苯分子结构的探索.ppt

苯分子结构的探索 一 教材分析 1教材的地位和作用苯是现行高中化学教材第二册第十章 有机化合物 的第四节内容 是继烷烃 烯烃 炔烃之后 向学生介绍的另一类典型烃类化合物 本节课是在学生学习完苯的一些物理 化学性质的基础上 对苯分子结构进行探索 让学生在巩固烃类物质性质的同时 又掌握科学研究的一般方法 体会探究学习的过程 从而带动学生学习素质的提高 2教学目标根据教学大纲的要求和编写教材的意图 结合本课的特点和二期课改的要求 确定以下教学目标 知识与技能目标 掌握苯分子结构特点过程与方法目标 采用引导发现法 促使学生通过自己探索 尝试过程来发现苯分子的结构特点 培养学生提出问题和探索发现能力的方法 情感与价值目标 1 通过创设问题的情境 让学生感受苯的发现和研究历程 激发学习兴趣 调动学生内在的学习动力 促使学生在意境中主动探究科学的奥妙 2 通过实验引导探索 让学生沿着科学家走过的路 用理论假设和实验验证来探索苯分子结构 使感性认识上升到理性认识 既培养学生掌握科学研究一般方法 又培养学生的实验设计能力 3 通过展示科学家们对苯结构的探索历程 适当对学生进行化学史教育 同时教育学生科学研究需要不畏艰难的探索精神 教学重点与难点的确立在本节课中 如何充分调动起学生的课堂积极性 并恰到好处的引导学生发现问题 探索问题 分析问题 整个过程是教学的难点 要结合教材及学生的实际情况展开教学 以师生互动为准则 发挥以教师为主导 学生为主体的作用 二 教学理念及其方法 教学有法 但无定法 贵在优选 根据教学进度 班级实际情况以及结合二期课改的精神 我采用的是引导发现法 注重学生在发现活动中教师的引导 减少发现活动的自发性 使学生尽可能少受挫折 从而降低发现的难度 做到 学为主体 教为主导 应用这种方法 一个发现过程分为以下几个阶段 1 提出要解决的问题 2 创设特定的情境 即提出与解决问题有关的某些条件 以激发学生认识上的矛盾 3 学生自己作出解决问题的假设 4 学生运用阅读 实验 观察 讨论等手段进行探索 发现 5 教师引导学生做出正确的结论 三 教学设计 苯分子结构的探索 执教 刘瑛 它的蒸气密度为同温同压下乙炔气体密度的3倍其中 碳的质量分数为92 3 求分子式 特殊的碳氢化合物 当时欧洲经历空前的技术革命 煤炭工业蒸蒸日上 不少国家使用煤气照明 煤气是用鲸鱼或鳕鱼的油滴到已经加温的炉子里产生的 把这种气体加压 就可以储存在容器里 供各方面使用 就是在压缩气体的过程中人们发现有一种油状液体产生 但没有人去理会 英国科学家法拉第对这种液体产生浓厚兴趣 他整整花了五年时间去探究 反复尝试 反复实验 通过蒸馏发现在沸点80 87 时能蒸出大量的液体 而且这段沸点比较恒定 没有多大变化 而在蒸馏其他组份时 温度经常要升高 这一点启发了法拉第 他继续研究在这个温度区间内获得的某种固定组份的物质 最后终于分离出一种新的碳氢化合物C6H6 苯 那个时候他才34岁 在皇家研究院工作了十二年之久 C6H6 双键或叁键 易加成 高度不饱和烃 苯的分子结构 学生活动 根据该不饱和烃的分子式C6H6 写出可能有的结构简式 提示 链状 环状 立体 链状CH C CH2 C CH CH3CH3 C C C C CH3CH2 CH CH CH C CH 环状 立体 探索科学问题的基本过程 氧化反应 燃烧 不使酸性高锰酸钾褪色加成反应 在一定条件下能和氢气 1 3 卤素发生加成反应 不使溴水褪色取代反应 在铁作催化剂的条件下 与液溴发生取代反应 并且一溴代物结构只有一种 卤代 硝化 磺化 易取代 难加成 复习 与苯相关的实验事实和性质 链状CH C CH2 C CH CH3CH3 C C C C CH3CH2 CH CH CH C CH 环状 立体 1 4 易加成 可以取代 1 2 易加成 取代 1 3 易加成 取代 不加成 取代 2020 3 17 16 可编辑 化学家凯库勒是其中一位着手探索苯分子结构 他的脑子里始终充满着苯的6个碳原子和6个氢原子 他经常每天只睡三四个小时 一干起来就不歇手 他在黑板上 地板上 笔记本上 墙壁上画着各种各样的化学结构式 设想过几十种可能的排法 但是 都经不起推敲 被自己否定了 一天晚上 凯库勒坐马车回家 也许是由于近日来用脑过度 迷迷糊糊睡着了 在半梦半醒之间 凯库勒发现碳原子和氢原子在眼前飞动 变幻着各种各样的花样 忽然 原子变成了一条白蛇 这条蛇扭动着 摇摆着 最后咬住了自己的尾巴 变成了一个环 清醒过来的凯库勒马上领悟到苯的结构 他迫不及待地抓起笔在纸上画了起来 一个首尾相接的环状分子结构出现了 经过进一步论证 提出了苯的环状结构式 凯库勒如何发现苯分子的结构 6个C原子首尾相连形成一个稳定的环 平面六边形C原子以单 双键交替结合 其它原子以单键与苯环C原子相连凯库勒模型 1865年 关于芳香族化合物的研究 提出假说 为什么不使溴水褪色 如何解释平面正六边形结构 如何解释邻二元取代物结构只有一种 凯库勒又提出了补充假说 就是著名的 振荡假说 认为苯分子中碳碳单键与双键位置不是固定 而是可以以很快速度往返移动 这个假说去解释苯的邻位取代物没有同分异构体的事实 但是即使这样 科学家们还是总觉得苯分子又象有双键 又象没有双键 处于一种很为难的境地 直到二十世纪三十年代 由于理论物理和物理方法的进步 人们对苯分子结构的认识才有了新的飞跃 凯库勒又提出了补充假说 物理方法 苯环上的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键 键长 性质 6电子的大 键 射线法 光谱法 偶极距的测定 10电子的大 键 稠环化合物 萘 有人曾用6只小猴子形象地表示苯分子的结构 苯分子具有平面正六边形结构 键角都是120 苯分子中的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特键 苯分子的结构特点 特殊的碳氢化合物 探索科学问题的基本过程 科学态度 科学精神 机遇垂青于有准备的头脑 凯库勒 苯毒猛于虎 室内环境污染已成为人们身体健康的 隐形杀手 当我们置身刚刚装修完 还带着 油漆味 的漂亮新家时 也许不会想到 今后与我们朝夕相处却时时蚕食着我们健康的有害物质 专家指出 家庭装修带来的污染物中 苯和甲醛都是世界卫生组织认定的致癌物 可以影响人的呼吸系统 造血系统 神经系统 免疫系统而导致很多疾病 严重者会患各种癌症 我们呼吁人们注意环保 提倡绿色装修 绿色 装修 人们对苯的认识有一个不断深化的过程 1 1834年德国科学家米希尔里希 通过蒸馏安息香酸 和石灰的混合物得到液体 命名为苯 写出苯甲酸钠与碱石灰共热生成苯的化学方程式 2 由于苯的含碳量与乙炔相同 人们认为它是一种不饱和烃 写出C6H6的一种含叁键且无支链链烃的结构简式 苯不能使溴水褪色 性质类似烷烃 任写一个苯发生取代反应的化学方程式 3 烷烃中脱水2mol氢原子形成1mol双键要吸热 但1 3 环己二烯 脱去2mol氢原子变成苯却放热 可推断苯比1 3 环己二烯 填稳定或不稳定 4 1