第二单元 科学家怎样研究有机物教案1

选修《有机化学基础》专题1第二单元第二课时《有机化合物结构的研究》教学设计

一、教材分析

本节课主要介绍了李比希对“基团”概念的贡献，以及现代化学测定有机化合物结构的方法。如光谱分析法是现在测定有机化合物结构的主要方法，仅用微量的样品即可准确、快速地测定出有机化合物分子的结构。介绍光谱分析法的目的在于让学生明白，现代科学技术的发展为有机物分子结构的测定提供了许多先进的手段，从中感受到技术的进步对科学研究的巨大促进作用。通过

“资料卡”中手性分子的介绍，拓展学生对物质世界的认识，为后面有机化学的展开学习作了铺垫。

二、教学目标

（一）知识与技能：

1、知道常见有机化合物的结构，了解有机物分子中的官能团，能正确表示它们的结构。

2、知道通过化学实验和某些物理方法可以确定有机化合物的结构。

3、通过对典型实例的分析，了解有机化合物存在异构现象，能判断简单有机化合物的

同分异构体。

（二）过程与方法：

通过对有机化合物结构的测定方法的分析，了解有机化合物结构的分析方法和官能团的性质。

（三）情感态度与价值观：

在介绍结构测定方法的同时穿插了与有机化学相关的诺贝尔奖的研究成果，使学生了解有机化学领域的重大突破，引导学生不仅关注身边的化学，还应关注化学的重大突破，让学生初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法，初步形成对有机化学领域的学习兴趣。

三、教学重点

有机化合物结构测定的物理和化学方法

四、教学难点

有机化合物结构的测定

五、教学流程

［引入］

这三位科学家对有机物结构的研究做出了巨大贡献而获得2002年诺贝尔化学奖

美国芬恩 日本田中耕一 瑞士维特里希

因此研究有机物的结构对了解有机物的性质起决定性作用。上一节课我们研究了有机物的组成，由于有机化合物中原子结合方式或连接顺序的不同而存在同分异构现象，因此一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质。在这种情况下，知道了某一物质的分子式，有哪些方法可以确定其结构呢？

例：写出分子式为C2H6O可能的结构式。

［学生板演］学生回答然后师生共同总结：

［教师提问］根据已学知识，有哪些化学方法可以确定乙醇的结构？

1、在乙醇中投入一小块金属钠，根据有无气泡产生可以确定乙醇的结构；

2、将铜丝在酒精灯上灼烧，然后插入装有乙醇的试管中，根据铜丝是否变光亮可以确定乙醇的结构；

［板书］一、确定有机物结构的方法

1、

实验法：根据有机物的某些化学特性来推导有机物的结构。

决定有机物特性的是一些基团，即我们所说的官能团，上面乙醇的结构就是根据羟基（-OH）的性质推导出来的。

［教师提问］常见的官能团还有哪些？

［归纳并投影］羟基（-OH） 醛基（-CHO） 羧基（-COOH） 氨基（-NH2）

硝基（-NO2） 酯基（-COO-） 卤素原子（-X）等

1831年--1938年李比希提出“基团理论”，对有机化学的发展起到了巨大的推动作用。

德国化学家李比希（1803～1873）

［例］某有机物分子式为C2H4O2, （1）若知此有机物能与NaHCO3溶液反应产生气泡，写出可能的结构简式；

（2）若知此有机物能与金属钠反应产生气泡，写出可能的结构简式；

（3）若知此有机物能发生银镜反应，写出可能的结构简式。

［过渡］除了利用官能团的特殊性质来推断有机物的结构，用现代仪器来分析有机化合物结构的方法也很多，经常采用的有以下方法：

［板书］2、现代测定有机化合物结构的方法

①核磁共振谱法 ☆核磁共振仪的应用原理

核磁共振中的核指的是氢原子核。氢原子核具有磁性，如用电磁波照射氢原子核，它能通过共振吸收电磁波能量，发生跃迁。用核磁共振仪可以记录到有关信号，处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收的频率不同，在谱图上出现的位置也不同。且吸收峰的面积与氢原子数成正比。可以推知该有机物分子有几种不同类型的氢原子及它们的数目多少。

［学生讨论］分子式为C2H6O的两种有机化合物的H核磁共振谱图，你能分辨出哪一幅是乙醇的H-NMR谱图吗?请与同学交流你作出判断的理由。 11 1 分子式为C2H6O的两种有机物的H核磁共振谱图

②红外光谱法 红外光谱法的原理：

当用红外线照射有机物时，分子中的化学健或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。

［思考］如何根据红外光谱图确定乙醇的分子结构？

③质谱法 ④紫外光谱法

［学生讨论］现有分子式为C3H6O2的链状有机物，

（1）写出可能的结构简式；

（2）如何确定该有机物的结构简式？

若该有机物的红外光谱图如下，该有机物的结构简式又如何？

［过渡］现有分子式为C3H7NO2的有机物，该有机物既能与酸反应又能与碱反应，通过核磁共振氢谱发现有四个峰，峰面积之比为3：2：1：1，则该有机物的结构简式为 ［思考］根据同学们的书写这里只有一种结构，但仪器却检测出有两种结构，问题出在哪里？

［活动探究］是否存在分子组成和原子连接方式完全相同的两种分子？2人一组搭建丙氨酸分子结构模型。

经过师生的共同努力，搭建出分子组成和原子连接方式完全相同的两种丙氨酸：

［练习］具有手性碳原子的物质往往具有旋光性，存在对映异构体，下列化合物中存在对映异构体的是 ( ) A．C6H5CH(CH3)OCH3 B ．CH3CH3

C．甲烷 D．

［课堂练习］某分子式为C4H8O的链状有机化合物,该有机物能发生银镜反应，通过核磁共振氢谱发现有3个峰，峰面积之比为6:1:1,则该有机物的结构简式为