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-【导学案】2023-2024学年高一化学下学期精品学案（人教版2019必修第二册）

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 学习目标 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。 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。 自主学习 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______结构。键角均为______。 键长：原子核间的____称为键长，越___键能越___，键越___。 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__________，决定了分子的空间构型。 键能：以共价键结合的________分子，裂解成原子时所吸收的能量称为键能，键能越____，化学键越____。 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 结构特点 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 结构特点 结构特点 结构特点 【问题与讨论】 1. 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。 2. 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。 3. 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。 学习过程 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】 1. 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。 （1） 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； （2） 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； （3） 每个碳原子之间结合的方式可有单键、