“模型变式”在《有机化学结构单元复习课》中的巧妙应用

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模型在有机化学学习中起着非常重要的作用，它能将抽象的有机分子结构形象化，有助于学生更好的掌握和理解有机分子结构，了解结构才能更清淅的掌握有机化合物的性质，搭设模型、模型分析是有机化合学习的重要手段之一。

【创意背景】

苏教版选修3《有机化学基础》专题二第一单元有机物的结构和表示方法，其核心内容有碳原子的成键特点，有机物的空间构型，键线式的表示方法和同分异构现象等有机化学基础内容，若按传统的复习思路即将每一个知识要点进行整理归纳，然后分析汇总

【创意思路】

（1）模型展示――碳原子成键特点分析

（2）变式模型――归纳碳、氢、氧等原子的成键特点和判断方法

（3）模型转化――分析和归纳三种烃的空间结构特点

（4）对比模型――引出同分异构现象，如何书写同分异构体

（5）模型再现――引导学生如何用键线式来表示有机物结构

【操作要点】

展示模型，变换模型，分析有机物原子成键特点：

思考1：黑色小键可代表碳、氢、氧等原子，试根据成键特点，试写出下列有机物结构简式

[设计意图]通过原子成键特点，判断原子种类，让学掌握原子外层电子结构和成键的关系，学会从有机物结构模型的基本方法。

归纳整理：碳原子的成键特点

（1）碳原子有_______个价电子，碳呈_______价。

（2）碳原子既可以形成______ 键，也可以形成―――________ 键或________键。（成键方式多）

①常见共价键：C-C、C=C、CC、C-H、C-O、C=O、C-X、CN、C-N、苯环。

②仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子；

连接在双键、叁键或在苯环上的碳原子（所连原子的数目少于4）称为不饱和碳原子。

③C―C单键可以旋转而C=C（或三键）不能旋转。

（3）多个碳原子可以相互结合碳链和碳环，碳链和碳环还可以相互结合。

思考2：指出上述模型A中哪些是饱和碳原子，哪些是不饱和碳原子：

[设计意图] 利用模型可直观判断饱和碳原子和不饱和碳原子。

模型转化，解决问题：将上述模型转化成结构简式后，提出思考题3，解决问题中整理三种烃的空间结构。

思考3：下列关于 HCC-CH=CHCH3的说法正确是的（ ）

A、所有碳原子都在同一平面上

B、最多只有8个原子在同一平面上

C、所有的碳原子都在同一直线上

D、最多只有4个碳原子在同一条直线上

[设计意图] 了解学生能否从模型中提取信息的能力如何？从而能归纳得出甲烷正四面体结构，乙烯平面结构，乙炔直线结构，通过代表有机物空间结构的分析复杂有机物结构的。

整理归纳：

应用变式，提高能力：将思考3中的模型结构简式变换一下，了解学生能否应用基本结构分析复杂有机物结构的能力。

A、共面的最多有____个碳原子

B、共线的最多有____个碳原子

[设计意图] 培养学生利用典型有机物基本空间结构来解决复杂有机物结构，提高学生结构分析能力，同时也归纳结构分析的基本规律。

整理归纳：

有机分子空间构型解题规律

规律Ⅰ：以碳原子和化学键为立足点，若氢原子被其它原子所代替，其键角基本不变。

规律Ⅱ：若两个平面型结构的基团之间以单键相连，这个单键可以旋转，则两个平面可能共面，但不是“一定”。

规律Ⅲ：若两个苯环共边，则两个苯环一定共面。

规律Ⅳ：若甲基与一个平面型结构相连，则甲基上的氢原子最多有一个氢原子与其共面。若一个碳原子以四个单键与其它原子直接相连，则这四个原子为四面体结构，不可能共面。同时，苯环对位上的2个碳原子及其与之相连的两个氢原子，这四原子共直线。

对比模型，引出同分异构现象，分析同分异构体的书写。

思考5：判断下列两种有机化合物之间什么关系？

同分异构体：分子式相同，结构不同的有机物互称。

[设计意图] 两种模型的比较，让学生非常清楚的看到有机物分子之间存在同分异构现象，很直观地了解同分异构的概念。

整理归纳：

同分异构的类型：碳链异构、位置异构、种类异构

应用：试写出分子式为C4H8O2并满足下列条件的同分异构体的结构简式

（1）属于羧酸类的同分异构体

（2）属于酯类的同分异构体

（3）含两个羟基的不饱和烃，并羟基不能连在不饱和碳上或两个羟基不能同连在一个碳原子上.

[设计意图] 培养学生分析同分异构类别，学会书写同分异构体的能力。

再现模型，有机物分子结构可以用模型表示外，还可用结构简式，最简单的是键线式。

思考6：用键线式表示下列模型有机物的结构。

归纳整理：键线式书写的注意事项

（1）一般表示3个以上碳原子的有机物；

（2）只忽略C-H键，其余的化学键不能忽略；

（3）必须表示出C=C、CC键等官能团；

（4）碳氢原子不标注，其余原子必须标注（含羟基、醛基和羧基中氢原子）。

练习应用：请写出下列有机物分子的分子式：

课堂小结：碳原子成键方式决定有机物的结构，分子组成相同结构不同的有机物互称为同分异构，有机物结构可用结构式、结构键式，也可用键线表示。

【效果评析】

1、 整节课围绕一个模型展开，展示模型分析碳原子结构特点，比较模型了解同分异构现象，再现模型，学会书写有机物分子键线式结构表示方法，本节课充分利用了模型的直观性进行教学，课堂教学思路清析，突出教学理难点，更重要的课堂主线清楚，知识呈现新颖，给人一种耳目一新的感学，是一节不错的有机结构复习课。

2、 从学习效课层面看，本节课引题非常巧妙，一个直观模型引吸学生进入课题，激发学生思考，模观结构变换引起思维碰撞，同时又很自然的归纳碳原子的结构特点，让学生复习中真正体验温故而知新的感觉，模型比较又非常巧妙引出同分异构概念，非常直观的了解有机物结构复杂多样的变化原因，课堂中学生思维积极，学习热情高涨，师生互动频繁，从学生调查了解是一节高效的课堂。