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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
认识球棍模型
乙烷
甲醛
苯
三氯甲烷
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。
~~~~~~~~~~~~~~~ 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
[ 实验目的 ]
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。
[ 实验用品 ]
分子结构模型 (或橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签等代用品 )。
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。
[ 实验步骤]
甲烷分子的球棍模型搭建
注意：以碳原子为中心， 四个氢原子为顶点构成正四面体。
键角：109°28，4个C—H键的键长和键能相等，(键)角相等。C原子的半径大于H原子半径。
2. 填写下表，并搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型，比较三者的空间结构。
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
乙烷
分子式 结构式
C2H6
结构特点
乙烷由两个甲基链接在一起，由两个四面体构成， 饱和结构 ，两个三角架拼一起。
乙烷分子的球棍模型搭建
注意：以两个碳原子为中心， 搭建三个C—H键和一个C—C键， 由两个甲基链接在一起。
乙烯
分子式 结构式
C2H4
结构特点
平面结构。乙烯有4个氢原子的约束，碳原子之间以双键连接。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。
乙烯分子的球棍模型搭建
注意：乙烯每个碳原子链接两个C—H键，然后两个C之间通过C═C链接。所有6个原子是共面的。
乙炔
分子式 结构式
C2H2 H—C≡C—H
结构特点
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。
乙炔分子的球棍模型搭建
注意：是直线型分子，分子里每个C和H形成一个C—H键，碳和碳之间通过叁键链接(其中含两个不牢固的共价键)，键与键之间的夹角是180° 。
乙烷、乙烯和乙炔三者的立体结构的比较。
乙烷是立体结构，8个原子不可能共面，有其他类似结构的8原子不可能共面；
乙烯是平面结构，所以有类似于乙烯结构的物质，六个原子可以共面；
乙炔是直线型分子，四个原子一定共面，所以有类似于乙炔结构的分子，四个原子一定共面。
[问题和讨论]
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类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、双键、三键，多个碳原子可以相互结合形成长的碳链，也可以形成碳环；
(4)大量存在同分异构现象。
烷烃：存在极性键C—H键和非极性键C—C键；
烯烃：存在极性键C—H键和非极性键C—C键以及非极性键C═C键；
炔烃：存在极性键C—H键和非极性键C—C键以及非极性键C≡C键；
烷烃、烯烃、炔烃中存在的化学键均为共价键。
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空间结构之间的关系。
二氯甲烷结构式
二氯甲烷不存在同分异构体
二氯甲烷球棍模型
3.分子中含有4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。
4个碳原子的烷烃有：丁烷、异丁烷，结构简式分别为：CH3—CH2—CH2—CH3；
CH3—CH(CH3)—CH3。
异丁烷
丁烷
4个碳原子的单烯烃有：1—丁烯、2—丁烯、2-甲基丙烯、1，3—丁二烯。
结构简式：CH2═CH—CH2—CH3；
CH3—CH=CH—CH3；
CH3—C(CH3)=CH2，
CH2=CH—CH=CH2
2—丁烯
4个碳原子的炔烃有：1—丁炔、2—丁炔、1，3—丁二炔，其结构简式分别为：
CH≡C—CH2—CH3；
CH3—C≡C—CH3；
CH≡C—C≡CH
1—丁炔
请同学们思考，除了上面那些结构，还有其他的结构吗？？
除了上面的烷烃、烯烃、炔烃，含有四个C原子的烃还有以下几种。
有兴趣的同学，可以自己再研究研究哦。
4个碳原子的环烷烃有：环丁烷、甲基环丙烷。
4个碳原子的环烯烃有：环丁烯、1—甲基环丙烯、3—甲基环丙烯、1，3—环丁二烯。
4个碳原子的烯炔有：1—丁烯—3—炔。
随堂练习
1、下列关于甲烷性质的说法中，错误的是 ( )
A．甲烷是一种非极性分子
B．甲烷分子具有正四面体结构
C．甲烷分子具有极性键
D．甲烷分子中 H－C－H 的键角为90℃
D
2. 某烯烃氢化后得到的饱和烃
是该烃可能有的结构简式有(　　 )
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
B
3、某烷烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，则该烃的分子式不可能的是( )
A．C2H6 B．C4H10
C．C5H12 D．C8H18
B
4、关于烷烃、烯烃和炔烃的下列说法，正确的是( )
A. 烷烃的通式是CnH2n+2， 符合这个通式的烃为烷烃
B. 炔烃的通式是CnH2n－2， 符合这个通式的烃一定是炔烃
C. 可以用溴的四氯化碳溶液来鉴别乙炔、乙烯和乙烷
D. 烯烃和二烯烃是同系物
A
5、某烃的一氯代物只有两种，二氯代物有四种，则该烃是( )
A .甲烷 B. 异戊烷
C. 2－甲基丙烷 D. 丙烷
D
6、把 2—丁烯(CH3—CH ══ CH—CH3) 跟溴水作用，其产物主要是 ( )
A 、1，2—二溴丁烷 B 、2—溴丁烷
C、2，3—二溴丁烷 D、1，1—二溴丁烷
C
本课结束
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