同分异构现象
教学目标：
知识与技能：认识同分异构现象和同分异构体；知道有机物存在同分异构现象；了解同分异构体产生的原因，并能区分同位素、同素异形体和同分异构体。
过程与方法：运用活动与探索的方法，学习同分异构现象；通过三维空间结构模型，认识同分异构体的空间结构。
情感、态度与价值观：使学生再次体会化学物质“结构决定性质，性质体现结构”的特点。
教学重、难点：
教学重点：以正丁烷、异丁烷为例，使学生认识到由于微观结构的不同而导致同分异构现象
教学难点：各种同分异构现象
课型：理论知识课
教学方法：讲授法、活动探究法、
教学准备：正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷的球棍模型；
80个金橘（每组5个）、192颗红枣（每组12个）、256根牙签（每组16根）
教学过程：
上节课，我们学习了同素异形现象。我们知道同素异形现象是构成自然界物质种类繁多的原因之一。
下面先请大家看幻灯片。这里有几组十分相像的物质。请大家来说一说它们之间是一种怎么样的关系呢？
1 1H 和 2 1H ？
[学生回答] 同位素
同位素的研究对象是什么呢？
[学生回答] 原子
是怎么样的原子？互为同位素的原子什么相同，什么不同？
[学生回答] 质子数相同，中子数（或者质量数）不同
没错，同位素是指质子数相同，中子数不同的原子。那除了1 1H 和 2 1H之外，还有哪些原子也是互为同位素的呢？
[学生回答] 12 6C和14 6C、16 8O和18 8O
还有35 Cl和37 Cl等等
好，那我们来看第二组物质
O3 和 O2 ？
[学生回答] 同素异形体
同素异形体的研究对象又是什么呢？
[学生回答] 单质
同样请大家举一些同素异形体的例子
[学生回答] 金刚石和石墨、红磷和白磷
那大家现在看幻灯片上的这两种物质，或者看老师手上的这两个模型。我们用大球表示C原子，用小球表示H原子。左边的这个叫正丁烷，右边的这个叫异丁烷。它们又是一种什么样的关系呢？
它们是不是同位素啊？
[学生回答] 不是
追问：为什么呢？
[学生回答] 不是原子
那是不是同素异形体呢？
[学生回答] 也不是
为什么？
[学生回答] 不是单质
那它们到底是什么关系呢？我们先来看看它们有什么共同的地方呢？从原子的种类和个数这个角度看，正丁烷有几个C原子啊？我们一起来数一数
（和学生一起数）4个，那异丁烷有几个C原子呢？XX你来数数看
[学生回答] 4个
也是4个，除了C以外，还有什么原子？
[学生回答] H原子
那它们各有几个H原子呢？XX、XX你们来数数看
[学生回答] 10个
它们还有其他原子吗？
[学生回答] 没有
对于只有C、H元素构成的物质来说，它们的C和H原子的数目都是相同的，那说明它们的什么是相同的啊？
[学生回答] 分子式
那我们再来看看它们有哪里是不同的呢？
[学生回答] 结构
很好。那么对于正丁烷和异丁烷这两种物质来说，我们可以发现：它们的分子式是相同的，而结构是不同的。那我们就把这种分子式相同，结构不同的化合物叫做同分异构体。
[板书]
1、同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。
大家特别注意，同分异构体不同于同位素和同素异形体最大的特点就在于：它的研究对象是化合物，而且是分子式相同，结构不同的这么一些化合物。所以如果给你一组物质判断它们是不是同分异构体，我们要做这么三个工作：
首先，看它们是不是化合物。如果它们都是化合物，再看它们的分子式是不是相同，如果它们的分子式也相同，再看看它们的结构是不是相同，如果它们连结构也相同就说明它们是同一种物质，结构不同的就可以把它们互称为同分异构体。
所以说正丁烷和异丁烷应该互称为同分异构体，同时我们可以把这种现象，也就是化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象。
[板书]
2、同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象
而这种同分异构这种现象广泛存在于自然界中，是有机化合物种类繁多的原因之一。
下面我们来了解一个化学小常识：
[幻灯片]
化学小常识：
为了达到稳定结构，H只能形成单键，而C可以形成单键、双键和三键。当C成单键时，可以连四个单键。在C4H10中，C只以单键的形式存在。在C5H12中C同样也是以单键的形式存在的。
这几句话是什么意思呢？我们一起来看一看。
C的最外层有几个电子啊？
[学生一起回答] 4个
那为了达到八电子的稳定结构，一个C需要形成几个共价键？
[学生一起回答] 4个
那么这四个共价键可以如何排列组合呢？
H
举个例子：CH4。CH4的电子式怎么写啊： H C H
H
对于CH4中的C来说，C和4个H各公用一对电子，形成一个共价键。所以对于这个C来说，它是形成了4各单键：
C
再来看CO2，CO2的结构式怎么写啊： O C O
对于CO2来说，一个C和两个O各共用两对共用电子对，各形成两个双键。这是C的另一种成键形式，形成两个双键 ： C
那么C能不能和N一样形成三键呢？
假如两个C形成这样的一种形式： C C
是不是也符合要求呢？
[学生一起回答] 符合
所以说这种成键方式也是可以的
那除了这三种以外，还有C还有其他成键方式吗？
{学生回答不出来，则给以提示}
这样可以吗？ C
是不是也符合要求啊!
这是C几种主要的成键形式。根据这个知识，我们来思考这么一个问题：假如我给你4个C，它们有几种成键形式呢？
先来举个例子：
C C C C
这种情况下，对于各个C来说是不是都符合了八电子的稳定结构呢？
[学生一起回答] 是的
所以这种写法是正确的，那也有些同学可能会这么问：旁边的这些键连出来怎么半？大家看化学小常识上的第一句：H可以形成单键。那我们是不是可以在这里连上H。现在，我们先不连H，只考虑C。这是都成单键的情况。那如果有双键呢？我们一起来看一下：
C C C C
那么除了这两种之外还有其他的成键方式吗？大家拿出纸和笔写写看，看看能写出几种
{写出板书
3、C的成键特点：
（1）形成4个共价键
（2）可以形成单键、双键、三键}
{几分钟后，请几位学生到黑板上来写，再对他们所写出来的进行分析，再进行总结：按从简单到复杂的顺序分别列出以下的几种成键情况：全部为单键（包括成环的情况）、有双键、有三键、成空间立体结构的情况，列出来之后，再加上H，发现它们的分子式分别为：C4H10，、C4H8、C4H6、C4H4，虽然它们的分子式相同，但是它们的结构完全不同，再次强调同分异构体的概念}
根据我们刚才介绍的C的成键规则，接下来我们来做这么一个小游戏:
请大家用金橘表示C原子,用红枣表示H原子,摆出分子式为C5H12的这种物质的空间结构。在动手之前,先给大家一点小提示:在C5H12中,C原子都是以单键的形式存在的。
下面给大家五分钟时间,请大家以四个人一组,开始我们的小游戏。
{在幻灯片上放出游戏的规则和要求,并请学生帮忙发材料:每四个人一组,每组5个金橘,12颗红枣,16根牙签}
{学生动手游戏,教师巡视}
{在1到2分钟后,很多组都搭出了正戊烷的结构。拿一组同学的模型到讲台上,在黑板上写出它的结构式。}
很多组都摆出了这种结构，大家思考以下，除了这种以外，还有没有别的结构形式呢？
{学生摆出异戊烷和新戊烷的结构形式，再把这些结构式都写在黑板上，分别命名：正戊烷、新戊烷和异戊烷，再次强调这是分子式相同，结构不同的物质}
不管是正丁烷和异丁烷还是正戊烷、异戊烷和新戊烷，它们虽然分子式是相同的，但是结构却是截然不同的。在化学中有这么一条规律：结构决定性质。既然它们的结构不同，那它们的性质会不会也有所区别呢？我们来看这两个表格：
物质
正丁烷
异丁烷
熔点/℃
-138.4
-159.6
沸点/℃
-0.5
-11.7
物质
正戊烷
异戊烷
新戊烷
熔点/℃
-129.7
-159.6
-20
沸点/℃
36.1
27.9
9.5
从这两个表格中，大家首先得到一个怎么样的信息？
[学生回答] 它们之间的熔沸点不同
那么熔沸点是物质什么性质呢?
[学生回答] 物理性质
那就可以说明：同分异构体之间的物理性质是不同的，其实除了物理性质，它们的化学性质也是不同的。这一点我们会在以后的有机化学中进一步进行学习。
所以我们就可以得出这样一个结论：同分异构体之间的性质是不同的
[板书] 同分异构体之间性质不同
那大家再看这两种物质：乙醇和甲醚：
物质
乙醇
甲醚
分子式
C2H6O
C2H6O
熔点/℃
-117.3
-38.5
沸点/℃
78
-23
它们的分子式都是C2H6O，但却具有不同的熔沸点。根据我们刚才的学习，它们两者之间应该有什么样的关系？
[学生回答] 同分异构体
那请大家写出分子式为C2H6O的两种结构。那首先我们要先解决O原子的成键特点。O的最外层有几个电子啊？
[学生回答] 6个
那它可以形成单键、双键、三键中的哪几种呢？
[学生回答] 单键和双键
几个单键和几个双键
[学生回答] 两个单键和一个双键
好，那大家动手试试看写一写C2H6O的两种结构
{几分钟后}
老师请几位同学把自己写出来的写到黑板上去。
（分析学生写出来的结构式，改正错误的地方，去掉重复的，剩下两个结构式）
乙醇 CH3-CH2-O-H
甲醚 CH3-O-CH3
接下来，我们来看看这个练习：
练习：
1、有下列各组物质:
A、石墨、金刚石 B、
C、红磷 、白磷
D、水银和汞
E、CH3-CH2-CHO(丙醛) CH3-CO-CH3(丙酮)
（1）互为同位素的是________B
（2）互为同分异构体的是________E
（3）互为同素异形体的是________A C
（4）属于同一化合物的是________D
做了这个题目之后，我们来总结比较一下同位素、同素异形体和同分异构体
同位素
同素异形体
同分异构体
研究对象
原子
单质
化合物分子
结构
质子数相同
中子数不同
单质的组成和结构不同
不同
判断规律
质子数相同
中子数不同的原子
同一元素
不同单质
同分子式
不同结构
那大家再写一下C4H8的结构式，看看它有几种同分异构体，写的时候大家注意C的成键方式
C-C C-C、C C-C-C、
C不仅可以形成C链，还可以成环!
板书设计：
二、 同分异构现象
同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
（如：正丁烷和异丁烷）
同分异构体之间性质不同
同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象
教学后记
同分异构体本身并不是个非常抽象的概念，但是安排在有机化学的学习之前对学生来说就有一定的难度了。对于这节课来说只有同分异构体和同分异构现象这两个概念，从课开始就通过让他们观察模型自己得出同分异构体的特点，再通过简单介绍C的成键特点，拓宽学生的思维，也为专题三的有机化学的学习打下基础，让学生自己写好4个C的组合方式后，再自己来总结，培养他们在解决问题时思维的有序性，最后再次归结到同分异构体的概念中，形成了一个“易—难—易”的过程。这一部分相对比较枯燥。接下来的小游戏则能更好地调动学生的兴趣和积极性。使他们对同分异构体的认识从理性上升到感性。最后再介绍他们的性质等特点。
上完这节课后，总体感觉非常流畅。但是很多涉及到有机的知识，介绍的难易程度比较难控制。
课件12张PPT。说出下列各组物质之间的关系： 1H 和 1H
12同位素O3 和 O2同素异形体正丁烷异丁烷化学小常识： 为了达到稳定结构，H只能形成单键，而C可以形成单键、双键和三键。C最多可以形成四个共价键。 用大球表示C，用小球表示 H ，用小木棒表示它们之间的所成的键，把它们连成分子式为 C5H12 的物质的空间结构。 小游戏结论：
同分异构体之间的性质不同乙醇 CH3-CH2-OH甲醚 CH3-O-CH3练习：E 、 CH3CH2CHO(丙醛) CH3-CO-CH3(丙酮) BEA CD1、有下列各组物质: A、石墨、金刚石 B、 C、红磷 、白磷D、水银和汞（1）互为同位素的是________（2）互为同分异构体的是________（3）互为同素异形体的是________（4）属于同一物质的是________H、DO3、O2正丁烷、
异丁烷原子单质化合物质子数相同
中子数不同单质的组成和结构不同不同质子数相同
中子数不同的
原子同一元素
不同单质同分子式
不同结构下列化学式只表示一种纯净物的是
A、C B、CH4
C、C2H6O D、C4H10B下面结构式是B的同分异构体的是 ADEF下列各组物质中，属于同分异构体的是B作业优化设计
