高1下册鲁科版化学 第3章 第1节 认识有机化合物 第2课时 逐字稿-3,509字

  师:大家好,今天我们来学习认识有机化合物。第二课时我们了解到,虽然碳元素在地壳中的含量很低,但含有碳元素的有机化合物分布极广。有机化合物不仅构成了生机勃勃的生命世界,也是材料、燃料、食品和药物的主要来源。目前,人们在自然界中发现和人工合成的有机化合物已有几千万种,且新的有机化合物还在不断被发现或合成出来。那么,为什么有机化合物数量如此巨大、种类如此繁多呢?造成这种情况的原因是什么?这节课我们将通过研究有机化合物的结构特点来揭开谜底。

  首先,我们来认识一类最简单的有机化合物——烃。烃是仅由碳、氢两种元素组成的有机化合物。烃的字音和字形均来自碳和氢,碳的右下角和氢的左下角构成“烃”字的字形。“碳”的声母加上“氢”的韵母就组成了“烃”的拼音。因此,烃又被称为碳氢化合物,而最简单的烃就是甲烷。根据前面的学习,请大家回答这两个问题:一、甲烷分子中含有什么类型的化学键?二、甲烷分子中碳原子可以形成几对共用电子?

  根据碳原子的原子结构示意图,我们知道碳原子最外层有4个电子,既不容易得电子,也不容易失电子,可以与4个氢原子通过共用电子对形成四个共价键。为了形象地表示共价键,化学上引入了化学用语——结构式。结构式是用一根小短线表示原子所形成的共价键,进而表示物质结构的式子,这就是甲烷的结构式。不过,结构式只能表示分子中原子的连接顺序,而不能表示分子真实的空间结构。科学实验证明,甲烷分子中的5个原子不在同一个平面上,而是构成一个正四面体,其中碳原子位于正四面体的中心,四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点。有机化学上常用球棍模型和比例模型表示分子真实的空间构型,这就是甲烷的球棍模型和比例模型。比例模型又叫填充模型,球棍模型中的球代表原子,棍表示化学键。这些是以前学生们自己拼出的甲烷球棍模型,很可爱,有条件的话同学们在家都可以试试看。

  以上我们研究了甲烷中原子的成键情况,随着碳原子数的增多,烃分子的成键情况又是怎样的呢?接下来让我们一起来观察下面的球棍模型,体会有机化合物中碳原子的成键方式。请同学们认真观察由两个碳原子和三个碳原子组成的烃分子的球棍模型。大黑球代表碳原子,小黄球代表氢原子,棍和弹簧代表共价键。根据球棍模型及时记录结构式、分子式,看看能否总结出碳原子的成键特点。

  通过观察可以看出,两个碳的烃有三种结构,碳原子之间可以形成一对共用电子,也可以形成两对共用电子,还可以形成三对,我们分别称它们为碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键。当烃分子中增加到三个碳时,碳原子之间除了形成碳碳单键、双键和三键以外,碳原子之间既可以相连成链状,也可以相连成环状。请同学们把这些物质的结构式、分子式写在笔记上,我们对照一下,看写得是否一样。

  结构式虽然能形象地表示物质的成键情况,但是书写过于繁琐,我们可以把同一个碳上的氢原子进行合并,省略部分短线,从而把结构式简化为结构简式。比如乙烷的结构简式可以这样写。请大家把刚才笔记上的结构式改写为结构简式。同时提醒大家注意,碳碳双键、碳碳三键,还有些环状和支链中的碳碳单键,一般不能省略。

  大家对照一下,咱们写得是否一样?

  以上我们利用球棍模型体验了有机化合物中碳原子的成键方式,并总结如下:一、碳原子的最外层有4个电子,碳原子间、碳原子与其他原子间均可成键;二、碳原子之间可以形成碳碳单键、双键或三键;三、碳原子间既可以构成碳链,也可以形成碳环。如果用一句话概括碳原子的成键方式,那就是碳原子的成键方式具有多样性,这是有机化合物的一个结构特点。

  刚才我们体会并总结了碳原子的成键方式,接下来我们分析这几种烃的分子式。当碳原子数为1时,氢原子数为4;碳原子数为2时,氢原子数不确定,但最多为6;碳原子数为3时,氢原子数也不确定,但最多为8。当碳原子数最多时,请同学们认真观察这三种物质的球棍模型,思考碳原子在成键方式上有哪些共同之处。

  我们可以看出它们都是以碳单键相连的链状烃,我们把这种分子中碳原子以单键相连,其他价键都被氢原子所饱和而成的链状化合物称之为烷烃。

  烷烃的结构特点是碳单键链状烃,这时候的氢原子数最多,也可以说氢原子数达到了饱和。所以烷烃又被称为饱和烃,“烷”是饱和、完满的意思。一个碳的烷烃称之为甲烷。那其他烷烃该怎么命名呢?根据知识支持,通常按照分子中含有的碳原子数进行命名。10个碳以内的有机化合物利用天干来表示碳原子数,即甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。而10个碳以上的则直接利用碳原子数进行命名,如十一烷、十二烷等等。

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