 不飽和度 =講在這里大家需要注意的是， 若有機(jī)物為含氧化合物， C=O，C=C等效，不飽和度相當(dāng)于1，故 O原子數(shù)可不計(jì)入不飽和度。而有機(jī)物分子中如有 -X、 -N

8、O2. NH2. SO3H 均可視為氫原子。帶入不飽和度計(jì)算時(shí)作出相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。投影不飽和度：(2) =雙鍵數(shù) +叁鍵數(shù) *2+環(huán)數(shù)講在這里大家需要注意的是， 在對(duì)有機(jī)物中的橋環(huán)化合物或籠形結(jié)構(gòu)的脂環(huán)化合物進(jìn)行研究時(shí)， 我們所指的環(huán)數(shù)不是我們所看到的立體結(jié)構(gòu)的面數(shù)， 通常在有機(jī)中， 把碳環(huán)化合物轉(zhuǎn)變?yōu)殒湢罨衔镄枰驍嗟?C-C 鍵數(shù)目，就是碳環(huán)的數(shù)目。投影不飽和度(3) 對(duì)于立體有機(jī)物分子， =面數(shù) -1 對(duì)于多籠結(jié)構(gòu)， =面數(shù) - 籠數(shù)講在這里，我們所說的籠狀化合物也符合歐拉定理，即投影知識(shí)拓展歐拉定理多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系，遵循歐拉定理：頂點(diǎn)數(shù) +面數(shù) - 棱邊數(shù) =2講在有機(jī)

9、化合物中，頂點(diǎn)數(shù)就相當(dāng)于組成的原子數(shù)，棱邊數(shù)相當(dāng)于化學(xué)鍵數(shù)。投影 以立方烷和金剛烷舉例，計(jì)算不飽和度過也是由于以上原因， 由相同原子組成的有機(jī)物分子可能具有不同的幾種結(jié)構(gòu)。 板書二、有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象 投影復(fù)習(xí) 1. 同系物 ：結(jié)構(gòu)相似，分子組成相差若干個(gè) CH2 原子團(tuán)的有機(jī)物稱為同系物。 特點(diǎn)是物理性質(zhì)遞變， 化學(xué)性質(zhì)相似。2. 同分異構(gòu)體 ：化合物具有相同的分子式， 但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。 具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱同分異構(gòu)體。講對(duì)于某一烷烴分子怎樣判斷它是否具有同分異構(gòu)體， 如有，又具有幾種同分異構(gòu)體， 這是學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)一個(gè)很重要的內(nèi)容。我們必須學(xué)會(huì)判斷并能夠

10、書寫。今天，我們將學(xué)習(xí)一種常用的書寫方法縮鏈法 ( 減碳對(duì)稱法 ) 。 板書 1. 烷烴同分異構(gòu)體的書寫 點(diǎn)擊試題例 1.的同分異構(gòu)體 板書第一步：所有碳，一直鏈。( 先寫碳絡(luò)結(jié)構(gòu)，后用H 原子飽和 ) 板書第二步：原直鏈，縮一碳?？s下的碳，作支鏈。(從鏈端依次編號(hào) ) 問縮去的一個(gè)碳可作為一個(gè)，能否連接到1 號(hào)或 4 號(hào)碳原子上 展示用球棍模型旋轉(zhuǎn)，讓學(xué)生觀察。( 注意空間結(jié)構(gòu)的變換和支鏈連接位置的等效性)( 答：不能。書寫同分異構(gòu)體時(shí)，碳鏈頂端的碳原子上不要連接任何烴基，否則，將出現(xiàn)相同的同分異構(gòu)體。)可寫成 問支鏈能否連接到第3 號(hào)碳原子上 演示用球棍模型旋轉(zhuǎn)，讓學(xué)生觀察。( 答：不能。

11、第 2 與第 3 號(hào)碳原于是完全對(duì)稱的、等效的碳原子 ) 板書第三步：原直鏈，再縮一碳；縮下的碳，都作支鏈。講縮去的兩個(gè)碳原子可作為兩個(gè)甲基或一個(gè)乙基。 問 兩個(gè)甲基怎么連接 ( 只能同時(shí)連在第2 個(gè)碳原予上 )( 注意：第 2 號(hào)碳已飽和，即使有碳原子也不能再連接在這同一個(gè)碳原子上了； 除第 2 號(hào)碳原子外，四個(gè)碳原于是完全等效的 ) 作為乙基， 它不能連在頂端的碳原子上， 能否連接到第2 個(gè)碳原子上 演示用球棍模型旋轉(zhuǎn)，讓學(xué)生觀察。( 答：不能。書寫同分異構(gòu)體時(shí)，直鏈上各號(hào)碳原子不要連接原子數(shù)等于或大于其號(hào)數(shù)的烴基， 否則，將出現(xiàn)相同的同分異構(gòu)體。 ) 問剩三個(gè)碳原子的直鏈能否再縮去一個(gè)碳

12、( 不能。所以碳原子數(shù)少于 3 個(gè)的烷烴是沒有同分異構(gòu)體的) 小結(jié) 要按照程序依次書寫，以防遺漏。每一步中要注意等效碳原子，以防重復(fù)。 隨堂練習(xí) 寫出己烷各種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。 投影評(píng)點(diǎn) ( 寫出一些與上列結(jié)構(gòu)相同， 但書寫形式不同的烷烴分子的碳絡(luò)結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生比較分析，從而適應(yīng)其形式的變化。為系統(tǒng)命名打好基礎(chǔ) )（問：與上列哪些結(jié)構(gòu)相同答：均為3）（問：轉(zhuǎn)化后與上列哪些結(jié)構(gòu)相同答：均為） 問有沒有縮去三個(gè)碳原子以后的同分異構(gòu)體沒有，只有五種。講以上這種由于碳鏈骨架不同，產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象稱為碳鏈異構(gòu)。烷烴中的同分異構(gòu)體均為碳鏈異構(gòu)。 板書碳鏈異構(gòu)進(jìn)對(duì)于碳鏈異構(gòu)的書寫一般采用的方法是 “減碳對(duì)稱

13、法”。包括兩注意 ( 選擇最長的碳鏈作主鏈， 找出中心對(duì)稱線 ) ，三原則 ( 對(duì)稱性原則、有序性原則、互補(bǔ)性原則 ) 、四順序 ( 主鏈由長到短、支鏈由整到散、位置由心到邊、排布由鄰到間 ) 、 問烴的同分異構(gòu)體是否只有碳鏈異構(gòu)一種類型呢講我們學(xué)習(xí)了烯烴的同分異構(gòu)體的書寫就知道了。 板書 2. 烯烴同分異構(gòu)體書寫步驟（1）先寫出相應(yīng)烷烴的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：（2）從相應(yīng)烷烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式出發(fā)， 變動(dòng)不飽和鍵的位置。點(diǎn)擊試題 例 2. 寫出分子式為的烯烴的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；（共 5 種）（ 1）隨堂練習(xí) 1. 寫出 C5H11Cl 的同分異構(gòu)體2. 寫出分子式為 C5 H10O的醛的同分異構(gòu)

14、體投影小結(jié)等效氫原則1. 同一碳原子上的氫等效2. 同一個(gè)碳上連接的相同基團(tuán)上的氫等效3. 互為鏡面對(duì)稱位置上的氫等效。 小結(jié)并板書烯烴同分異構(gòu)體包括講上面已經(jīng)學(xué)了碳鏈異構(gòu)和位置異構(gòu)， 剛才所學(xué)的烯烴由于雙鍵在碳鏈中位置不同產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)象叫位置異構(gòu)。 還有一種同分異構(gòu)類型是官能團(tuán)異構(gòu)。如乙醇和甲醚： CH3 CH2 OH（乙醇，官能團(tuán)是羥基 OH）， CH3 O CH3（甲醚，官能團(tuán)是醚鍵 ），像這種有機(jī)物分子式相同，但具有不同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體叫官能團(tuán)異構(gòu)。 板書官能團(tuán)異構(gòu)點(diǎn)擊試題 例 3，寫出分子式為的烴的同分異構(gòu)體；小結(jié)隨堂練習(xí) 出 C4H10O的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 投影小結(jié) 書寫有機(jī)物的同分異構(gòu)體的步驟是：首先考慮官能團(tuán)異構(gòu)、其次考慮碳連異構(gòu)，最后考慮位置異構(gòu)，同時(shí)遵循對(duì)稱性、互補(bǔ)性、有序性原則，即可以無重復(fù)、無遺漏地寫出所有的同分異構(gòu)體來。課后練習(xí)