烃的分类和同系物

7.1 烃的分类和同系物

教学目标:

知识与技能：1.使学生认识烷烃同系物在组成、结构式化学性质上的共同点以及物理性质随分子里碳原子数目的递增而变化的规律性

2.掌握饱和链烃、烃基的概念

过程与方法：1.通过学习，使学生进一步了解有机物的性质和结构间的关系

2.培养空间想象能力及概念之间比较同异的能力

情感态度与价值观：1.进一步了解有机物结构与性质的关系，加深对化学本质的辨证认识

2.培养创新、合作的思想品质

重、难点:

烷烃的性质、同分异构体的写法

教学方法:

实例引导，分析讨论，讲练结合，总结归纳。

教学过程:

【提问】请同学们回忆甲烷分子的结构特征。

【引言】在有机物中，有许多物质具有与甲烷相似的结构，如A组物质。也有许多物质结构与甲烷不相似，如B组、C组、D组物质。请同学通过对比找出A组物质在结构上有别于其他几组的特点。

乙烷丙烷环丙烷环丁烷

乙烯丙烯乙炔丙炔

从中引出碳碳单键、双键、三键以及键的饱和与不饱和。

【思考讨论】

1、具有什么结构特点的烃叫烷烃？它与环烷烃如何区分？

2、甲烷、乙烷、丙烷……是按什么来命名的？其各兄弟在结构上有何相同点和不同点？

3、如何理解同系物的内涵？乙烷和环丙烷；环丙烷和丁烯是同系物吗？（给出结构式）如何表达烷烃和环烷烃分子的通式？

4、分析课本76页的表中数据，烷烃各同系物的物理性质如何递变？为什么？你认为它们的化学性质与甲烷相比如何？为什么？

5、什么叫烃基？什么叫烷基？两者从属关系如何？

【板书】一、烷烃1、烷烃的概念

【讲解】前面学过，有机化合物里，又一大类物质是仅由C、H两种元素组成的，这类物质

总称为烃，也叫碳氢化合物。甲烷是烃类里分子组成最简单的物质。

除甲烷外，还有乙烷、丙烷、丁烷等等。（试写出它们的结构式）

在这些烃的分子里，碳原子跟碳原子都是以单键结合成链状，跟甲烷一样，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合。这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。象这样结合的链烃叫做饱和链烃，也叫烷烃。

B组物质。碳原子之间以单键相连形成环状化合物，这种烃称之为环烷烃。碳原子以共价键与四个氢原子相联，键角为109028′，正四面体构型。A组的结构特征是链状，且碳原子之间只有一个共价键。

【过渡】同学在书写烷烃时发现结构式写起来很麻烦。在实际交流中，有机物常写结构简式，它既可以表示有机物的结构同时书写起来也很简单。我们只需将结构式中的碳碳单键和碳氢单键省略就可正确书写出结构简式。比如A组中乙烷就可以写成CH3CH3，下面请同学写出A组其他物质的结构简式。

【讲解】将支链中的碳碳单键不省略，或将支链括起来写在它所连接的碳原子后面。

例如：或CH3CH（CH3）CH2CH3都是正确的结构简式。

【板书】2、结构简式

【练习】将下列结构简式写成结构式：

①CH3CH（CH3）CH2CH3 ②（CH3）2CHCH2CH3 ③C（CH3）4

正确理解和书写结构简式。

丙烷CH3CH2CH3 丁烷CH3CH2CH2CH32-甲基丁烷

提问有支链的烷烃如何写结构简式

3、烷烃的命名方法——根据分子里所含碳原子的数目来命名。

（1）碳原子数在十以下的，依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。如：戊烷、辛烷等。（石油液化气就是丙烷和丁烷的混合气，打火机里的液体主要是丁烷）（2）碳原子数在十以上的，就用数字来表示。如：十一烷、十七烷等

【过渡】同学写出的烷烃种类很多。这种同归为一类的物质彼此之间是什么关系呢？请同学看课本第。

【板书】二、同系物1、概念

【提问】思考下列问题：①同系物之间是否具有相同的分子式？为什么？②你是否何理解概念中“结构相似”的含义。

同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质相互称为同系物。三个关键：（1）通式相同；（2）结构相似；（3）组成上相差n个（n≥1）CH2原子团。

请同学运用数学归法推荐导出烷烃的分子式通式。

【设问】同系物之间结构相似，那么你来推断一下它们之间性质会如何呢？

【板书】2、化学性质（同系物之间化学性质具有相似性与甲烷相似）

（1）一般比较稳定，在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都不起反应。

（2）取代反应：在光照条件下能跟卤素发生取代反应。

（3）氧化反应：在点燃条件下，烷烃能燃烧，

（4）分解反应：在高温下，烷烃能分解成小分子。

【追问】那么同系物之间物理性质呢？请看课本76页表4-1，总结规律并讨论为什么？物理性质为什么呈现出递变性呢？

【板书】3、同系物之间物理性质呈现出递变性。

【讨论】同系物之间随碳原子数的递增，物理性质呈现出递变性。表现在

（1）状态：常温由气态经液态到固态，1—4个碳原子烷烃为气态，5—16个碳原子

为液态，16个碳原子以上为固态。

（2）溶解性：烷烃不溶于水，易溶于有机溶剂。

（3）熔沸点：随着碳原子数的递增，熔沸点逐渐升高。

（4）密度：随着碳原子数的递增，密度逐渐增加。烷烃固体时均为分子晶体。结构相似的分子晶体随分子量的增大，范德华力逐渐增大。表现于物理性质上就是递变性。

4、烷烃的分类：

链烃C n H2n+2

环烷烃（通式：C n H2n 命名为：环某烷）环烷烃的性质与饱和链烃的性质很相似。

在环烷烃里，工业上用途较广的有环己烷，它是无色液体，易挥发，易燃烧，是生产合成纤维锦纶的一种重要原料，也是一种有机溶剂。

三、烃基：烃分子失去一个或几个氢原子后所剩余的部分。一般用“R—”表示。如果这种烃是烷烃，那么烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫烷基。如：—CH3叫甲基，—CH2CH3叫乙基。（练习：丙基、丁基）

【总结】今天，我们知道了烷烃同系物之间化学性质和物理和物理性质的规律性。根据甲烷的性质，就可以类比推出其他烷烃的性质。这种以点带面的学习方法将适宜于有机部分的其他章节。可以说在甲烷一节中不仅学习到一种物质的性质，而且是一类物质的性质。

【归纳】

1、烷烃结构特点：C-C单键，每个C原子的化合价都充分利用；

2、明确物理性质递变决定于范德华力，随碳原子增多，分子量增大，范德华力增大。化学性质与甲烷相似，因为结构相似。

【作业】