[实验探究]
一、实验目的
1.加深对有机化合物分子结构的认识。
2.初步了解使用模型研究物质结构的方法。
二、实验用品
分子结构模型(或橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签等代用品)。
三、实验方案设计
1.写出甲烷、乙烷、乙烯和乙炔四种分子的分子式和结构式,根据碳原子间的成键特点搭建四种分子的球棍模型,并注意对比在表示有机物的空间结构时与其结构式的异同。
2.结合有机物分子的球棍模型体会有机物分子的空间结构和结构特点。 四、实验步骤
1.填写下表,并搭建甲烷分子的球棍模型。
坐式安全带名称 | 分子式 | 结构式 | 结构特点 | 搭建后的球棍模型 |
甲烷 | CH4 | | 甲烷分子中4个C—H的长度和强度相同,相互之间的夹角相同;构成了以碳原子为中心,4个氢原子为顶点的正四面体结构 | |
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2.填写下表,并搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型,比较三者的空间结构。
名称 | 分子式 | 结构式 | 结构特点 | 搭建后的球棍模型 |
乙烷 | C2H6 | | 碳原子间以碳碳单键结合,剩余价键均和氢原子结合,碳原子成4键,最多有4个原子共面 | |
乙烯 | C2H4 | | 碳原子间以碳碳双键结合,剩余价键结合氢原子,键角120°,分子中 2个碳原子和4个氢原子共平面 | 钢木模板 |
乙炔 | C2H2 | H—C≡C—H | 数控分度头 碳原子间以碳碳三键结合,每个碳结合1个氢原子,键角180°,分子中2个碳原子和2个氢原子在同一条直线 | |
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五、问题和讨论
1.通过以上有机物分子球棍模型的搭建,归纳碳原子的成键特征和各类烃分子中的化学键类型。
提示:碳原子的成键特征是与周围的原子形成4个
共价键,可以是链状,也可以形成环状;可以形成C—C、CC或C≡C。
2.根据二氯甲烷的结构式推测其是否有同分异构体,并通过搭建球棍模型进行验证,体会结构式与分子空间结构之间的关系。
提示:二氯甲烷的结构式可写成或,从结构式上看应该存在同分异构体;但是根据甲烷中2个H被2个Cl取代,由所得球棍模型可知,二氯甲烷不存在同分异构体。即结构式写在平面上,不能表示有机物分子的空间结构。
3.分子中含有4个碳原子的烃可能有多少种结构?尝试用球棍模型进行探究。
提示:有12种结构,含10种链烃和2种环烃。球棍模型如图所示:
(后6种暂用碳骨架代替)。复方川羚定喘胶囊
[实验专练]
1.(2020·宁夏银川期末)现有①②③三种烃,它们的球棍模型如图所示:
下列说法正确的是( B )
A.①②③三种烃互为同系物
B.①和③结构相似,互为同系物
C.①②③三种烃都属于烷烃
D.③的结构为平面结构
解析:根据分子的球棍模型,①的分子式为CH4,②的分子式为C2H4,③的分子式为C2H6,则①和③互为同系物,故A错误,B正确;CH4和CH3CH3为烷烃,CH2CH2为烯烃,故C错误;CH3CH3的结构为空间结构,不为平面结构,故D错误。
2.如图所示为4个碳原子相互结合的方式,小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。其中属于烷烃的为( B )
A.①②③ B.①③
C.①③④ D.②③④
盲源分离解析:根据信息可知,①的分子式为C4H10,②的分子式为C4H8,③的分子式为C5H12,④的分子式为C4H6,故属于烷烃的只有①和③,故选B。
3.(2020·浙江杭州检测)下列化学用语正确的是( D )
A.聚丙烯的结构简式为
B.丙烷的空间填充模型为
C.四氯化碳的电子式为
D.溴乙烷的分子式为C2H5Br
解析:聚丙烯的结构简式为,A错误;题给模型为丙烷的球棍模型,B错误;四氯化碳的电子式为,C错误。
4.下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题。
(1)甲烷的球棍模型是 (填字母,下同),甲烷的电子式是 。
(2)如果甲烷分子是平面结构,则CH2Cl2应该有 种结构,实际CH2Cl2有 种结构,证明甲烷分子不是平面结构,而是 结构,上图 更能反映其真实存在状况。
答案:(1)C B (2)2 1 正四面体 D
5.(2020·河南郑州月考)某些有机化合物的分子模型如图所示。
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