Giáo án Hóa học Lớp 11 - Tiết 43+44: Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ

Ngày soạn: Ngày giảng: Lớp 11 B1: Lớp 11 B6: Tiết 43 + 44: Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ. I.Mục tiêu bài học: 1.Về kiến thức -HS biết: + Viết công thức cấu tạo của các hợp chất hữu cơ. + Biết khái niệm về đồng phân cấu tạo,đồng phân lập thể. -HS hiểu: Những luận điểm cơ bản của thuyết cấu tạo hoá học. 2.Về kĩ năng: -Rèn luyện cho HS kĩ năng viết CTCT của các hợp chất hữu cơ. II.Chuẩn bị: 1.Giáo viên: - Mô hình rỗng và mô hình đặc của phân tử etan. - Mô hình phân tử cis-but-2-en và trans-but-2-en. 2.Học sinh: -Nghiên cứu trước nội dung bài học. III.Tổ chức các hoạt động giảng dạy: 1.ổn định tổ chức: -Kiểm tra sĩ số: lớp 11 B1: 11 B6: - ổn định trật tự. 2.Bài mới: a.Đặt vấn đề: Franklin đã đưa ra khái niệm hoá trị ,Kekule đã thiết lập rằng C luôn cóhoá trị 4,năm 1858 nhà bác học Cu-pe đã nêu ra rằng:Các nguyên tử cacbon khác các nguyên tử nguyên tố khác là chúng có thể liên kết với nhau tạo thành mạch thẳng,mạch nhánh và mạch vòng.Năm 1861 But-le-rop đã đưa ra những luận điểm làm cơ sở cho thuyết cấu tạo hoá học.Vậy thuyết cấu tạo hoá học có những nội dung gì?Thế nào là đồng đẳng,đồng phân?Có máy loại đồng phân cơ bản?...Để giải quyết những vấn đề đó,bài hôm nay chúng ta cùng nghiên cứu. b.Bài mới: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: GV viết CTCT của 2 chất ứng với CTPT:C2H6O Ghi tính chất cơ bản nhất: CH3-CH2-OH CH3-O-CH3 CHất lỏng Chất khí Tác dụng với Na Không tác dụng với Na GV yêu cầu HS: Em hãy so sánh 2 chất về thành phần,cấu tạo phân tử,tính chất vật lí,tính chất hoá học. Qua thí dụ trên ,em có nhận xét gì về hoá trị , mối liên hệ giữa trật tự liên kết với chất hoá học? Hoạt động 2: GV viết CTCT của 3 chất trong SGK: CH3-CH2-CH2-CH3 ; CH3-CH-CH3 CH3 CH2-CH2 CH2 CH2-CH2 GV đặt cau hỏi: Emcó nhận xét gì về khả năng liên kết của các nguyên tố cacbon trong thí dụ trên. Từ đó GV gợi ý để HS rút ra nội dung của luận điểm 2. Hoạt động 3: GV thuyết trình:But-le-rop khẳng định:Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần nguyên tử và cấu tạo hoá học. GV lấy thí dụ: CH4 CCl4 C5H12 Khí Lỏng Lỏng Cháy Không cháy Cháy Em hãy so sánh thành phần,tính chất của các chất. Hoạt động 4: -GV lấy thí dụ dãy đồng đẳng: -Dãy đồng đẳng metan:CH4,C2H6,C3H8... Dãy đồng đẳng ancol etylic:CH3OH, C2H5OH, C3H7OH,C4H9OH..... GV yêu cầu HS: +Em hãy viết CTTQ cho từng dãy. +Rút ra quy luật của các chất trong dãy. +Nêu định nghĩa đồng đẳng và giải thích. GV sử dụng một số thí dụ những chất khác nhau có cùng CTPT giới thiệu là những chất đồng phân: Thí dụ: CH3-CH2-OH và CH3-O-CH3 CH3-CH2-CH2-CH3 và CH3-CH-CH3 CH3 Hoạt động 5: GV đặt câu hỏi:Em hãy nhắc lại khái niệm liên kết ,liên kết đã học từ lớp 10 ? Thế nào liên kết đơn,liên kết đôi,liên kết ba? GV bổ sung:Sự xen phủ bên kém hiệu lực so với sự xen phủ trục cho nên liên kết thường kém bền hơn liên kết . Hoạt động 6: GV yêu cầu HS : Em hãy nghiên cứu SGK và cho biết :thế nào là CTCT khai triển,thu gọn và CTCT thu gọn nhất. Hãy lấy thí dụ minh hoạ. Hoạt động 7: GV cho HS xét các đồng phân của C4H10O để từ đó rút ra khái niệm của đồng phân cấu tạo. GV hướng dẫn HS cách phân loại các đồng phân cấu tạo từ các đồng phân của C4H10O Hoạt động 8: GV yêu cầu HS quan sát các công thức lập thể trong SGK. GV hướng dẫn HS quy ước các nét dùng để biểu diễn công thức lập thể: Nét đậm chỉ nguyên tử ở gần người quan sát,nét thường chỉ nguyên tố nằm trên mặt phẳng bảng,nét đứt chỉ nguyên tố nằm trong mặt phẳng bảng. GV sử dụng mô hình rỗng và mô hình đặc của phân tử etan đã chuẩn bị để giới thiệu các loại mô hình HCHC. Hoạt động 9: GV sử dụng mô hình phân tử cis-đicloeten và trans-đicloeten cho học sinh quan sát cách sắp xếp trong không gian của các nguyên tử H và Cl. GV đặt câu hỏi:Em có nhận xét gì về 2 mô hình vừa quan sát? -GV hướng dẫn HS nghiên cứu sơ đồ mối quan hệ giữa đồng phan cấu tạo và đồng phân lập thể để phân biệt hai loại đồng phân này. Hoạt động 10: GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và cho biết sự khác nhau giữa cấu tạo hoá học và cấu trúc hoá học. GV kiểm tra lại, kết luận kiến thức. I.Thuyết cấu tạo hoá học: 1.Nội dung của thuyết cấu tạo hoá học: *Luận điểm 1: HS theo dõi thí dụ do GV đưa ra,so sánh 2 chất có cùng CTPT,trong các hợp chất đó các nguyên tố liên kết với nhau theo đúng hoá trị, do trật tự liên kết khác nhau do đó tính chất khác nhau. Từ nhận xét đó,HS rút ra nội dung của luận điểm 1 như SGK. *Luận điểm 2: HS nghiên cứu thí dụ ,nhận xét:Các nguyên tử cacbon không những liên kết được với nguyên tử nguyên tố khác mà còn có thể liên kết với nhau tạo các mạch cacbon khác nhau:Mạch thẳng,mạch nhánh,mạch vòng. Từ đó học sinh rút ra nội dung của luận điểm 2 như SGK. *Luận điểm 3: HS so sánh thành phần,tính chất của các chất trong thí dụ,từ đó rút ra nội dung của luận điểm 3: Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất,số lượng các nguyên tử) và cấu tạo hoá học( thứ tự liên kết các nguyên tử ). 2.Hiện tượng đồng đẳng,đồng phân a.Đồng đẳng: HS nghiên cứu thí dụ,viết công thức tổng quát cho từng dãy và rút ra quy luật: CTTQ:+Dãy đđ metan: CnH2n+2. +Dãy đđ ancol etylic: CnH2n+1OH. HS rút ra quy luật từ đó nêu định nghĩa đồng đẳng: Những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH2 ngưng có tính chất hoá học tương tự nhau là những chất đồng đẳng,chúng hợp thành dãy đồng đẳng. b.Đồng phân: HS nhận xét và rút ra định nghĩa: Đồng phân là những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử. II.Liên kết trong phân tử hợp chất hữu cơ. 1.Các loại liên kết trong phân tử HCHC: HS nhắc lại các kiến thức đã học: -Liên kết xichma được hình thành do sự xen phủ trục -Liên kết được hình thành do sự xen phủ bên. - Liên kết đơn tạo bởi 1 cặp e dùng chung. -Lk đôi tạo ra do 2 cặp e dùng chung -Liên kết ba được tạo bởi 3 cặp e chung. 2.Các loại công thức cấu tạo: HS nghiên cứu SGK rút ra các khái niệm: -CTCT khai triển:Viết tssts cả các nguyên tử và liên kết giữa chúng. -CTCT thu gọn:Viét gộp nguyên tử cacbon và các nguyên tử khác liên kết với nó thành một nhóm. -CTCT thu gọn nhất:Chỉ viết các liên kết và nhóm chức. III.Đồng phân cấu tạo: 1.Khái niệm đồng phân cấu tạo: HS xét các thí dụ rồi rút ra kết luận: a.Thí dụ: Xét các đồng phân của C4H10O. CH3CH2CH2CH2OH ; CH3-CH-CH2 -OH CH3 CH3CHCH2CH3 ; CH3CH2OCH2CH3 .... OH b.Kết luận: Những hợp chất có cùng CTPT nhưng có cấu tạo hoá học khác nhau gọi là những đồng phân cấu tạo. 2.Phân loại các đồng phân cấu tạo: HS phân loại theo gợi ý của GV. -Đồng phân nhóm chức. -Đồng phân vị trí nhóm chức. -Đồng phân mạch cacbon. IV.Cách biểu diễn cấu trúc không gian phân tử HCHC: 1.Công thức phối cảnh: HS nghiên cứu SGk,ghi nhớ các quy ước biểu diễn. HS vận dụng làm bài tập số 7/SGK. 2.Mô hình phân tử: HS quan sát phân biệt hai loại mô hình đặc và mô hình rỗng. V.Đồng phân lập thể: 1.Khái niệm về đồng phân lập thể: HS quan sát mô hình,nhận xét: Chỉ khác nhau về vị trí không gian của các nguyên tử H và nguyên tử Cl. Từ đó HS kết luận khái niệm đồng phân lập thể như SGK. 2.Quan hệ giữa đồng phân cấu tạo và đồng phân lập thể: HS rút ra: Đồng phân:Cùng CTPT Khác nhau về cấu tạo Cùng cấu tạo,khác nhau về cấu trúc không gian. Đồng phân cấu tạo. Đồng phân lập thể. 3.Cấu tạo hoá học và cấu trúc hoá học: HS so sánh,nhận xét rút ra kết luận điểm giống và khác nhau giữa cấu tạo hoá học và cấu trúc hoá học: -Cấu tạo hoá học: +Cho biết trật tự liên kết,liên kết đơn hay bội. +Biểu diễn bằng CTCT. -Cấu trúc hoá học: +Cho biết cấu tạo và cấu trúc không gian. +Biểu diễn bằng công thức lập thể. 4.Củng cố: -GV củng cố bài bằng bài tập 3 và bài tập 8 SGK: Bài 3: GV gợi ý HS dựa vào số e ở lớp ngoài cùng để viết công thức e và dựa vào hoá trị của các nguyên tố để viết các công thức cấu tạo. Bài 8: GV gợi HS dựa vào đặc điểm phân tử để nhận xét: Cùng 1 chất: a và b ; c và d ; e và h ; g và i. 5.Dặn dò: -Ôn tập lại một số phản ứng hữu cơ đã học từ lớp 9. -Học bài và làm các bài tập :4,5,6,7,9,10/SGK-129.