人教版 (2019)必修 第二册实验活动8 搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点一等奖教案及反思

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：

1.加深对有机化合物分子结构的认识。

2.初步了解使用模型研究物质结构的方法。

过程与方法：

1.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。

2.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：

1.体会物质之间的普遍性与特殊性。

2.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】

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109º28’。

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

观察甲烷、乙烯、乙炔的球棍模型，思考碳原子的成键方式与分子的空间构型、键角有什么关系？

观察乙烷分子的模型

当碳原子与4个原子以单键相连时，碳原子与周围的4个原子都以四面体取向成键。

三、问题和讨论

1.碳原子成键规律：

①当一个碳原子与其他4个原子连接时，这个碳原子将采取四面体取向与之成键。

②当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时，形成双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。

③当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时，形成叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。

④烃分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子；以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。

⑤只有单键可以在空间任意旋转。

2.二氯甲烷有同分异构体吗？

提示：因为甲烷空间结构为正四面体而不是平面型，所以二氯甲烷无同分异构体。

3.4个碳原子相互结合可能有多少种方式？

提示：碳原子间能相互结合成共价键（单键、双键、叁键……）可以形成碳链，也可以形成碳环。