【化学】1.2《有机化合物的结构与性质》教案(鲁科版选修5)

知识改变命运，学习成就未来第1页共4页第二节有机化合物的结构与性质【教学目标】知识与技能目标：1.了解碳原子的成键特点和成键方式的多样性，能以此解释有机化合物种类繁多的现象。2.理解单键、双键和叁键的概念，知道碳原子的饱和程度对有机化合物的性质有重要影响。3.理解极性键和非极性键的概念，知道共价键的极性对有机化合物的性质有重要影响。过程与方法目标：初步学会对有机化合物的分子结构进行碳原子的饱和程度、共价键的类型及性质等方面的分析。情感态度与价值观目标：通过对碳原子成键方式的学习，使学生树立“客观事物本来是相互联系和具有内部规律的”的辩证唯物主义观点。【教学重难点】教学重点：理解单键、双键和三键、极性键和非极性键概念，初步形成“结构决定性质”的意识教学难点：碳原子的成键特点，同分异构现象和同分异构体，有机化合物结构和性质的关系【教学方法】充分利用教材资源和网络资源，组织学生展开交流、讨论，增强互动，分析讨论【教学工具】多媒体辅助教学工具，PPT课件，教案，《有机化学基础》，实验视频，有机化合物结构模型【课时安排】3个课时【教学过程】【PPT展示】甲烷、乙烯、苯的结构及其主要化学性质【导入新课】引导学生看投影，启发提问：甲烷、乙烯和苯是你认识的有机化合物，你还记得它们有哪些化学性质吗？它们性质上的不同是由什么决定的？【联想质疑】观察各物质的球棍模型，联想其化学性质，思考怎样分析有机化合物分子的结构，它们的结构是怎样决定性质的。【过渡】怎样分析有机化合物的性质?它们的结构是如何决定性质的？这是我们这节课要解决的主要问题。请大家把书打开到第15页，我们来学习教材的第2节有机化合物的结构与性质。【板书】第二节有机化合物的结构和性质【讲述】认识有机化合物结构和性质的关系，掌握通过结构分析性质、通过性质推断结构的方法，对于学习有机化学来说是非常重要的。有机化合物的结构是以分子中碳原子结合成的碳骨架为基础的，所以要分析有机化合物的分子结构，首先需要研究碳原子的成键方式。【板书】一、碳原子的成键方式下面，我们来进行一个交流研讨活动，首先，请看知识支持（投影）：单键、双键和叁键的定义。【PPT展示并讲述】单键、双键和叁键的定义知识改变命运，学习成就未来第2页共4页【PPT展示】教材P16交流研讨图【问题】请你考虑上述各分子中，1)与碳原子成键的是何种元素的原子？2)每个碳原子周围都有什么类型的共价键？3)与每个碳原子成键的原子数分别是多少？4)每个碳原子周围有几对共用电子？【学生】观察思考、交流研讨不同有机化合物中碳原子的成键情况有何异同。【归纳总结】碳元素位于元素周期表第2周期ⅣA族，碳原子的最外电子层有四个电子，很难得失电子，通常以共用电子对的形式与其他原子成键，达到最外层8个电子的稳定结构。有机化合物分子中的碳原子既可以彼此连接成链，也可以彼此连接成环；碳原子之间既可以形成单键，也可以形成双键或三键；碳原子除了彼此间可以成键外，还可以与氢、氧、氯、氮等其他元素的原子成键。碳原子成键方式的多样性，是有机化合物种类繁多的原因之一。【展示】甲烷分子的结构模型【讲述】甲烷分子中的碳原子与四个氢原子形成四个碳氢单键，任意两个键之间的夹角均为109.5°，整个分子呈正四面体形。研究证实，其他烷烃分子中的碳原子的成键方式都与甲烷分子中的碳原子相似。【PPT展示】乙烷、异戊烷、3,4,4–三甲基庚烷、2,3,5–三甲基己烷、3–甲基–4–乙基己烷的结构简式【总结】烷烃分子中的每个碳原子都与四个原子形成共价键（单键），这样的碳原子称为饱和碳原子（像吃饱了的人）。在化学反应中，饱和碳原子的单键断裂后才能结合其他的原子或原子团，生成新的化合物（如甲烷的燃烧反应、甲烷与氯气的取代反应）。【展示】乙烯、乙炔的结构模型【讲述】在乙烯分子中，两个碳原子之间通过共用两对电子成键（双键），另外，每个碳原子又各和两个氢原子结合形成碳氢单键，相邻两个键的夹角均接近120°，乙烯分子是平面型分子。在乙炔分子中，两个碳原子之间通过共用三对电子成键（三键），另外，每个碳原子又各与一个氢原子结合形成碳氢单键，相邻两个键的夹角均为180°，乙炔分子是直线形分子。在乙烯、乙炔分子中，成键原子数少于4形成碳碳双键、碳碳三键，所以它们都是不饱和碳原子。【视频展示】乙烯与溴水的反应【交流·研讨】1.将乙炔通入溴水或溴的四氯化碳溶液时会有什么现象发生？2.乙烯为什么容易发生加成反应？乙烷能与溴水发生加成反应吗？3.碳原子的饱和程度与烃的化学性质有什么关系吗？【总结】：烷烃不能发生加成反应，烯烃、炔烃可以，这与其中键的性质、碳原子的饱和程度密切相关。【知识支持】共价键的键参数【讲述】由乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色的性质可以推断，碳碳双键中两个键的性质不相同，其中一个键较另一个键容易断裂。类似地，乙炔分子三键中三个键的性质也不相同，其中有两个键较另一个键容易断裂。比较双键与单键、三键与单键的键能数据，也可以得出上述结论。由于双键和三键中都有不稳定的键，所以乙炔与乙烯能发生类似的反应。乙烯和乙炔分子中，与每个碳原子成键的原子数目都小于4，这样的碳原子称为不饱和碳原子。烯烃和炔烃分子中含有不饱和碳原子，烷烃分子中的碳原子都是饱和碳原子。【规律总结】含有不饱和碳原子的烃的性质比烷烃活泼，因为不饱和碳原子形成的双键或三键中部分键的键能较小。知识改变命运，学习成就未来第3页共4页【PPT展示】含有不饱和碳原子的有机化合物的结构简式【学生】找出其中共平面或共直线的原子【提示】乙烯、乙炔分别对应两种碳原子的成键方式，当其他有机化合物分子中含有与乙烯或乙炔相同成键方式的碳原子时（分子中含有双键或三键），其相应原子在空间的排布情况可由键角确定。【PPT展示】甲烷、乙烯、乙醇、乙酸的结构简式【学生】找出这些有机化合物中的化学键类型【讲述】在这些有机化合物分子中，有些化学键是由同种元素的两个原子之间通过共用电子对形成的，成键的两个原子对共用电子的吸引能力相同，共用电子对不偏向于成键原子的任何一方（参与成键的两个原子都不带电荷），这样形成的共价键是非极性共价键，简称非极性键，如碳碳键。不同元素原子的核内质子数不相同，核对外层电子吸引作用的强弱程度就不相同，这种差别使得形成共价键的两个成键原子对共用电子吸引作用的强弱也不相同。不同种元素的两个原子成键时，它们吸引共用电子的能力不同，共用电子将偏向吸引电子能力较强的一方，所形成的共价键是极性共价键，简称极性键，如碳氢键、碳氧键。【方法导引】共价键极性的判断方法——元素的电负性【讲述】键的极性并不是一成不变的，受分子中邻近基团或外界环境的影响，键的极性及其强弱程度可能会发生变化。共价键是否具有极性及其极性的强弱程度对有机化合物的性质有着重要的影响。【过渡】碳原子成键方式的多样性导致有机化合物的同分异构现象，即分子式相同而结构不同的现象。分子式相同而结构不同的有机化合物互为同分异构体。同分异构现象是有机化合物种类繁多、数量巨大的原因之一。【板书】二、有机化合物的同分异构现象【交流·研讨】P21从碳原子的连接顺序以及官能团的类别和位置的角度说明他们为什么互为同分异构体。【学生】思考并讨论【讲述并板书】以上四种物质中，虽然两两互为同分异构体，但产生同分异构现象的原因不尽相同。戊烷和2-甲基丁烷虽然都是分子中含5个碳原子的烷烃，但由于碳骨架不同，它们互为碳骨架异构体；1-丁烯和2-丁烯、1-丙醇和2-丙醇分别具有相同的官能团，但官能团的位置不同，它们互为官能团位置异构体；1，3-丁二烯和1-丁炔，前者分子中含有两个碳碳双键，后者分子中含有一个碳碳三键，二者所含的官能团不同，它们互为官能团类型异构体。【强化练习】同分异构类型的判断碳骨架异构、官能团位置异构与官能团类型异构现象都是结构异构现象不同的表现形式，其关系如下:【板书】结构异构的表现形式示意图【拓展视野】立体异构【过渡】在《化学2》（必修）模块中我们已经学习了一些有机化合物的化学性质，今天，我们又从碳原子的成键特点入手学习了有机化合物的结构知识并理解了有机化合物中广泛存在的同分异构现象。那么，我们接下来要解决的问题就是，有机化合物的结构与性质的关系。【板书】三、有机化合物结构与性质的关系【质疑】如果已知某种有机化合物的结构，如何根据结果预测其性质呢？知识改变命运，学习成就未来第4页共4页【学生】思考并讨论【总结】一般来说，首先要找出官能团，然后从键的极性、碳原子的饱和程度等进一步分析并预测有机化合物的性质。【交流·研讨】P23回忆乙酸的化学性质并完成书中的表格；思考并回答书中的问题【温故知新】视频展示乙酸和乙醇的化学性质【学生】写出相关反应的化学方程式【讲述】在乙酸分子中，含有的官能团是羧基（-COOH）,羧基的存在使乙酸具有了一些特有的化学性质（如上所述）；而乙醇分子中的官能团--羟基也使乙醇具有另外一些特有的化学性质。这就是我们所要探讨的第一个问题【板书】1.官能团与有机化合物性质的关系【讲述】一种官能团决定一类有机化合物的化学特性，如烯烃分子中含有碳碳双键，因此烯烃可以与卤素单质、氢卤酸发生加成反应。官能团之所以能决定有机化合物的特性，主要有以下两个方面的原因。一方面，一些官能团含有极性较强的键，易发生相关的化学反应。如，醇的官能团是羟基（-OH）,羟基有很强的极性，导致醇类表现出一定的特性。另一方面，一些官能团含有不饱和碳原子，易发生相关的化学反应。如：烯烃、炔烃分子中的碳碳双键、碳碳三键，由于碳原子不饱和，可以与其他原子或原子团结合生成新的产物，使烯烃、炔烃的化学性质比烷烃的活泼。综上所述，我们可以根据有机化合物的官能团中各键的极性强弱、碳原子的饱和程度来推测该物质可能发生的化学反应。需要注意的是，在推测有机化合物的性质时还应考虑官能团与相邻基团之间的相互影响。【板书】2.不同基团间的相互影响与有机化合物性质的关系【讲述】有机化合物分子中的邻近基团往往存在着相互影响，这种影响会使有机化合物表现出一些特性。例如：苯与硝酸发生取代反应的温度是50℃-60℃，而甲苯在约30℃的温度下就能与硝酸发生取代反应。也就是说，与苯相比，甲苯较易发生取代反应。再如，乙酸和乙醇分子中都含有羟基，但在乙酸分子中羟基与……相连，而在乙醇分子中羟基与乙基相连，因此，乙酸和乙醇的化学性质有所不同；醇和酚的官能团都是羟基，但由于分子中与羟基相连的烃基不同，使得醇和酚的化学性质也不同（酚的性质待学）；醛和酮的官能团均含羰基，但醛的羰基上连有氢原子、酮的羰基不连氢原子，使得醛、酮称为两类不同的有机化合物【知识拓展】吸电子作用与推电子作用【强化练习】【总结】【板书设计】【课后反思】