新人教版高一化学必修第二册第七章第一节《实验活动8 搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点》教案

有机化合物
实验活动8
搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
【教学目标】
知识与技能：
加深对有机化合物分子结构的认识。
初步了解使用模型研究物质结构的方法。
过程与方法：
通过搭建球棍模型真正提高学生的思维能力，归纳碳原子的成键特征和各类烃分子中的化学键类型。
对同分异构体及同分异构现象有一个整体的认识，能准确判断同分异构体及其种类的多少。
情感态度与价值观：
体会物质之间的普遍性与特殊性。
认识到事物不能只看到表面，要透过现象看本质。
【教学重难点】
重点：了解使用模型研究物质结构的方法。
难点：归纳碳原子的成键特征和各类烃分子中的化学键类型，准确判断同分异构体及其种类的多少。
【教学过程】
新课导入：
有机物的分子都很微小，在化学上，我们经常通过搭建球棍模型的方法，来认识有机物的结构。
一、实验原理
有机化合物分子的立体模型常用的有凯库勒模型和斯陶特模型。应用最广泛的是凯库勒模型。它用不同大小和不同颜色的圆球代表不同的原子或官能团，用木棍代表化学键，因此又称为球棍模型。
碳原子最外层有4个电子，不易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子。碳原子通过共价键与氢、氧、氮、硫、磷等多种非金属形成共价化合物。科学实验证明，甲烷分子里，1个碳原子与4个氢原子形成4个共价键，构成以碳原子为中心，4个氢原子位于四个顶点的正四面体立体结构。键角均为109°28′。
键长：原子核间的距离称为键长，越小键能越大，键越稳定。
键角：分子中1个原子与另外2个原子形成的两个共价键在空间的夹角，决定了分子的空间构型。
键能：以共价键结合的双原子分子，裂解成原子时所吸收的能量称为键能，键能越大，化学键越稳定。
二、实验步骤
1.填写下表，并搭建甲烷分子的球棍模型。
甲烷
分子式
结构式
CH4
结构特点
正四面体结构，以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体，
键角：109°28′，4个C-H键的键长和键能相等，键角相等
2.填写下表，并搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型，比较三者的立体结构
乙烷
乙烯
乙炔
分子式
结构式
分子式
结构式
分子式
结构式
C2H6
C2H4
C2H2
结构特点
结构特点
结构特点
立体结构，乙烷是两个甲基连一块
，饱和结构
，两个三角架拼在一起
平面结构，乙烯有四个氢原子的约束，碳原子之间以双键链接，所有6个原子组成的乙烯是共面。H-C-C角是121.3°；H-C-H角是117.4°，接近120°，其中一个不牢固的共价键易断裂。
直线结构，分子里有碳碳叁键（其中含两个不牢固的共价键），键与键之间的夹角是180°，是直线型分子，两个不牢固的共价键易断裂
【问题与讨论】
通过以上有机物分子球棍模型的搭建，归纳碳原子的成键特征和各级烃分子中的化学键类型。
碳原子最外层有4个电子，在有机物中，每个碳原子能与其他原子形成4个共价键；
有机化合物中可以含一个碳原子，也可以含多个甚至成千上万个碳原子；
每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键、叁键，多个碳原子可以相互结合形成长的碳链，也可以形成碳环；
大量存在同分异构现象
烷烃：存在极性键C-H键和非极性键C-C键
烯烃：存在极性键C-H键和非极性键C-C键以及非极性键C=C键
炔烃：存在极性键C-H键和非极性键C-C键以及非极性键C三C键
烷烃、烯烃、炔烃中存在的化学键均为共价键
根据二氯甲烷的结构式推测其是否有同分异构体，并通过搭建球棍模型进行验证，体会结构式与分子立体结构之间的关系。
根据甲烷是正四面体结构可以推测二氯甲烷没有同分异构体存在。
分子中含有四个碳原子的烃可能有多少种结构？尝试用球棍模型进行探究。
【板书设计】
第七章
有机化合物
实验活动8
搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
一、实验原理
二、实验步骤
三、问题与讨论