寻求高二下学期化学(人教版选修5)有机化合物的命名的说课稿一份
有机物命名法
有机物的命名方法有系统命名法,习惯命名法,有些有机物还有俗名。
一,系统命名法(IUPAC)
IUPAC有机物命名法是一种有系统命名有机化合物的方法。该命名法是由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)规定的,最近一次修订是在1993年。其前身是1892年日内瓦国际化学会的“系统命名法”。最理想的情况是,每一种有清楚的结构式的有机化合物都可以用一个确定的名称来描述它。它其实并不是严格的系统命名法,因为它同时接受一些物质和基团的惯用普通命名。
中文的系统命名法是中国化学会在英文IUPAC命名法的基础上,再结合汉字的特点制定的。1960年制定,1980年根据1979年英文版进行了修定。
1: 一般规则
取代基的顺序规则
当主链上有多种取代基时,由顺序规则决定名称中基团的先后顺序。一般的规则是:
1. 取代基的第一个原子质量越大,顺序越高;
2.如果第一个原子相同,那么比较它们第一个原子上连接的原子的顺序;如有双键或三键,则视为 连接了2或3个相同的原子
以次序最高的官能团作为主要官能团,命名时放在最后。其他官能团,命名时顺序越低名称越靠前。
主链或主环系的选取
以含有主要官能团的最长碳链作为主链,靠近该官能团的一端标为1号碳。
如果化合物的核心是一个环(系),那么该环系看作母体;除苯环以外,各个环系按照自己的规则确定1号碳,但同时要保证取代基的位置号最小。
支链中与主链相连的一个碳原子标为1号碳。
数词
位置号用阿拉伯数字表示。
官能团的数目用汉字数字表示。
碳链上碳原子的数目,10以内用天干表示,10以外用汉字数字表示。
各类化合物的具体规则
烷烃
找出最长的碳链当主链,依碳数命名主链,前十个以天干(甲、乙、丙...)代表碳数,碳数多於十个时,以中文数字命名,如:十一烷。
从最近的取代基位置编号:1、2、3...(使取代基的位置数字越小越好)。以数字代表取代基的位置。数字与中文数字之间以 - 隔开。
有多个取代基时,以取代基数字最小且最长的碳链当主链,并依甲基、乙基、丙基的顺序列出所有取代基。
有两个以上的取代基相同时,在取代基前面加入中文数字:一、二、三...,如:二甲基,其位置以 , 隔开,一起列於取代基前面。
甲基 CH3-
乙基 CH3CH2-
(正)丙基 CH3CH2CH2-
(正)丁基 CH3CH2CH2CH2-
烯烃
命名方式与烷类类似,但以含有双键的最长键当作主链。
以最靠近双键的碳开始编号,分别标示取代基和双键的位置。
若分子中出现二次以上的双键,则以“二烯”或“三烯”命名。
烯类的异构体中常出现顺反异构体,故须注明“顺”或”反”。
炔烃
命名方式与烯类类似,但以含有叁键的最长键当作主链。
以最靠近叁键的碳开始编号,分别标示取代基和叁键的位置。
炔类没有环炔类和顺反异构物。
分子中既有双键又有三键时,名字以烯先炔后,分别标注位置号,碳数写在“烯”前面。
卤代烃?醚
卤代烃命名以相应烃作为母体,卤原子作为取代基。
如有碳链取代基,根据顺序规则碳链要写在卤原子的前面;如有多种卤原子,列出次序为氟、氯、溴、碘。
醚的命名以碳链较长的一端为母体,另一端和氧原子合起来作为取代基,称烃氧基。
醇
醇的命名,以含有醇羟基的最长碳链为主链;
由这条链上的碳数决定叫某醇,编号时让醇羟基的位置号尽量小;
其他基团按取代基处理。
主链上有多个醇羟基时,可以按羟基的数目分别称为二醇、三醇等。
醛
醛的命名,以含有醛基的最长的碳链为主链,其他部分作为取代基;
决定名称的碳数包括醛基的一个碳。
如果有多个醛基,则以含有2个醛基的最长碳链为主链,称二醛。
醛基作取代基时称甲酰基(或氧代)。
酮
以含有酮羰基最长的碳链为主链,按此链上的碳数(包括该羰基)称为“某酮”;并把羰基的位置号标在前面,尽量使位置号最小。
如果主链上有多个羰基,可称为二酮、三酮等。
羰基作取代基时称“氧代”。
羧酸
以含有羧基的最长碳链为主链,依照碳数(包括羧基)称为某酸。
主链上有2个羧基时,称为二酸。
羧酸酐
以形成酸酐的酸的名称称呼酸酐,再加“酐”字。
(如:CH3CO-O-CO-C2H5——乙酸丙酸酐)
若形成酸酐的两分子酸相同,直接称为“某酸酐”。
酯
以形成酯的酸和醇的名称命名,称为某酸某(醇)酯或某醇某酸酯。
若有多个醇或酸分子参与成酯,那么要在相应的醇或酸前面加上数目。
胺类
以与氮原子相连的最长碳链为主链,按照该链上的碳原子数称为“某胺”;
若是亚胺,氮原子上的较短烃基视作取代基,命名时称“N-某基”(N表示取代基连在氮上)
脂环烃类
单脂环烃
环烷烃的命名与烷烃类似,直接在烷类前面加“环”字即可。
环烯烃的命名与烯烃类似,编号由双键先设定为 1 , 2 号碳。
桥环烷烃
桥环烷烃中,多个环公用的碳原子称为桥头碳;
给碳原子编号,从一个桥头碳原子开始,依照环由大到小顺序编完所有的碳原子;
命名时,先称环的个数,然后在中括号里标明各个环上桥头碳之间的碳原子的个数,数字之间用点分隔,数字的个数总比环数多一个;
最后,按照环系上碳原子的个数,称为“某烷”。
如:
称为二环[3.2.0]庚烷。
螺环烷烃
螺环烷烃中,两个环公用的一个四级碳原子称为螺原子;
编号从小环开始,1号碳是紧挨螺原子的一个碳原子;
命名时,先称“螺”字,然后在中括号里标明各个环上非螺原子的个数,数字之间用点分隔;
最后,按照环系上碳原子的个数,称为“某烷”。
如:
称为螺[3.5]壬烷。
多环烯、炔烃
按照多环烷烃的规则命名,编号时尽量使重键的位置号最小,再把“烷”字换成“烯”或“炔”即可。
芳香族化合物
苯环系
苯的卤代物、烷基代物等,先称呼取代基的位置号和名称,再加“苯”字。甲基、乙基等简单烷基的“基”字可以省去。(如:1,2-二甲苯)
苯的烯、炔、醇、醛、酮、羧酸、磺酸、胺基代物等,以取代基的原形作为母体,先称“苯”(表示苯基),再称取代基的原形,编号时以取代基为主链,苯环为支链,与取代基相连的碳为1号碳。(如:苯乙烯)
芳烃的羟基代物称为酚,对于苯来说是苯酚。苯环上直接连有两个羟基时叫苯二酚。
其他环系
各种芳环系都有不同的名字,其取代物的命名方法和苯环类似。但这些环系一般都固定了编号的顺序(而不是像苯环一样只由取代基决定):
萘环系
蒽环系
等等。
杂环化合物
把杂环看作碳环中碳原子被杂原子替换而形成的环,称为“某杂(环的名称)”;(如:氧杂环戊烷)
给杂原子编号,使杂原子的位置号尽量小。
其他官能团视为取代基。
1.带支链烷烃
主链 选碳链最长、带支链最多者。
编号 按最低系列规则。从*侧链最近端编号,如两端号码相同时,则依次比较下一取代基位次,最先遇到最小位次定为最低系统(不管取代基性质如何)。
2,3,5-三甲基己烷,不叫2,4,5-三甲基己烷,因2,3,5与2,4,5对比是最低系列。
取代基次序IUPAC规定依英文名第一字母次序排列。我国规定采用立体化学中“次序规则”:优先基团放在后面,如第一原子相同则比较下一原子。
2-甲基-3-乙基戊烷,因—CH2CH3>—CH3,故将—CH3放在前面。
2.单官能团化合物
主链 选含官能团的最长碳链、带侧链最多者,称为某烯(或炔、醇、醛、酮、酸、酯、……)。卤代烃、硝基化合物、醚则以烃为母体,以卤素、硝基、烃氧基为取代基,并标明取代基位置。
编号 从*近官能团(或上述取代基)端开始,按次序规则优先基团列在后面。
3.多官能团化合物
(1)脂肪族
选含官能团最多(尽量包括重键)的最长碳链为主链。官能团词尾取法习惯上按下列次序,
—OH>—NH2(=NH)>C≡C>C=C
如烯、炔处在相同位次时则给双键以最低编号。
(2)脂环族、芳香族
如侧链简单,选环作母体;如取代基复杂,取碳链作主链。
(3)杂环
从杂原子开始编号,有多种杂原子时,按O、S、N、P顺序编号。
4.顺反异构体
(1)顺反命名法
环状化合物用顺、反表示。相同或相似的原子或基因处于同侧称为顺式,处于异侧称为反式。
(2)Z,E命名法
化合物中含有双键时用Z、E表示。按“次序规则”比较双键原子所连基团大小,较大基团处于同侧称为Z,处于异侧称为E。
次序规则是:
(Ⅰ)原子序数大的优先,如I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>H,未共享电子对:为最小;
(Ⅱ)同位素质量高的优先,如D>H;
(Ⅲ)二个基团中第一个原子相同时,依次比较第二、第三个原子;
(Ⅳ)重键
分别可看作
(Ⅴ)Z优先于 E,R优先于S。
5.旋光异构体
(1)D,L构型
主要应用于糖类及有关化合物,以甘油醛为标准,规定右旋构型为D,左旋构型为L。凡分子中离羰基最远的手性碳原子的构型与D-(+)-甘油醛相同的糖称D型;反之属L型。
氨基酸习惯上也用D、L标记。除甘氨酸无旋光性外,α-氨基酸碳原子的构型都是L型。
其余化合物可以通过化学转变的方法,与标准物质相联系确定。
(2)R,S构型
含一个手性碳原子化合物Cabcd命名时,先将手性碳原子上所连四个原子或基团按“次序规则”由大到小排列(比如a>b>c>d),然后将最小的d放在远离观察者方向,其余三个基团指向观察者,则a→b→c顺时针为R,逆时针为S;如d指向观察者,则顺时针为S,逆时针为R。在实际使用中,最常用的表示式是Fischer投影式,
(R)-2-氯丁烷。因为Cl>C2H5>CH3>H,最小基团H在C原子上下(表示向后),处于远离观察者的方向,故命名法规定Cl→C2H5→CH3顺时针为R
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一、说教材
1、教材的地位及其作用
本节课选自人教版高中化学必修2第三章《有机化合物》中的第三节《生活中两种常见的有机物》。本节是以学生初中所学的有机化合物常识为基础的,从学生的生活经验出发,在介绍了有机物甲烷、乙烯、苯等烃的基础上引入的。通过本节的探究学习,既巩固前面所学的知识,也为以后学习更复杂衍生物如苯酚、乙醛、乙酸打下基础。乙醇这节课将学习到官能团决定同一类物质的性质,进一步巩固深化对结构决定性质的认识。通过实验能培养学生的探究能力、操作能力、观察能力、分析能力等。本节有着承上启下的作用,它不仅是本章的重点,也是高中有机化学学习的重点,也是高考重要考点。
2、说教学目标
(1)知识与技能目标
①了解乙醇的物理性质,能解释与乙醇有关的生活现象。
②知道乙醇的分子式和分子结构,能辨认乙醇的官能团。
③从乙醇的组成、结构和性质出发,从烃到烃的衍生物的结构变化,强调官能团与性质的关系,让学生建立“结构-性质-用途”的有机学习模式。
(2)过程与方法目标
①尝试科学探究设计实验、实施实验来探究乙醇与钠反应的产物以及乙醇的结构式。
②经历合作、探究的过程,形成合作、探究学习的习惯。
(3)情感态度、价值观目标
①通过对酒的发明的介绍,感受我国历史文化的悠久增强爱国情怀。
②调查酗酒造成的社会不安定因素增强社会责任感。
③体验合作、探究学习带来的乐趣。
3、说教学重点、难点
重点:乙醇的结构推断和化学性质
乙醇的化学性质是整个醇类化学性质的“龙头”,掌握了乙醇的化学性质,可以类推其他醇类的性质,并为后面学习苯酚、乙醛等的性质做好铺垫。
难点:乙醇的化学性质和结构的关系
乙醇在反应中断裂和生成的化学键分别在哪个部位以及为什么这样断键是学生较难理解的。通过学生已有的有机化学知识,利用实验产物,可推知化学键断裂和生成部位,并通过电脑动画可以更形象直观地看出这些部位,有利于难点的突破。
二、说学情
学生已经学完烃的基本知识,对有机物的学习有了一定的认识,也掌握了常见的有机反应类型,对生活中较为熟悉的乙醇的一些性质和用途,在初中化学学习中已有一些了解,所以对于进一步学习乙醇的组成和性质,有着较强的求知欲。
学生已经具备了一定的实验设计能力,渴望独立地去完成科学探究的过程。初中化学只介绍了乙醇的用途,但没有从分子结构的角度让学生系统地认识到乙醇的性质、组成和用途。指导学生建立起“结构—性质—用途”这样一个有机物的学习模型。特别要让学生体会到“官能团对有机物性质的重要影响”,这样将为进一步学习烃的衍生物打下方法论基础。
三、说教法学法
说教法
1、创设共同探索情景,激发学生创造性思维。
采用“实验探究”教学模式:边教边实验法。让学生在亲自动手的探究性实验中,保持一种积极、主动参与的状态,在问题的探究过程中,培养学生的创新意识和创新能力。同时培养学生学习的积极性、主动性、严谨的科学态度、勇于探索的精神。
2、将微观问题宏观化、直观化。利用多媒体课件,将乙醇的微观结构直观、动态地展示给学生,同样,借助多媒体手段动态演示乙醇与钠的反应、乙醇催化氧化等反应历程。
3、联系实际,激发学生的学习兴趣。
说学法
1、抓住结构决定性质,性质反映用途的知识主线。
2、官能团对于有机物的性质起着主要作用,学好烃的衍生物就要抓住官能团的结构特征。
3、抓好反应类型,掌握反应规律。
四、说教学过程
1、导课:
首先我利用一幅优美的图片,在图片上古诗对接。
借问酒家何处有?牧童遥指杏花村。
葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催。
醉卧沙场君莫笑,古来征战几人回。
白日放歌须纵酒,青春作伴好还乡。
对酒当歌,人生几何。
酒逢知己千杯少,话不投机半句多。
明月几时有,把酒问青天。
引出了乙醇这种物质,中国是最早掌握酿酒技术的国家之一,我国的酒文化源远流长,引入新课。
切入主题后,让学生回忆初中所学乙醇的知识,并且结合生活中的已有经验,再加上给学生演示的酒精的样品,进行观察,请学生说一说对酒精的了解。估计学生能说到酒精的化学名称、分子式、某些物理性质,还有可燃性这样一个化学性质,可以根据学生的实际回答,进一步完善对乙醇物理性质的教学。
对乙醇的物理性质教学当中,特别对乙醇的溶解性要结合实例进行强调。比如说它能与水以任意比互溶,能够溶解多种无机物和有机物,例如生活中的碘酒啊,用酒精来泡中药,溶解有机物等等这些实例来让学生能够了解酒精的溶解性。
2、重点、难点突破
紧接着设疑:因为学生知道乙醇的分子式是两个碳原子六个氢原子一个氧原子,那么这样的一个分子它可能有哪几种结构呢?把这个问题抛给学生。
根据乙醇的分子式C2H6O及各原子的价键关系写出乙醇的可能结构并搭出球棍模型。
请学生按照这样一个分子式,来写出它有可能的分子结构并且请同学上黑板来演示,并能搭出它相映的球棍模型。那么在引导这个问题的时候,把乙醇的分子和乙烷的分子做对比,
多出一个氧原子。请学生思考这个氧原子究竟应该插入到乙烷的哪个键当中,这样就化解了难度,学生很容易能够搭出乙醇有可能具有的两种分子模型,那么搭出模型以后,就进一步的想知道乙醇到底是一种什么样的结构?这也就是我们本节课要解决的第一个重难点,必须要通过实验来解决,通过实验来探究乙醇分子的真正结构,所以我们给出这样一个实验:
[实验促学]
探究一:在三支试管中分别加入乙醇、煤油和水,另外请同学分别利用同样米粒大小的金属钠加进去,观察并记录实验现象。由于实验现象比较明显,学生会把实验现象记录的相对比较完整。在现象的基础上诱导学生进一步的来讨论,为什么会有这样的现象,讨论的深度需要老师引导。通过交流讨论我们看到煤油和钠不反应,那就说明煤油当中主要成分是各类的烃,烃分子中的C—H键上的氢是不能被钠原子所取代的。再看乙醇和水却都能与钠反应产生气体,那么乙醇和水必然具有共同的组成结构,那就是都有氢氧键,而且氢氧键上的氢原子都能被钠原子取代,这样实际上就能够看出乙醇的结构应该是我们刚才探讨的其中的A式。到这儿,这两点的讨论一般学生能够得出来。但是对乙醇和水与钠反应,它们反应现象的剧烈程度为什么不一样呢?那么这样的一个讨论深度,就要由老师引导学生去思考,乙醇结构中乙基和水分子中的氢原子对氢氧键的影响看来还是不一样的,所以反应速率以及剧烈程度明显不同。那么由这个讨论实际上是为我们后面的学习有机物官能团之间的相互影响而导致性质差异这个特点,会给他们造成思想上一个预示。
通过交流与讨论,学生认识了乙醇分子的微观结构,此时可以趁热打铁,进行乙醇结构的教学。结构教学当中我们需要介绍结构式、化学式、简式以及乙醇分子内的两个基团的名称。
根据刚才的实验,知道乙醇和钠能发生化学反应,这样就顺利过度到乙醇的化学性质的教学当中。启发学生书写出正确的方程式,而由同学们一开始回忆的乙醇具有可燃性,这是我们在初中教学中就知道的,这样引导学生把乙醇的燃烧反应方程式直接书写出来,那么这个反应到底是属于哪个反应类型呢?学生会自然的说出是氧化反应,从而进入氧化反应的教学中。
在乙醇氧化反应教学当中,我们不仅要知道乙醇可以燃烧,教师也可以进行演示实验,或举例如实验时用的酒精灯,酒精的燃烧等等。
在氧化反应当中,我们关键还是要突破乙醇催化氧化的教学。首先催化氧化可以教师演示实验。教师可以将铜丝放在酒精灯的外焰上灼烧,慢慢的移向内焰,上下做几次,那么同学们可以直接观察铜丝变化的现象,由铜丝在外焰上灼烧变黑到内焰又变红这样一个特殊的变化现象,让学生们去思考,到底内焰和外焰的区别在哪里?学生会想到,可能内焰和外焰可能酒精蒸汽的浓度不一样,这就意味着酒精蒸汽可能和铜直接有一些必然的联系或着说有一些反应,那么这样再请同学们进一步自己来探究实验。这也就是我们本节课的.第二个探究实验:在试管中加入3到5ml的无水乙醇,将铜丝烧热至红热状态,迅速插入乙醇中,反复多次,观察铜丝的颜色、闻乙醇气味的变化。同学们可以把实验的现象记录下来。那么从铜丝在火焰上烧热由红变黑,然后再反复插入到无水乙醇中,又由黑变红这样两个不同的现象,再结合有刺激性气味的气体这样三个现象,我们共同去探讨。
交流讨论:为什么从红变黑了,同学们会推出来铜可以氧化为氧化铜,那么为什么又由红变黑呢,这说明氧化铜和乙醇发生了化学反应,生成了铜,那么氧化铜变成铜的过程实际上就是一个被还原的过程,有被还原的物质必然就有被氧化的物质,那是什么被氧化了?——乙醇被氧化了,氧化生成什么了?有一种刺激性气味的气体,那就是乙醛。在这可以先出现乙醛的分子式。因此这两步反应是前后连锁的两步反应,那么我们可以请同学把它叠加成为一个总反应。这说明:乙醇是可以被氧化生成新物质——乙醛和水的,而在这个过程当中,铜所起的真正作用是催化剂的作用,这也就是乙醇催化氧化——第二种氧化方式。为了让学生更清晰的理解乙醇的催化氧化,从微观的角度进行进一步加强:旧键断裂和新键形成的讲解,帮助学生理解这个反应原理。乙醇为什么会变成乙醛,它是乙醇分子中氢氧键的断裂,同时这个氢氧键影响了它邻位的C—H键,使这个C—H键也活泼了,也断裂了,那么断下来的两个氢与氧结合生成水,乙醇的C—O单键就变成了C=O双键,这样生成了新物质——乙醛。电脑动画展示乙醇变为乙醛的结构式变化。为进一步强化这个反应原理的学习,可以通过一些相应的方程式的迁移练习,譬如让学生写出丙醇催化氧化的反应方程式。
以上通过乙醇结构的研究、与钠的反应以及氧化反应机理的研究,学生已经清楚的认识到乙醇分子中氢氧键存在的中重要性,也就是羟基存在的重要性,可以自然进行构建导学,完善我们本节课内容的一个概念体系。羟基到官能团,官能团到烃的衍生这三者之间的关系。另外,由于本节我们还学习了有机物的氧化反应,所以在这儿还可以强调有机氧化反应是怎么一回事,顺代也提出有机的还原反应又是怎样一回事,进行概念体系的完善。通过这样一种构建导学,我们可以加强学生反应的知识的拓宽,让学生意识到结构与性质的关系,乙醇和生活、工业、农业生产都有着紧密的联系。为了让学生把所学到的理论知识进一步的广泛应用到实践当中去,我们通过这样两个生活中的例子来进行迁移。
第一个例子:为什么使用乙醇汽油,可以让学生进行思考、讨论,得出这样三个结论:节省石油资源;乙醇掺入汽油能让燃料变得更“绿”;消耗陈化粮,促进我国的粮食转化。
第二个例子:是生活中常见的,人都会喝酒的,酒量有大有小。有的人喝酒满脸通红,那么酒精在人体当中究竟是一个什么样的作用原理呢?可以联系乙醇的性质,把乙醇在人体内的消化过程展示给同学们,引起学生的兴趣。最后我们可以利用学生所学的结构和性质来思考并解决实际问题的两个思考题。及时反馈课堂效率。
3、课堂练习
1、乙醇分子中不同的化学键如图:化学反应中乙醇发断键位置:
(1)与活泼金属反应键断裂。
(2)在Cu或Ag催化下和O2反应键断裂。
2、下列有关乙醇的物理性质应用中不正确的是()
A、由于乙醇的密度比较小,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去。
B、由于乙醇可以溶解很多的有机物和无机物,所以可以用乙醇提取中草药的有效成分。
C、由于乙醇可以以任意比溶解在水中,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒。
D、由于乙醇容易挥发,所以才有俗语“酒好不怕巷子深”的说法。
在新课结束之前,可以结合板书指导学生用结构、性质、用途的这样一个思路,先让学生自己来总结本节课的收获,然后我们再来帮助他梳理、落实课堂知识,并给学生留下作业:
1、书面作业
2、乙醇工业制备的了解(可以通过上网去查询);酗酒的危害性。通过这两项作业,拓宽学生的视野,从而也为后面的学习埋下伏笔。