同素异形体与同分异构体

同素异形体与同分异构体侨声中学黄美虾教学目标1、从金刚石、石墨、足球烯等碳的同素异形体以及C4H10、C2H6O等同分异构体为例认识同素异形现象和同分异构现象以及定义。认识微观结构不同引起的物质多样性。2、通过多媒体图片展示、问题串的设计以及学生的讨论和动手实践等方法认识同素异形现象和同分异构现象。3、了解金刚石、石墨、足球烯的微观结构，树立“结构决定性质，性质决定用途”的思维。4、通过化学史话、科技前沿、曹原石墨烯超导体等的了解，培养学生研究物质的方法和优秀的科学品质，形成正确的价值观和世界观。二、教学重点及难点重点：以金刚石、石墨以及C4H10、C2H6O等同分异构体为例认识由于微观结构的不同从而导致的同素异形现象和同分异构现象。难点：同素异形体、同分异构体、同位素三个概念的辨析三、教学策略选择与设计采用“提出问题——现象比较——建立概念——强化概念——运用概念”的教学思路；教法：以启发式教学法为主，讲解法为辅的教学方法；学法：观察比较，合作讨论的学习方法。四、教学过程【新课导入】提问：[引入]前面我们学习了元素周期表。知道人类已发现的元素仅100多种，而这些种类有限的元素却构成数千万种不同的物质，你们知道这是为什么吗？讲述：同素异形现象,同分异构现象请看一组图片：碳元素常见的两种单质：金刚石、石墨归纳：金刚石、石墨物理性质的异同点物质金刚石石墨颜色和状态无色透明晶体灰黑色不透明固体硬度最硬的天然物质最软你的矿物之一导电性不导电能导电用途装饰品切割玻璃、大理石钻探机钻头铅笔芯电极、润滑剂提问：金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，为何在物理性质上有如此大的区别呢？阅读课本P135页第二段生：构成金刚石的微粒是C原子，每个C原子与其他4个C原子以共价键相连，形成成空间网状结构，金刚石的基本结构单元是正四面体；构成石墨的微粒是C原子，C原子以共价键相连，在石墨的每一层，每个C原子与周围3个C原子以共价键相连，排列成平面六边行，无数平面六边行形成平面网状结构，石墨的不同层之间存在分子间作用力。老师边展示金刚石、石墨模型PPT.归纳总结：1、金刚石和石墨微观结构的差异表现：碳原子排列方式和成键方式不同2、物质的性质由物质内部的微观结构决定的，物质的性质决定了物质的用途。讲述：石墨层与层之间的作用力较弱，通过一定方法，把它剥离出一层来，像纸一样卷起来，形成的管桩物质，那就是碳纳米管。PPT展示：碳纳米管图片、特点。化学史话：纳米碳管的发现：1991年，日本科学家饭岛博士对石墨进行电弧蒸发实验发现的。设问：石墨层既然可以卷曲成管状，应该还能形成其他形状的物质吧？拓展视野1：化学史话科学家克鲁托、斯莫利、柯尔，通过激光照射石墨实验，发现碳新型单质C60分子。并绘制出由20个正六边形和12个正五边形构成的“笼状”分子结构，命名为“富勒烯”，又称为“足球烯”。1996年三人因此获诺贝尔化学奖。展示富勒烯图片讲述：球可以有大有小，PPT展示系列笼状物质的图片。思考：你认为这些笼状物质可能有什么用途呢？提示：是不是很像“鸟笼”。再提示：中间可以装东西科技前沿：“笼状”分子应用研究（1）空心笼结构“包裹”一些金属离子，制成超导材料。北京大学，1990年起步，首次获得K3C60超导体)（2）空心笼结构“包容”一些治疗癌症放射性元素药物，既可以达到治疗的目的，又可以减少对人体的伤害。（3）不损坏结构基础上，吸附和放出电子，制成高效化学电池。（4)纳米材料、、、讲述：从石墨剥离后除了得到上面的一些物质外，还有石墨烯。阅读P135第三段。视屏了解曹原石墨烯的研究。通过碳元素形成的结构各异，性质不同，用途不同的物质，引入新概念。板书：同素异形现象：同一种元素，能够形成几种不同的单质，这种现象称为同素异形现象；同素异形体：这些单质互称为该元素的同素异形体。强调概念中的注意点：①“同”：同种元素②“异”不同单质③研究的对象：单质问题1：Na和Na+、16O和18O是同素异形体吗？为什么？问题2：除了碳元素有同素异形体外，你知道还有什么元素也存在同素异形现象？除了碳元素外，在常见的元素中，还有氧、硫、磷等元素也存在同素异形现象。如：O2和O3，红磷和白磷等阅读课本P136拓展视野，讨论一下氧气和臭氧，他们的性质有哪些不同。学生归纳总结：展示红磷和白磷的结构、性质和用途的不同小结：同素异形现象的存在造成了单质分子的多样性，是物质世界多样性的原因之一。交流与讨论：问题1：化合物中绝大多数都是有机物，请问构成有机物的核心元素是什么？问题2：碳原子能形成几个共价键呢？问题3：如果将两个碳原子链接在一起形成化合物，可以有几种连接方式？问题4：如果将四个碳原子用单键连接成，又有几种方式呢？如C4H10有几种结构？（提示H只形成一个共价键）学生活动：动手连接4个碳原子展示学生的成果，并分析。PPT展示正丁烷和异丁烷的动画结构问题5：依据相同的方式，分子式为C2H6O，有几种不同的连接方式？学生活动：连接C2H6O的球棍模型展示学生的成果，并分析。PPT展示乙醇和二甲醚的动画结构引出新概念：（板书）二、同分异构现象和同分异构体1、同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的现象叫同分异构现象；2、同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物互称位同分异构体。小结：有机物中原子的连接方式和成键方式的不同，造成了同分异构现象的出现。而同分异构现象的出现又导致了物质世界的多样性。【旧知新知对比记忆】同位素、同素异形体、同分异构体三概念的比较看表格完成总结：物质世界丰富多彩的原因：（1）原子的多样性———同位素；（2）单质分子的多