《有机化合物的结构特点》学案
【学习目标】
1.进一步认识有机化合物的成键特点,认识有机化合物种类繁多的现象。
2.通过有机化合物常见的同分异构现象的学习,体会物质结构的多样性决定物质性质的多样性
3.掌握同分异构体的写法
【知识梳理】
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1.在有机物中,碳原子有_______个价电子,不易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子,因此,碳原子常通过__________与H、O、S、N、P等形成共价化合物。(成键数目多)
2.每个碳原子可与其他原子形成4个共价键,而且碳原子之间也能以共价键结合。碳原子之间不仅可以形成_______,还可以形成稳定的________或_______。(成键方式多)
3.多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链,碳链也可以带有支链,还可以结合成碳环,碳链和碳环也可以相互结合。
4.有机物分子中普遍存在同分异构现象。
二、有机化合物的同分异构现象
【思考与交流】
①以组成为C5H12的戊烷的三种同分异构体为例,回忆有关同分异构体知识。
②思考讨论并完成下表
物质名称正戊烷异戊烷新戊烷
结构式
相同点
不同点
1.同分异构现象和同分异构体
①定义:化合物具有相同的__________,但具有不同________的现象,叫做同分异构现象。具有_________________的化合物互称同分异构体。
②分子式相同必然相对分子质量相同,而相对分子质量相同不一定分子式相同。
③分子结构不同,是由于分子里原子之间的排列方式不同而引起的。
④碳原子数目越多,同分异构体越多
如果碳原子越多,同分异构越多。(以烷烃为例)
碳原子数1234568111620
同分异构体数目1112351815910359366319
【复习】同系物的概念
①定义:________相似,在分子组成上相差______________________的物质互相称为同系物。
②同系物之间具有相似的分子结构,因此化学性质相似,物理性质则随碳原子数的增加而发生规律性的变化。
③同系物属于同一类的物质,具有相同的分子通式,相对分子质量差一定是14的倍数
【练习】
下列各组物质①O2和O3②H2、D2、T2③12C和14C
④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CH2CH3⑤乙烷和丁烷
⑥CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5⑦
互为同系物的是__________,互为同分异构体的是_____________,
互为同位素的是______,互为同素异形体的是__________,是同一物质的是__________。
2.同分异构体的类型
(1)碳链异构:碳链骨架不同(直链,支链,环状)产生的异构现象
如:
(2)位置异构:官能团在碳链中的位置不同产生的同分异构现象
如:
(3)官能团异构:因官能团种类不同产生的同分异构现象
如:
【练习】下列各组物质中,哪些属于同分异构体,是同分异构体的属于何种异构?
①CH3COOH和HCOOCH3②CH3CH2CHO和CH3COCH3
③CH3CH2CH2OH和CH3CH2OCH3④1-丙醇和2-丙醇
⑤CH3-CH-CH3和CH3-CH2-CH2-CH3 ⑥CH3CH=CHCH2CH3和CH3CH2CH=CHCH3
3.同分异构体的书写
a、方法:减链法
b、原则:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排布由对到邻再到间,最后用氢原子补足碳原子的四个价键。
【例】已知己烷(C6H14)有5种同分异构体,你能写出它们的结构简式吗?
【练习】书写C7H16、C3H6的同分异构体
几个概念的比较
同位素同素异形体同系物同分异构体
适用对象原子单质有机物有机物、无机物
判断依据a、质子数相同,中子数不同
b、原子之间a、属同一元素
b、单质之间a、结构相似的同一类物质
b、符合同一通式
c、相对分子质量不同(相差14n)a、分子式相同b、结构不同
c、不一定是同一类物质
性质化学性质几乎一样,物理性质有差异化学性质相似,物理性质差别较大化学性质相似,熔沸点、密度呈规律性变化化学性质可能相似也可能不同,物理性质不同
一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,高中教师要准备好教案,这是每个高中教师都不可缺少的。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容,帮助高中教师能够更轻松的上课教学。所以你在写高中教案时要注意些什么呢?下面是小编精心收集整理,为您带来的《高二化学教案:《有机化合物的命名》教学设计》,欢迎阅读,希望您能阅读并收藏。
[目标定位] 1.能依据系统命名法的原则对烯烃、炔烃、苯的简单同系物进行命名。2.能根据名称写出有机物的结构简式,并能判断所给有机物名称的正误。
【课程导学】
一、烯烃、炔烃命名方法
【知识回顾】 写出下列较为简单的烯烃、炔烃的名称:
(1)CH2===CH2 ;CH2===CH—CH3 。
(2)CH≡CH ;CH≡C—CH3 。
问题1、.分析下列二烯烃的分子结构与其名称的对应关系,你能总结出烯烃或炔烃的命名方法吗?:
烯烃、炔烃的命名方法步骤
(1)选主链,定某烯(炔):将含 的最长碳链作为主链,称为“某烯”或“某炔”。
(2)近双(三)键,定位号:从 的一端给主链上的碳原子依次编号定位。
(3)标双(三)键,合并算:用阿拉伯数字标明双键或三键的位置(只需标明双键或三键碳原子编号较小的数字),用“二”“三”等表示双键或三键的个数。
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【学习目标】
1.了解有机化合物的各种分类方法。
2.认识有机化合物中常见的官能团,能根据官能团将有机化合物分类。
3.会说出简单有机物所属的类别及分子的结构特点。
【重点难点】
重点:官能团的分类
难点:脂环化合物和芳香化合物的区别
【学情分析】
之前所学知识对有机物官能团有简单基础的认识,在此基础上对于有机物按照碳骨架和官能团更详细分类加深了解
【导学流程】
自主学习
一、回顾旧知:
1、烃和烃的衍生物
(1)烃:只有 组成的有机化合物总称为烃(也叫碳氢化合物)。
(2)烃的衍生物:烃分子中的氢原子被 所取代而生成的一系列化合物。
2.官能团:有机化合物中,决定化合物特殊性质的__________
3、碳架:在有机化合物中,碳原子互相连结成的 或 是分子的骨架,又称碳架。
二、基础知识感知
1、按碳的骨架分类
(1)有机化合物按其组成元素不同,可分为烃和烃的衍生物。烃的组成元素有 ,常见的烃的含氧衍生物的组成元素有 ;
(2)有机物按其 不同,可分为链状化合物和环状化合物。分子结构中含有 的有机物称为环状化合物;
(3)环状有机物按其 不同,可分为脂环化合物和芳香化合物。分子结构中含有 的有机物叫做芳香化合物。
【例1】.按碳骨架形状进行分类,下列关于各有机物的说法中正确的是()
A.链状烃:①③⑤ B.链状烃:①③ C.环状烃:②④⑤ D.芳香烃:②④
2、按官能团分类
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类别
代表物名称
结构简式
官能团
烃
饱和烃
烷烃
CH4
——————
环烷烃
——————
不饱和烃
烯烃
CH2=CH2
炔烃
CH≡CH
芳香烃
——————
烃的衍生物
卤代烃
一氯甲烷
CH3Cl
—X
卤原子
醇
乙醇
C2H5OH
—OH
羟基
醛
乙醛
CH3CHO
—CHO
醛基
羧酸
乙酸
CH3COOH
—COOH
羧基
酯
乙酸乙酯
CH3COOC2H5
—COOR
酯基
醚
甲醚
CH3OCH3
醚键
酮
丙酮
羰基()
酚
苯酚
—OH
酚羟基
基
官能团
区别
有机物分子里含有的原子或原子团
决定化合物特殊性质的原子或原子团
联系
“官能团”属于“基”,但“基”不一定是“官能团”,如甲基(—CH3)不是官能团
基
根
概念
化合物分子中去掉某些原子或原子团后,剩下的原子团
指带电荷的原子或原子团,是电解质的组成部分,是电解质电离的产物
电性
电中性
带电荷
稳定性
不稳定;不能独立存在
稳定;可以独立存在于溶液中或熔化状态下
实例及电子式
专题二有机物的结构与分类
第一单元有机化合物的结构
【教学目标】
1.有机物中碳原子的成键特点
2.有机物分子的空间构型与碳原子成键方式的关系
3.有机物结构的表示方法:结构式
结构简式
键线式
4.同分异构现象
5.同分异构体的种类及确定方法
【教学重点】有机物分子的空间构型与碳原子成键方式的关系
【教学难点】同分异构现象
【教学方法】自主探究法、分析法等
【教学课时】2课时
【教学过程】
第一课时
【问】你认为造成有机化合物性质差异的主要原因有哪些?
形成元素种类不同
有机物性质不同
元素结合方式不同
一有机物中碳原子的成键特点
C——形成四根共价建
H——形成一根共价建
O——形成两根共价建
N——形成三根共价建
思考:你认为下面两种图示表示的是一种物质还是两种物质?为什么?
这两种图示表示的其实是同一种物质,它其实是一个空间四面体,在这个结构中单键可以旋转。根据所学内容,完成下表
有机物甲烷乙烯乙炔苯
分子式
结构式
分子构型
碳碳键成键特点
其中单键可以旋转,双键和三键不能旋转
【问】有机物的分子构型和碳碳键的成键方式有什么关系呢?(结合课件讲述)
饱和碳原子——sp3杂化四面体型
双键碳原子——sp2杂化平面型
叁键碳原子——sp杂化直线型
苯环中碳原子——sp2平面型
例:例1:以下物质中最多能有几个碳原子共面?最多有几个碳原子能在一条直线上?
CH3-CH=CH-C≡C-CF3
例2该分子中,处于同一平面的原子最多有几个?
二有机物结构的表示方法
1结构式——完整的表示出有机物分子中每个原子的成键情况。
2结构简式——结构式的缩减形式
书写规则:
(1)结构式中表示单键的“——”可以省略,例如乙烷的结构简式为:CH3CH3
(2)“C=C”和“C≡C”中的“=”和“≡”不能省略。例如乙烯的结构简式不能写为:CH2CH2,但是醛基、羧基则可简写为—CHO和—COOH
(3)准确表示分子中原子的成键情况。如乙醇的结构简式可写成CH3CH2OH或C2H5OH而不能写成OHCH2CH3
3键线式——只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团,图示中的一个拐点和终点均表示一个碳原子。
【完成教材P23问题解决】
【过渡】你知道为什么有机物的种类会有这么多吗?其实这与有机物中存在同分异构现象有关,同分异构现象我们在高一的时候已经学过,你还记得吗?
三同分异构体
1同分异构现象的概念
有机物中存在分子式相同,结构不同的现象叫做同分异构现象,具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
【课后思考】1你知道有哪些通分异构现象吗?请举例说明:
2分子式为C7H16的有机物可能的结构简式有哪些?你是如何推断的?
第二课时
【讨论】学生回答以上问题
2同分异构体的种类
1)碳链异构——由于碳原子的排列方式不同引起的同分异构现象
(A)首先写出无支链的烷烃碳链,即得到一种异构体的碳架结构。
(B)在主链上减一个碳作为一个支链(甲基),连在此碳链上得出含甲基的同分异构体。
(C)在主链上减两个碳作为一个乙基支链或两个甲基的各类通分异构体。
【例】根据以上规则重新确定分子式为C7H16的有机物的同分异构体
【思考】那么是否所有的有机物都有同分异构体呢?
CH4有同分异构体吗?CH3CH3有同分异构体吗?CH3CH2CH3有同分异构体吗?
(D)3C以下的烷烃无同分异构体
【学生讨论】已知烯烃的分子式为CnH2n,那么分子式为C4H8的烯烃,可能的结构简式有哪些?
(2)官能团位置异构
在有机物中,有机物官能团位置的不同也会导致同分异构现象,上面这个问题就说明了这一点。再比如:丙醇就有两种同分异构体:CH3CH2CH2OH和CH3CHCH3
书写规则:
先排碳链异构,再排官能团位置
【例1】分子式为C4H9Cl的有机物,其结构简式可能有几种?
补充:相同位置的H
1甲基上的3个H位置相同
2处于对称位置的H,具有相同的化学环境,因此当官能团取代这些H时,有机物具有同一种结构
【例2】
【例3】
(3)官能团类别异构
例如:分子式为C2H6O的有机物可能也有两种结构,你知道是哪两种吗?
【答】乙醇和乙醚
A碳原子数相同的醇和醚是同分异构体
B碳原子数相同的羧酸和酯是同分异构体
C碳原子数相同的二烯烃和炔烃是同分异构体
D碳原子数相同的烯烃和环烷烃是同分异构体
【交流与讨论】教材P25交流与讨论说说你的想法
(4)立体异构
A顺反异构(存在于烯烃中)
反式:相同基团在双键对角线位置
顺式:不同基团在双键对角线位置
HHHCH3
C=CC=C
CH3CH3CH3H
顺式反式
B对映异构——存在于手性分子中
手性分子——如果一对分子,它们的组成和原子的排列方式完全相同,但如同左手和右手一样互为镜像,在三维空间里不能重叠,这对分子互称为手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。(分子内能找到对称轴或对称中心的分子为非手性的)
手性碳原子——连接四个不同的原子或基团的碳原子
当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时,形成的化合物存在手性异构体。
【课后练习】
1.下列含羟基(-OH)的有机物属于酚的是()
[参考答案]C
2.下列有机物中:
(1)属于芳香族化合物的是。(2)属于芳香烃的是。
(3)属于苯的同系物的是。(4)属于稠环芳香烃的是。
[参考答案](1)①②③④⑤⑥⑦⑨(2)①②④⑨(3)④⑨(4)②
3.结构简式为的物质,其名称是()
A.2,4-二甲基-3-乙基己烷B.3-甲基-2,3-二乙基戊烷
C.2-甲基-2,3-二乙基戊烷D.3,5-二甲基-4-乙基己烷
[参考答案]A
4.的系统名称为。
[参考答案]5,5-二甲基-4-乙基-2-己炔
5.某期刊封面上有如下一个分子的球棍模型图:
图中“棍”代表单键或双键或三键。不同颜色的球代表不同元素的原子,该模型图可代表一种()
A.卤代羧酸B.酯 C.氨基酸 D.醇钠
[参考答案]C
6.是一种驱虫药——山道年的结构简式。试确定其分子式为,
指出官能团的名称。
[参考答案]C14H16O3,碳碳双键、酮羰基、酯基。
7.下列关于CH3-CH=CH-C≡C-CF3分子结构的叙述中,正确的是()
A.6个碳原子有可能都在一条直线上B.6个碳原子不可能都在一条直线上
C.6个碳原子可能都在同一平面上D.6个碳原子不可能都在同一平面上
【思路点拨】本题须将双键和叁键的空间构型同时考虑,该结构可以看成是乙烯平面结构和
乙炔直线结构的组合。结合它们的分子构型分析,乙烯中的六个原子在同一平面上,乙炔的四个原子在同一直线上,综合考虑六个碳原子的相对位置即得结果。
【答案】B、C
8.研究发现,烯烃在合适催化剂作用下可发生双键断裂,两端基团重新组合为新的烯烃。若CH2=C(CH3)CH2CH3与CH2=CHCH2CH3的混合物发生该类反应,则新生成的烯烃中共平面的碳原子数可能为()
A.2,3,4B.3,4,5C.4,5,6D.5,6,7
[参考答案]C
9.下列分子中的14个碳原子不可能处在同一平面上的是()
[参考答案]AC
10.下列物质中互为同系物的有;
互为同分异构体的有;互为同素异形体的有;
属于同位素的有;是同一种物质的有。
[参考答案]③⑩或⑧⑩;③⑥⑧;①④;⑦⑨;②⑤
11.已知可简写为。降冰片烯的分子结构可表示为:
(1)降冰片烯属于。
A.环烃B.不饱和烃C.烷烃D.芳香烃
(2)降冰片烯的分子式为。
(3)降冰片烯的一种同分异构体(含有一个六元环的单环化合物)的结构简式为。
(4)降冰片烯不具有的性质。
A.能溶于水B.能发生氧化反应
C.能发生加成反应D.常温常压下为气体
[参考答案](1)AB(2)C7H10(3)(4)A、D
12.对位上有一C4H9的苯胺可能有4种异构体,它们是,
,,。
[参考答案],。
13.四川盛产五倍子。以五倍子为原料可制得化合物A。
A的结构简式如右图所示:
请解答下列各题:
(1)A的分子式是。
(2)有机化合物B在硫酸催化条件下加热发生酯化反应可得到A。
请写出B的结构简式:。
(3)请写出A与过量NaOH溶液反应的化学方程式:
。
(4)有机化合物C是合成治疗禽流感药物的原料之一。C可以看成是B与氢气按物质的量之比1︰2发生加成反应得到的产物。C分子中无羟基与碳碳双键直接相连的结构,它能与溴水反应使溴水褪色。请写出C与溴水反应的化学方程式:
。
[参考答案](1)C14H10O9(2)
(3)
(4)或
文章来源:http://m.jab88.com/j/112218.html
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