甲烷键角为109°28′的证明(高二、高三)

高中化学中描述了甲烷分子的模型:甲烷分子里的碳原子与4个氢原子并不在一个平面内,整个分子呈正四面体形结构,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上,四个价键之间的夹角彼此相等,都是109°28’.这个角度是怎样求得的呢?     

有机分子中原子共线共面的问题

有机分子结构中由于碳原子形成不同价键,造成空间构型存在差异,成为高考命题的采分点之一,掌握课本中典型分子的空间构型和判断技巧会使问题迎刃而解.一、课本中典型分子的空间构型1.典型分子的空间构型甲烷:正四面体结构,4个C-H键不在同一平面上,凡是碳原子与4个原子形成4个共价键时,空间结构都是正四面体,键角均为     

含手性碳原子的有机物构型之管见

在有机化学的光学异构中,提到了手性碳原子。分子的手性常常和处于手性部分的一个或一个以上特定原子有关。仅与一个特定原子有关联的手性分子,称之为有手性中心,假定这个特定原子是碳,即称之手性碳原子(与不对称碳原子相同)。换言之,凡四个价键连有四个不相同基团的碳原子,称之为手性碳原子。在有机物的旋光异构体中,可含一个或两个以上手性碳原子。     

有机物分子空间结构与异构

题型示例一 :有机分子的空间结构【例 1】　在CH3CHCHCCCF3分子中位于同一平面上的原子个数最多可能有A .1 2个　　B .1 0个　　C .8个　　D .6个解析 :由甲烷、己烯、乙炔的空间结构可画出该分子的平面构型如下 :CHH HCHCHCCCF FF　　图 1CHH HCHCHC ≡ CCFFF　　图 2由上图可见 ,该分子可拆分为四个基本结构单元 ,即甲基所在的四面体单元 ,双键所在的烯平面单元 ,叁键所在的炔直线单元 ,三氟甲基所在的四面体单元 .由烯平面单元和炔直线单元知 6个碳原子在同一平面上 ,理由是炔直线上有两个点 (碳原子 )在烯平面上 ,所以…     

有机化学学习中的一些认识误区

甲烷是正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点,当甲烷分子上的1、2或3个氢原子被氯原子取代后,由于原子之间的相互影响,键长、键角都发生了变化,所以就不再是正四面体结构了,当4个氢原子都被氯原子取代之后,4个碳氯键的键长相等,空间伸展方向对称,又形成了正四面体结构。     

化学与立体几何

利用数学与化学等学科间的联系进行教学和引导学生复习,可以有效地克服学生的偏科现象.下面以求甲烷(CH4)分子键之间的夹角这个例子谈起.     

对有机化学教学中的几个数学公式的运算和分析

一、甲烷分子中任意两个C—H键之间夹角度数的求算 有关参考书给出了求算公式，本文重点计算正面体结构的甲烷分子中各原子所在位置的坐标。     

剖析分子和离子结构中离域П键的形成

为了便于学生学习和掌握无机化学下册有关元素部分知识,弄清离域冗键(大π键)的形成,是教师在教学中不可忽视的一个重点。离域π键,是分子和离子结构中的一个重要概念,它主要是指π键的形成不限于两个原子,而是多个原子(原子可以是相同的,也可以是不同的),这样在多个原子之间形成的π键叫离域π键。分子中含有大π键的分子叫共轭分子。 离域π键的形成条件: ①形成大π键的原子应在同一平面上(以保证P轨道的重迭)。     

巧借“数学方法”妙解高中化学试题

<正>一、利用几何图形和分析结构的关系几何方法的运用,在化学解题中较为常见,主要是借助这一方法来计算一定的比例关系等。通过此种方法能够有效地简化一些较为复杂的化学题,使学生顺利找到答案。例1已经碳氢化合物A的分子具有以下特点:第一,该分子具有6个碳原子。第二,该分子中每个碳原子都是以3个键长相等的单键与其他三个碳原子相连,形成两个90°与一个60°的CCC键角。A的分子     

中学化学中分子空间结构分析的基本原理

在中学化学中,有一类问题借助分子的空间结构来考查学生的空间想象能力。如1996年全国高考16题:描述CH3CHCHCCCF3分子结构的下列叙述中正确的是(　　)。A .6个碳原子有可能在同一条直线上B .6个碳原子不可能在同一条直线上C .6个碳原子有可能在同一个平面上D .6个碳原子不可能在同一个平面上答案:B ,C。又如1999年第17题:下列有机分子中,所有的原子不可能处于同一平面的是(　　)。A .CH2 CHCNB .CHCH2 CHCH2C . CHCH2　D .CCH2CH3CHCH2仔细分析以上两个问题,至少包含了以下三个方面的基本理论:①鲍林的现代价键理论;②分…     

解空间想象题的几种思维方法

九七年化学考纲明确要求学生:对原子、分子、化学键等微观结构有一定的三维的想象能力。这就要充分调动空间想象能力,将二维图形转换成三维实物。一、对称迁移、巧妙插入:例1.将甲烷分子的4个氢原子互相连接可以构成一个正四面体,下图是一个正立方体,设想将一个甲烷分子放入,碳原子将居于该正立方体的中心,黑球表示已有1个氢原子居于该立方体的一角。请在图上另画三个黑球标示其它3个氢原子的位置。     

将电负性研究新成果引入课堂,突破有机化学键性能理解难点

有机化合物含有不同的官能团,分子骨架中的碳原子可以不同的杂化态形成化学键,这使得有机化合物化学键性能呈现多样性.采用原子电负性无法解释不同官能团以及碳原子不同杂化态对化学键性能带来的差异,给化学键性能的理解带来困难.将电负性研究新成果引入教学课堂,利用碳原子不同杂化态的轨道电负性和电负性均衡原理的概念及其计算方法,计算出碳原子杂化轨道电负性和基团电负性,讨论X-C化学键能、C-C和H-C键长、H-C键酸性以及H-G中1 H NMR化学位移的变化规律.用作图的方式,让学生直观地看到有机化合物中化学键性能的变化趋势,突破教学难点,收到良好效果.     

如何分析有机物分子中原子共平面的问

有机物分子中原子共平面的问题 ,解决方法是 :由简单到复杂。首先要掌握以下几种最简单有机物的空间构型 :( 1)乙烯( H2 CCH2 )分子是平面结构 ,2个碳原子、4个氢原子共平面 ;( 2 )乙炔 (HCCH )分子是直线型结构 ,4个原子在同一直线上 ;( 3 )苯 ( )分子是平面正六边形结构 ,6个碳原子、6个氢原子共平面 ;( 4 )甲烷 (CH4)是正四面体结构 ,任意 3个原子共平面 ;( 5 )甲醛CHOH分子是平面结构 ,4个原子共平面。在判断有机物分子中原子共平面情况时 ,要结合以上五种最简单物质的结构进行分析。例 1.请分析苯乙炔 (CCH )分子中最多有多少个…     

有关球棍四面体应用的3个案例

1案例一甲烷结构的探究1.1创设情景甲烷是一种化石燃料,甲烷的分子式、电子式和结构简式分别是什么?评价后提出问题:甲烷中的原子如何连接?它究竟有着怎样的结构?1.2讨论交流(1)甲烷分子中的4条C—H键完全等同。(2)H与C之间的距离和每个夹角也完全相同。交流和讨论后,认为甲烷存在正四边形或正四面体这两种结构。1.3模型探究展示用纸板制作的正四面体(内置甲烷正四面体模型),翻转或旋转让学生观察,使学生感受到四     

FMO理论对周环反应的几点解释

一、FMO理论对电环合反应的解释直链共轭烯烃分子两端碳原子以σ键相连结形成环状分子的反应称为电环合反应.反应的结果少了一个π键,多了一个σ键.反应后可得到两种不同立体构型的产物,一种是顺旋产物,一种是对旋产物.以丁二烯为例,如图1所示,图中A、B、C和D是不同的基团,反应前这些基团与碳链在同一平面上,反应过程相当于两端碳原子旋转了90°,这有两种旋转方式,从而     

关于硝酸的氧化性讨论

硝酸是常见的无机酸之一,其化学性质除表现为强酸外,主要特征是具有氧化性。其还原产物随酸本身的浓度,还原剂的活泼性和温度等的改变而改变,是无机化学中最复杂的反应体系之一。下面就硝酸的氧化性和其还原产物作探讨。 一、硝酸的结构 硝酸分子为平面型结构,其中N原子采用SP~2杂化轨道与三个O原子形成三个δ键在其π轨道上的一对π电子和由两个O原子分别提供的一个成单比π电子相互平行重叠,形成一个垂直与SP~2杂化轨道平面三中心四电子的不稳定域大π键,这种结构使硝酸中的N原子的氧化数为+5,如图。     

应用数学方法解化学题例析

在中学化学的学习中,对于某些习题经常要用数学概念和方法来解。在解题中应用数学方法的关键是将化学问题抽象为数学模型或数学关系,通过数学思维进行推理论证的求解方法。从高考和竞赛试题的发展趋势来看,数学方法在有关化学问题中的应用范围和深度都在不断地拓展和深化。现将中学化学中常用的数学方法归纳如下:一、应用立体几何知识求解物质结构问题例1Ｃ(Ｃ6Ｈ5)4分子中最多有个碳原子共面。Ａ10　　　　　　Ｂ11Ｃ12Ｄ13解析:苯分子中6个碳原子与6个氢原子均处在同一平面上。已知甲烷分子的构型为正四面体,上述分子可看作是甲烷分子中四…     

从竞赛题谈能力培养

全国化学竞赛初赛考纲和高考化学考试说明等都对培养学生能力品质提出了高的要求．从９８年江苏省中学生化学竞赛卷中,不难悟出：涉及到中学基础化学知识的考题内容,卷中充分注意到了竞赛与中学高考的衔接性以及竞赛对中学高考的导向性,便试图以竞赛题为载体,给出培养各类能力的基本途径．例如’９８江苏竞赛题２１题：化合物中的碳原子不可能都在同一平面上,但有一个平面能包含的碳原子个数最多,请指出这个平面上的碳原子的编号．首先,此题贴切了考试说明中“对原子、分子、化学键等微观结构有一定的三维的想象能力”的要求;其次,…     

运用对立统一规律学习有机化学的一点体会

通过一个学期的学习,对有机化学有了更新的认识,特别是在开门办学中进一步明确了理论和实践的相互关系。现运用已学过的唯物主义辩证法的几个观点对有机化学进行初步归纳。只有从辩证唯物主义的观点来认识有机化学的变化过程,才能正确地深刻理解有机物质的变化规律。 大量的事实告诉我们,有机物质是碳的化合物,既然是碳的化合物,其中必有碳元素。碳这个元素我们在无机化学里已经学过,碳原子有2价,也有4价。碳原子在有机化合物中一般都是表现为四价。事实上,物质的性质与其结构有密切的联系,物质的结构决定了物质的性质。从有机化学的结构来看,不管是哪一类型的有机化合物,其中每一个碳原子都是以四个共价键和另外的原子或原子团相结合的,这是有机化合物的共同特点,即它们的共性或普遍性。在结构上,这种共性和普遍性也是存在于本性或特殊性之中的。 物质的特殊性是“其内部都包含着本身特殊的矛盾。这种特殊的矛盾,就构成一事物区别于他事物的特殊的本质。”在结构上有机化合物有着这种特殊的矛盾,如碳原子的四个价电子和四个氢原子结合可得到最简单的饱和烃如甲烷(CH_4);一个碳原子还可以与另外的碳原子连接起来形成直键状的碳氢化合物;直键烃碳原子两侧与另外的烃基相连则形成支键;     

用比较的方法学苯酚

一、苯和苯酚的结构及性质差异1.苯与苯酚结构的差异苯分子是一个平面正六边形构型,键角为120°,苯分子中六个碳原子都以sp2杂化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个碳-碳键,组成一个正六边