烷烃教案Word文件下载.doc
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2.运用边讲、边探索、边示范的方法使学生掌握烷烃的命名。
●教学用具:
投影仪、球棍模型。
●教学过程:
第一课时
[复习提问]
1.甲烷的分子结构有什么特点?
2.甲烷有哪些主要化学性质?
3.什么叫取代反应?
[导入新课]甲烷是最简单的烃,在烃里边还有许多结构和性质与甲烷相似的分子,如乙烷、丙烷等,这就是本节课学习的主题——烷烃。
[板书]第二节烷烃
一、烷烃的结构和性质
[展示]乙烷(C2H6)和丙烷(C3H8)的球棍模型。
[点拨]在这些烃的分子里,碳原子跟碳原子都以单键结合成链状,跟甲烷一样,碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合,总共形成了四个化学键。
这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用,都达到“饱和”,我们把这种烃叫做“饱和烃”,又叫“烷烃”。
1.烷烃的概念
2.烷烃分子的结构特点:
一是分子里碳原子均以单键结合成链状;
二是碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合
3.烷烃的结构式和结构简式
[讲述]若把上述各分子的结构式中表示共价单键的“—”删去,乙烷变为CH3CH3,丙烷写成CH3CH2CH3,丁烷可写成CH3CH2CH2CH3。
变形后的式子书写起来是比较方便的,我们称之为有机物的结构简式。
当然,在书写有机物分子的结构简式时,若遇到像丁烷分子中有两个(或多个)相同的成分时,还可以写成CH3(CH2)2CH3。
由于结构简式书写方便,且仍能表示出分子结构的简况,所以更多情况下常使用结构简式。
[转引]既然甲烷的结构和其他的烷烃分子很相似,那么它们在性质上是否也很相似呢?
[指导阅读]教材表5—1几种烷烃的物理性质
4.烷烃的物理性质
(1)随着分子里含碳原子数的增加,熔点、沸点逐渐升高,相对密度逐渐增大;
(2)分子里碳原子数等于或小于4的烷烃在常温常压下都是气体,其他烷烃在常温常压下都是液体或固体;
(3)烷烃的相对密度小于水的密度。
[转引]甲烷与其他烷烃结构的相似不仅表现在物理性质上的规律性变化,而且化学性质上也具有极大的相似性,请同学们根据甲烷的化学性质总结、推测烷烃应有的化学性质。
5.烷烃的化学性质
(1)通常状况下,它们很稳定,跟酸、碱及氧化物都不发生反应,也难与其他物质化合;
(2)在空气中都能点燃;
(3)它们都能与氯气发生取代反应;
(4)烷烃在高温下可分解。
6.烷烃的通式:
CnH2n+2
[说明]若烷烃分子的碳原子数为n,那么氢原子的数目就可表示为2n+2,这样烷烃的分子式就可以表示为CnH2n+2。
注意:
此通式为开式链烃的通式。
7.同系物的概念:
分子结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,互相称为同系物。
[投影练习]下列各组内的物质不属于同系物的是
[分析]对题中的各组物质以同系物的概念为标准进行判断可知,只有C项内的物质之间不存在同系物关系。
答案:
C
[强调]在判断同系物的时候要严格把握同系物概念涵义的两个方面:
一是分子结构相似,二是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,二者要联系在一起应用,缺一不可。
当然,还应注意,同系物的关系不光是只有烷烃分子之间存在,在其他的有机物内也存在着同系物关系。
●板书设计
2.烷烃的结构特点
6.烷烃的通式
7.同系物的概念
第二课时
[引入]含有五个碳原子的烷烃分子的可能结构有几种?
写出对应的结构式和分子式。
[学生板演]得到三种结构:
分子式为C5H12
[讲解]从以上结果可以看出含有五个碳原子的烷烃分子尽管分子式相同,均为C5H12,但它们的结构是完全不一样的,这一现象在有机化合物中非常普遍。
我们称之为同分异构现象,具有相同分子式但结构不同的化合物之间互称为同分异构体。
[板书]二、同分异构现象和同分异构体
1.同分异构现象和同分异构体的概念
[点拨]同分异构体的分子式虽然相同,但结构不同,而物质的结构决定物质的性质,所以它们的性质不同。
如丁烷,存在两种同分异构体,一种是分子里的碳原子互相结合成直链,被称为正丁烷,另一种分子里的碳原子却带有支链被称为异丁烷,它们的性质就有明显的差异。
[指导阅读]教材表5—1正丁烷和异丁烷的某些物理性质
2.烷烃同分异构体之间熔沸点的变化规律:
分子中支链数越多,熔沸点越低,相对密度越小
[讲解]含五个碳原子的烷烃分子即戊烷存在三种同分异构体,分别称为正戊烷(不含支链)、异戊烷(含一个支链)、新戊烷(含两个支链)。
很显然它们的性质也应该有明显的差异。
那么在烷烃分子里,若含碳原子数越多,碳原子的结合方式就越趋复杂,同分异构体的数目就越多,如含十个碳原子的癸烷,其同分异构体的数目就有75种之多。
[强调]理解同分异构现象和同分异构体概念时应注意把握两点:
一是分子式相同。
分子式相同必然相对分子质量相同,但相对分子质量相同分子式不一定相同。
如H3PO4与H2SO4、C2H6O与CH2O2相对分子质量相同,但分子式不同。
二是分子结构不同。
分子结构不同是分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的。
[转引]烃失去1个氢原子后所剩余的原子团叫做烃基。
烃基一般用“R—”表示。
烃基一般呈电中性,属于烃的一部分,不可以独立存在,而“根”往往带有电荷,可以在溶液中独立存在。
—
如果该烃是烷烃所形成的烃基便称之为烷基,如—CH3叫甲基,—CH2CH3叫乙基。
由于烃分子存在着异构现象,那么当碳原子较多时,烃基也存在异构体,如丙基就有两种情况:
CH3—CH2—CH2—叫正丙基,CH3—CH—CH3叫异丙基。
3.烃基的概念:
烃失去1个氢原子后所剩余的原子团叫做烃基。
用“R—”表示。
[设疑]如何写出所有同分异构体(如C7H16)?
4.烷烃同分异构体的写法
[引导]在书写烷烃分子的同分异构体时一方面为了简便其见,可以先不写出氢原子,只用碳原子的不同关系来表示,因为同分异构体的形成正是由于碳原子的位置或排列变化而引起的。
书写时有如下技巧:
先写最长链;
然后从最长链减少一个碳原子作为取代基,在剩余的碳链上连接,即主链由长到短,支链由整到散,位置由中心排向两边。
例如:
C7H16的同分异构体的书写步骤
①将分子中全部碳原子连成直链做为母链C—C—C—C—C—C—C;
②从母链的一端取下一个C原子,依次连接在母链中心对称线一侧的各个C原子上,即
得到多个带有甲基、主链比母链少一个碳原子的异构骨架C—C—C—C—C—C
C—C—C—C—C—C但应注意取代基不能连在末端,否则与原直链时相同;
③再从母链上一端取下两个C原子,这两个C原子相连或分开,依次连在母链所剩下的各个碳原子上,得到多个带乙基或带两个甲基、主链比母链少2个碳原子的异构体骨架
④再从母链上取下3个碳原子,依第③步骤书写:
[提示]从母链取下的碳原子数,不得多于母链所剩余的碳原子数,所以C7H16的同分异构共有9种,那么像烷烃分子同分异构体这样的同分异构现象,叫做碳链异构或碳架异构,当然最后可以将这种碳原子骨架转变成对应的结构简式。
[练习]书写C6H14的所有同分异构体。
[思路分析及答案]按照同分异构体的书写步骤可以得到:
C—C—C—C—C—C,
等五种结构,故C6H14的同分异构体共有五种即:
CH3(CH2)4CH3、(CH3)2CH(CH2)2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2、(CH3)3CCH2CH3。
[过渡]把含有一个碳原子的烷烃分子叫甲烷,含二个和三个碳原子的烷烃分子称为乙烷和丙烷,又把四个碳原子的两种烷烃分子分别叫做正丁烷和异丁烷等,这些就像有些同学除了学名之外还曾有过小名一样,下面就来讨论有关烷烃分子的命名。
[板书]三、烷烃的命名
1.习惯命名法
碳原子数后加一个“烷”字,就是简单烷烃的名称,碳原子的表示方法:
①碳原子在1~10之间,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示;
②碳原子数大于10时,用实际碳原子数表示,如C6H14叫己烷,C17H36叫十七烷。
若存在同分异构体,根据分子中支链数目的多少以“正”“异”“新”等来区别,如戊烷的三种同分异构体分别叫做正戊烷、异戊烷、新戊烷。
分子结构复杂的烷烃(如C7H16有9种同分异构体)的命名就显得力不从心了,这时候就得换一种命名方法,这种命名法叫系统命名法。
2.系统命名法
分为以下几步:
(1)选定分子中最长的碳链为主链,且依主链上碳原子的数目称之为“某烷”;
(2)把主链中离支链最近的一端作为起点,用阿拉伯数字给主链上的各个碳原子依次编号定位,以确定支链的位置,(板演)如:
(3)把支链作为取代基,把取代基的名称写在烷烃名称的前面,在取代基的前面用阿位伯数字注明它在烷烃直链上所处的位置,并在数字与取代基名称之间用一短线隔开。
例如,异戊烷用系统命名法应该命名为:
(板演)
(4)如果主链上有相同的取代基,可以将取代基合并起来,用二、三等数字表示,在用于表示取代基位置的阿拉伯数字之间要用“,”隔开;
如果主链上有几个不同的取代基,就把简单的写在前面,把复杂的写在后面。
[总结]系统命名法的步骤
①选主链,称某烷
②编号码,定支链
③取代基,写在前,注位置,连短线
④不同基,简在前,相同基,二三连
[提示]烷烃的系统命名法使用时应遵循两个基本原则:
①最简化原则,②明确化原则,主要表现在长、近、多,即“长”是主链最长,“近”是编号起点离支链最近,当两个相同支链离两端相等时,以离第三个支链最近的一端编号,“多”是指当最长的碳链有两条以上时,应选含支链最多的一条作为主链。
这些原则在命名时或判断命名的正误时均有重要的指导意义。
[投影显示]系统命名法命名图例
二、同分异构现象和同分异构体
2.烷烃同分异构体之间熔沸点的变化规律
3.烃基的概念
三、烷烃的命名
步骤:
①选主链,称某烷②编号码,定支链
③取代基,写在前,注位置,连短线
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