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第七章
有機化合物
實驗活動8
搭建球棍模型認識有機化合物分子結構的特點
認識球棍模型
乙烷
甲醛
苯
三氯甲烷
有機物的分子都很微小，在化學上，我們經常通過搭建球棍模型的方法，來認識有機物的結構。
~~~~~~~~~~~~~~~ 實驗活動 8 ~~~~~~~~~~~~~~~
搭建球棍模型認識有機化合物分子結構的特點
[ 實驗目的 ]
1. 加深對有機化合物分子結構的認識。
2. 初步了解使用模型研究物質結構的方法。
[ 實驗用品 ]
分子結構模型 (或橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙簽等代用品 )。
1. 填寫下表，并搭建甲烷分子的球棍模型。
甲烷
分子式 結構式
CH4
結構特點
正四面體結構。以碳原子為中心， 四個氫原子為頂點的正四面體。鍵角：109°28，4個C—H鍵的鍵長和鍵能相等，(鍵)角相等。
[ 實驗步驟]
甲烷分子的球棍模型搭建
注意：以碳原子為中心， 四個氫原子為頂點構成正四面體。
鍵角：109°28，4個C—H鍵的鍵長和鍵能相等，(鍵)角相等。C原子的半徑大于H原子半徑。
2. 填寫下表，并搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型，比較三者的空間結構。
乙烷 乙烯 乙炔
分子式 結構式 分子式 結構式 分子式 結構式
結構特點 結構特點 結構特點
乙烷
分子式 結構式
C2H6
結構特點
乙烷由兩個甲基鏈接在一起，由兩個四面體構成， 飽和結構 ，兩個三角架拼一起。
乙烷分子的球棍模型搭建
注意：以兩個碳原子為中心， 搭建三個C—H鍵和一個C—C鍵， 由兩個甲基鏈接在一起。
乙烯
分子式 結構式
C2H4
結構特點
平面結構。乙烯有4個氫原子的約束，碳原子之間以雙鍵連接。所有6個原子組成的乙烯是共面。H—C—C角是121.3°；H—C—H角是117.4 °，接近120 °，其中一個不牢固的共價鍵易斷裂。
乙烯分子的球棍模型搭建
注意：乙烯每個碳原子鏈接兩個C—H鍵，然后兩個C之間通過C═C鏈接。所有6個原子是共面的。
乙炔
分子式 結構式
C2H2 H—C≡C—H
結構特點
直線結構。分子里有碳—碳叁鍵(其中含兩個不牢固的共價鍵) , 鍵與鍵之間的夾角是180°，是直線型分子。兩個不牢固的共價鍵易斷裂。
乙炔分子的球棍模型搭建
注意：是直線型分子，分子里每個C和H形成一個C—H鍵，碳和碳之間通過叁鍵鏈接(其中含兩個不牢固的共價鍵)，鍵與鍵之間的夾角是180° 。
乙烷、乙烯和乙炔三者的立體結構的比較。
乙烷是立體結構，8個原子不可能共面，有其他類似結構的8原子不可能共面；
乙烯是平面結構，所以有類似于乙烯結構的物質，六個原子可以共面；
乙炔是直線型分子，四個原子一定共面，所以有類似于乙炔結構的分子，四個原子一定共面。
[問題和討論]
1. 通過以上有機物分子球棍模型的搭建，歸納碳原子的成鍵特征和各類烴分子中的化學鍵類型。
(1)碳原子最外層有4個電子，在有機物中，每個碳原子能與其他原子形成4個共價鍵；
(2) 有機化合物中可以含一個碳原子，也可以含多個甚至成千上萬個碳原子；
(3)每個碳原子之間結合的方式可有單鍵、雙鍵、三鍵，多個碳原子可以相互結合形成長的碳鏈，也可以形成碳環；
(4)大量存在同分異構現象。
烷烴：存在極性鍵C—H鍵和非極性鍵C—C鍵；
烯烴：存在極性鍵C—H鍵和非極性鍵C—C鍵以及非極性鍵C═C鍵；
炔烴：存在極性鍵C—H鍵和非極性鍵C—C鍵以及非極性鍵C≡C鍵；
烷烴、烯烴、炔烴中存在的化學鍵均為共價鍵。
2. 根據二氯甲烷的結構式推測其是否有同分異構體，并通過搭建球棍模型進行驗證體會結構式與分子空間結構之間的關系。
二氯甲烷結構式
二氯甲烷不存在同分異構體
二氯甲烷球棍模型
3.分子中含有4個碳原子的烴可能有多少種結構 嘗試用球棍模型進行探究。
4個碳原子的烷烴有：丁烷、異丁烷，結構簡式分別為：CH3—CH2—CH2—CH3；
CH3—CH(CH3)—CH3。
異丁烷
丁烷
4個碳原子的單烯烴有：1—丁烯、2—丁烯、2-甲基丙烯、1，3—丁二烯。
結構簡式：CH2═CH—CH2—CH3；
CH3—CH=CH—CH3；
CH3—C(CH3)=CH2，
CH2=CH—CH=CH2
2—丁烯
4個碳原子的炔烴有：1—丁炔、2—丁炔、1，3—丁二炔，其結構簡式分別為：
CH≡C—CH2—CH3；
CH3—C≡C—CH3；
CH≡C—C≡CH
1—丁炔
請同學們思考，除了上面那些結構，還有其他的結構嗎？？
除了上面的烷烴、烯烴、炔烴，含有四個C原子的烴還有以下幾種。
有興趣的同學，可以自己再研究研究哦。
4個碳原子的環烷烴有：環丁烷、甲基環丙烷。
4個碳原子的環烯烴有：環丁烯、1—甲基環丙烯、3—甲基環丙烯、1，3—環丁二烯。
4個碳原子的烯炔有：1—丁烯—3—炔。
隨堂練習
1、下列關于甲烷性質的說法中，錯誤的是 ( )
A．甲烷是一種非極性分子
B．甲烷分子具有正四面體結構
C．甲烷分子具有極性鍵
D．甲烷分子中 H－C－H 的鍵角為90℃
D
2. 某烯烴氫化后得到的飽和烴
是該烴可能有的結構簡式有(　　 )
A．1種 B．2種 C．3種 D．4種
B
3、某烷烴的一種同分異構體只能生成一種一氯代物，則該烴的分子式不可能的是( )
A．C2H6 B．C4H10
C．C5H12 D．C8H18
B
4、關于烷烴、烯烴和炔烴的下列說法，正確的是( )
A. 烷烴的通式是CnH2n+2， 符合這個通式的烴為烷烴
B. 炔烴的通式是CnH2n－2， 符合這個通式的烴一定是炔烴
C. 可以用溴的四氯化碳溶液來鑒別乙炔、乙烯和乙烷
D. 烯烴和二烯烴是同系物
A
5、某烴的一氯代物只有兩種，二氯代物有四種，則該烴是( )
A .甲烷 B. 異戊烷
C. 2－甲基丙烷 D. 丙烷
D
6、把 2—丁烯(CH3—CH ══ CH—CH3) 跟溴水作用，其產物主要是 ( )
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
本課結束
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