高中化学“双减“作业新方案综合实践活动——搭建球棍模型认识有机分子的结构特点（解析版）
实践活动——搭建球棍模型认识有机分子的结构特点
实践活动——搭建球棍模型认识有机分子的结构特点
一、活动目标
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
二、活动背景
有机化合物广泛存在于社会生活、工农业生产和科学研究等各个领域，有机物的大量使用丰富了人们的盛产生活，提高了人类生存质量，有机物在人类生活在扮演了非常重要的角色，在材料，医药，农业，建筑等方面举足轻重，有机化学的学习在其它交叉学科都有较强的基础性，构建有机物结构分析模型，可以在教学中落实有机化学学科思想，帮助学生形成分析有机物的思路和方法。
三、活动形式
每组4-6人，自愿组合，推选一名为组长。
四、活动过程
1、材料：橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、小木棍等
2、搭建球棍模型：
(1)搭建甲烷分子的球棍模型。
甲烷 | |
分子式 | 结构式 |
CH4 |
|
结构特点 | |
碳原子与4个氢原子形成4个C—H键，4个C—H键的长度和强度完全相同，夹角也相同均为109°28′，甲烷分子为正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点 | |
甲烷分子的球棍模型：
(2)搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型，比较三者的立体结构。
乙烷 | 乙烯 | 乙炔 | |||
分子式 | 结构式 | 分子式 | 结构式 | 分子式 | 结构式 |
C2H6 |
| C2H4 |
| C2H2 | H—C≡C—H |
结构特点 | 结构特点 | 结构特点 | |||
6个C—H键长度和强度完全相同，碳原子之间通过单键相连，分子由两个四面体构成，2个碳原子和6个氢原子不在同一个平面上 | 碳原子之间通过碳碳双键相连，不能旋转，4个C—H键长度和强度完全相同，夹角为120°，2个碳原子和4个氢原子在同一个平面上 | 碳原子之间通过碳碳三键相连，2个C—H键长度和强度完全相同，夹角为180°，2个碳原子和2个氢原子在同一条直线上 | |||
乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型分别为：
五、思考
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_______。
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，体会结构式与分子立体结构之间的关系_______。
3．分子中含有4个碳原子的烃可能有哪些结构_______？尝试用球棍模型进行探究_______。
六、展示、评价成果
1、结合实践，从化学键、最外层电子数的角度解释论证“碳四价”原则
2、小组间互评、教师评价
参考答案：
1．每个碳原子形成4个共价键；烷烃中含有碳碳单键及碳氢键，烯烃中含有碳碳双键及碳氢键，可能有碳碳单键，炔烃中含有碳碳三键及碳氢键，可能有碳碳单键
2．二氯甲烷可看作是甲烷中的2个氢原子被2个氯原子所代替的产物，与甲烷的结构相似，故其不存在同分异构体
