1、第2课时有机化合物的结构特点1.了解有机化合物结构的多样性是导致有机化合物种类繁多、数量巨大的主要原因。2.知道有机化合物中碳原子的成键特点,能写出含14个碳原子烷烃的结构式和结构简式。3.知道烃的组成特点。4.知道有机化合物存在同分异构现象。1.在有机化合物的结构特点的教学中,要结合学生已学过的原子结构和共价键的知识,引导学生分析碳原子的成键特点,从而得出有机化合物种类繁多的原因。2.甲烷的结构探究与“活动探究”结合进行,将学生分成46人一组,要求每组准备1套材料(学生用配套球棍模型),分组探究活动要充分,要注意过程;整个探究活动中要给学生充分的时间和空间,教师不宜过多地提示或暗示,应引导学
2、生进行充分的自评、互评,以培养学生的认知能力。3.在学生探究、分析思考、拆插球棍模型和交流表达中,教师可以指导学生从比较甲烷、乙烷、丙烷和丁烷分子中碳原子的连接方式入手,先插出碳链骨架,再依据碳原子4价的原则,将氢原子插入饱和碳原子上的其他价键。这样,学生不仅能通过搭建丁烷、异丁烷分子结构模型建立同分异构体的概念,还能通过甲烷、乙烷、丙烷没有同分异构体,认识烷烃同分异构现象的实质是由于分子中碳原子结合方式不同。4.感兴趣的学生还可以在课后结合“练习与活动”延伸到对戊烷、己烷同分异构现象的探究。在探究、交流研讨中,还应让学生认识:尽管丁烷、异丁烷的组成和相对分子质量相同(同分),但由于原子结合顺
3、序不同,即结构不同(异构),导致性质有所差异,是两种不同的物质;同分异构现象是有机化合物普遍存在的重要现象,也是有机化合物种类繁多的原因之一。一、有机化合物的结构特点1.烃:仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物,又叫碳氢化合物。甲烷是组成最简单的烃。2.甲烷的组成与结构甲烷的分子式为CH4,结构式为,原子之间以单键结合,空间构型为正四面体,碳原子位于正四面体的中心。3.有机化合物结构特点(1)每个碳原子能与其他原子形成四个共价键。(2)碳原子与碳原子之间可以形成单键()、双键()或三键()。(3)碳原子之间彼此可以共价键构成碳链或碳环。4.几种常见的烷烃名称乙烷丙烷正丁烷异丁烷分子式C2H6C3
4、H8C4H10C4H10结构简式CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3组成通式CnH2n+2二、 烷烃1.分子结构特点:碳原子间只以单键结合,剩余价键均与氢原子结合,这样的烃叫作饱和烃,也称为烷烃。烷烃的通式为Cn,丙烷的分子式为C3H8,其结构简式为CH3CH2CH3。2.命名:烷烃可以根据碳原子数的多少进行命名,当碳原子数在十以内时,常以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数,其后加烷字,如5个碳原子的烷烃称为戊烷。当碳原子数在十以上时,以汉字数字代表,如十二个碳原子的烷烃其分子式为C12H26,可命名为十二烷。3.同系物的定义:结构相似,分子组成相差一个或
5、若干个CH2原子团的物质,如甲烷、乙烷、丙烷等互为同系物。三、同分异构现象和同分异构体1.定义(1)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。(2)同分异构体:具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。2.规律:有机化合物中的碳原子数越多,它的同分异构体数目就越多。3.同分异构现象与有机化合物种类的关系同分异构现象是有机化合物结构多样性的表现之一,是导致有机化合物种类繁多、数量巨大的原因之一。1.在形成化学键时,碳原子要共用多少电子对才能达到8电子稳定结构?【答案】4对共用电子对。2.二氯甲烷可以写成和两种形式,它们是同分异构体吗?【答案】不是,甲烷是正四面体结构,所以这两种形
6、式表示的是同一种物质。 3.一种烷烃对应一种分子式,一种分子式是否对应一种烷烃?【答案】不一定,如果烷烃有同分异构体,一种分子式就不止对应一种烷烃,有几种同分异构体就对应几种烷烃。4.有同学认为正丁烷的碳链上无支链,所以是直线形的分子,你同意该观点吗?谈谈你的看法。【答案】不同意,正丁烷的碳链是锯齿形的,不是直线形的。5.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体吗?请举例说明。【答案】不一定,如CO与N2的相对分子质量相同,但不属于同分异构体。6.甲烷的一氯代物、二氯代物、三氯代物、四氯代物均不存在同分异构体,若甲烷是平面正四边形结构,甲烷的四种取代物中,哪种会存在同分异构体?【答案】甲烷如
7、果是平面正四边形结构,其二氯代物存在如下两种结构:和,即其二氯代物会存在同分异构体。1.下列关于烃的说法正确的是()。A.含有碳元素的化合物B.含有碳元素和氢元素的化合物C.仅含有碳元素和氢元素的化合物D.燃烧后生成二氧化碳和水的化合物【解析】仅含有碳元素和氢元素的有机物叫烃,烃的衍生物大多数燃烧后能生成CO2和水,但它们还含有其他元素,不属于烃。【答案】C2.下列有关甲烷的叙述正确的是()。A.甲烷的四个碳氢键的长度和强度相同,是平面正方形分子B.甲烷的电子式为HC.甲烷分子的球棍模型为D.甲烷可以与溴水发生取代反应【解析】甲烷是正四面体结构,A项错误;甲烷分子中,碳原子半径大于氢原子半径,
8、C项错误;甲烷能与溴蒸气发生取代反应,不能与溴水反应,D项错误。【答案】B3.在AF中:AH和HB.甲烷和己烷C.金刚石和石墨D.正丁烷和异丁烷E.和F.和属于同分异构体的是,属于同位素的是,属于同素异形体的是,属于同一种物质的是。【答案】DFACE探究:同分异构体的分析分子式为C4H9Cl的同分异构体有()。A.1种B.2种C.3种D.4种【解析】本题主要考查同分异构体的写法。C4H9Cl由C4H9和组成,而丁基有四种同分异构体,故C4H9Cl有4种同分异构体。【答案】D1.乙烷、丙烷、正丁烷的一氯取代产物分别有几种?【答案】1种、2种、2种。2.如何书写烷烃的同分异构体?【答案】首先书写主
9、链碳原子数最多的烷烃,然后再书写主链少1个碳原子的烷烃,以此类推。同分异构体1.等效氢原子的判断方法所谓“等效氢”就是位置等同的氢原子:连在同一碳原子上的氢原子等效;连在同一碳原子上的甲基上的氢原子等效;处于对称位置上的氢原子等效。2.烃的一元取代产物同分异构体数目的判断烃中等效氢原子有几种,其一元取代产物就有几种。3.同位素、同素异形体、同分异构体间的比较(1)同位素:指质子数相同、中子数不同的不同核素。其对象是同一元素的不同核素,如H、D、T等。(2)同素异形体:指同一种元素形成的不同单质。其对象是同一元素组成的不同单质,组成元素相同,分子结构不同,如石墨和金刚石、O3和O2等。(3)同分
10、异构体:指分子式相同、结构式不同的化合物。其对象是化合物。1.下列物质一定不属于烷烃的是()。A.C2H6B.C3H6C.C3H8D.C4H10【解析】烷烃分子组成符合通式:CnH2n+2。【答案】B2.下列说法正确的是()。A.碳碳间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃C.正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上D.新戊烷的一氯取代物有2种【解析】A项符合条件的烃为饱和烃,可为烷烃,也可为环烷烃,但分子组成符合CnH2n+2的烃一定为烷烃,故A项错误,B项正确;在烷烃分子中与碳原子紧邻的四个原子构成四面体形,所以正戊烷分子中所有
11、碳原子呈锯齿形,而非直线形,故C项错误;新戊烷分子完全对称,分子中只有一种氢原子,故一氯取代物只有一种,故D项错误。【答案】B3.下列有机物中,互为同分异构体的是()。CH2CHCH3CH3CH2CH3HCCCH3CH3CH2CH2CH3A.和B.和C.和D.和【解析】的分子式是C3H6,分子式是C3H6,的分子式是C3H8,的分子式是C3H4,的分子式是C4H8,的分子式是C4H10。只有和的分子式相同,结构不同,两者互为同分异构体。【答案】A4.下列烷烃在光照下与氯气反应,生成一氯代烃种类最多的是()。A.B.C.CH3CH2CH2CH3D.【解析】A项有1种,B项有3种,C项有2种,D项有2种。【答案】B
