摘 要:作者通過“提出問題→添加命名規(guī)則→提出新的問題→添加新的命名規(guī)則”的問題教學(xué)法,讓學(xué)生在面臨命名問題時(shí)能通過添加命名規(guī)則來解決問題,從而體會“烷烴的系統(tǒng)命名規(guī)則”的制定依據(jù)和意義。
關(guān)鍵詞:烷烴;系統(tǒng)命名法;命名規(guī)則
學(xué)習(xí)烷烴的命名是學(xué)習(xí)有機(jī)物及其命名的基礎(chǔ),本節(jié)課可以使學(xué)生熟悉烷烴的命名規(guī)則,對新知識點(diǎn)進(jìn)行升華和提高,同時(shí)為遷移到烯、炔和苯的同系物的命名打好基礎(chǔ)。烷烴的命名通常有普通命名法和系統(tǒng)命名法兩種,前者僅適用于含碳原子數(shù)較少,結(jié)構(gòu)簡單的烷烴,而對于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的烷烴,則必須用系統(tǒng)命名法來命名。
在以往的烷烴的系統(tǒng)命名教學(xué)中,我總是按部就班的先出規(guī)則,再出例題,學(xué)生根據(jù)規(guī)則對例題進(jìn)行命名,雖然能夠掌握,但卻是十分被動(dòng),知其然,不知其所以然。在此次教學(xué)過程中,我嘗試著在直鏈烷烴的命名的基礎(chǔ)上,通過添加支鏈,變化結(jié)構(gòu),由簡到繁,由淺入深,處處“設(shè)陷”,層層推進(jìn)。通過所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)顯示,學(xué)生在嘗試命名的過程中一次一次,發(fā)現(xiàn)困難,發(fā)生錯(cuò)誤,再嘗試添加規(guī)則后再進(jìn)行命名,從而體會命名規(guī)則制定的原因和意義。學(xué)生興趣盎然。
1 導(dǎo)入新課
請學(xué)生用分子球棍模型搭出丁烷,進(jìn)行命名,再逐漸用甲基、乙基等取代基替換氫原子,直到學(xué)生用支鏈烷烴的命名規(guī)則無法命名。這樣既復(fù)習(xí)了取代基的概念,又順勢引出本節(jié)課學(xué)習(xí)烷烴的系統(tǒng)命名的原因和需要解決的問題:普通命名法的命名規(guī)則已無法解決具有諸多取代基的烷烴的命名。學(xué)生在搭建模型的過程中對結(jié)構(gòu)中的直鏈、支鏈等概念有了直觀的感性認(rèn)識,為后面的命名教學(xué)作了很好的鋪墊。
2 講授新知
提出學(xué)習(xí)要求:我們我們已經(jīng)學(xué)過直鏈烷烴的命名方法,那就是根據(jù)碳數(shù)叫“某烷”。那么,有沒有這個(gè)可能,在它的基礎(chǔ)上,再添加一些規(guī)則,就把不同結(jié)構(gòu)的烷烴的名稱叫出來,而且做到名稱和結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)呢?
同時(shí)出示結(jié)構(gòu)1、2,讓學(xué)生仔細(xì)觀察,結(jié)構(gòu)1、2是什么關(guān)系。
學(xué)生自己通過觀察、分析,得出:即使是同一種物質(zhì),但若所確定的主干結(jié)構(gòu)不同,則結(jié)構(gòu)組成關(guān)系就不同,命名就會出現(xiàn)隨意性和不確定性。由此提出,若要正確命名,就要確定誰是主鏈,誰是支鏈。由此提出命名規(guī)則一:選主鏈。
命名規(guī)則一:選主鏈。(1)選取最長的碳鏈作為主鏈,根據(jù)主鏈上所含碳原子數(shù)稱“某烷”,并以它為母體,與主鏈連接的其他基團(tuán)看作是主鏈的取代基[1]。
根據(jù)選取主鏈規(guī)則,讓學(xué)生練習(xí)對結(jié)構(gòu)3選主鏈。
學(xué)生在選取主鏈時(shí),可能會選出3~4種不同的主鏈,但碳鏈長度是一樣的,究竟把哪條作為主鏈呢?通過正確示范,讓學(xué)生體會規(guī)則:(2)若有兩條以上等長的最長碳鏈,應(yīng)選擇含取代基最多的最長碳鏈作為主鏈。
同時(shí)出示結(jié)構(gòu)4、5,讓學(xué)生分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(支鏈名稱和位置)。
讓學(xué)生自己通過觀察、分析,得出:即使是同樣的主干結(jié)構(gòu)和取代基,取代基的位置不同,結(jié)構(gòu)就不相同—同分異構(gòu)體。所以命名中很重要的一點(diǎn)是要分清支鏈掛在哪一個(gè)主鏈的碳原子上,即要確定支鏈的位置。由此提出命名規(guī)則二:主鏈編號。
命名規(guī)則二:主鏈編號。(1)從靠近取代基一端的碳原子開始,依次用阿拉伯?dāng)?shù)字1、2、3…編號,以確定支鏈的位置[2]。
根據(jù)主鏈編號規(guī)則讓學(xué)生對結(jié)構(gòu)6進(jìn)行主鏈編號。
根據(jù)上面的規(guī)則,預(yù)計(jì)學(xué)生在編號時(shí)會出現(xiàn)兩種情況,有從左往右編號的,有從右往左編號的,究竟選擇哪一種呢?提出(2)“最低系列”原則。即碳鏈以不同方向編號,得到不同編號的系列時(shí),要順次逐項(xiàng)比較各系列的不同位次,最先遇到的取代基位次最小者,定位“最低系列” [3]。
緊接著,出示結(jié)構(gòu)7,讓學(xué)生根據(jù)最低系列原則對結(jié)構(gòu)7進(jìn)行主鏈編號。
編號時(shí)學(xué)生出現(xiàn)了疑問,不論從左邊編號還是右邊編號,得到的兩個(gè)編號系列均相同,這時(shí)該怎么辦呢?根據(jù)學(xué)生的疑問,提出(3)若兩個(gè)系列編號相同時(shí),則把結(jié)構(gòu)比較簡單的取代基編為較小位次。
主鏈已經(jīng)選定,取代基的位置也已確定,下面就是寫出烷烴的名稱。提出命名規(guī)則三:寫出全稱。(1)根據(jù)主鏈的碳原子數(shù)稱為“某烷”(母體),再把取代基的位次、名稱依次寫在母體名稱的前面,即得全稱。如果有多個(gè)取代基,簡單的寫在前面,復(fù)雜的寫在后面。
通過結(jié)構(gòu)7向?qū)W生歸納、示范命名規(guī)則,結(jié)構(gòu)7的名稱應(yīng)為3-甲基-4-乙基己烷。
出示結(jié)構(gòu)8,讓學(xué)生根據(jù)命名規(guī)則寫出此結(jié)構(gòu)的名稱。
學(xué)生按照命名規(guī)則自然而然把結(jié)構(gòu)8叫為:2-甲基-3-甲基戊烷。事實(shí)上,相同的取代基沒有必要重復(fù)稱呼,于是,學(xué)生體會(2)“相同取代基要合并”命名規(guī)則,即如果連有幾個(gè)相同的取代基時(shí),要逐個(gè)表明它們的位次,并用逗號“,”隔開,相同的取代基要合并,并用中文數(shù)字二、三、四…表明其數(shù)目。結(jié)構(gòu)9的正確命名應(yīng)為2,3-二甲基戊烷。
3 課堂總結(jié)
最長最多定主鏈;
編號遵循“近”“低”“小”;
寫名稱,先簡后繁,同基合并[4]。
簡單口訣有利于學(xué)生記憶。
創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。教育心理學(xué)認(rèn)為,通過設(shè)疑,可使學(xué)生對所學(xué)問題產(chǎn)生疑問,出現(xiàn)心理的不和諧狀態(tài),造成懸念,從而使他們的智力活動(dòng)達(dá)到最佳狀態(tài)。過去,關(guān)于“烷烴的系統(tǒng)命名”教學(xué),通常采用“提出規(guī)則、舉例應(yīng)用”的方法,學(xué)生雖能掌握,但不明白規(guī)則的來源和意義?,F(xiàn)在,通過命名過程中實(shí)際遭遇的困難,再想辦法添加命名規(guī)則,用以解決面臨的困難,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體會解決問題的方法:規(guī)則就是在解決實(shí)際問題中產(chǎn)生和制定的。
這堂課的設(shè)計(jì)思想是:整個(gè)教學(xué)過程中,以學(xué)生為主體,學(xué)生始終處于不斷面臨問題,不斷需要想辦法解決問題、糾正錯(cuò)誤的狀態(tài)。有討論、有爭議。學(xué)生面對問題,他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)就被激發(fā),思維就被激活,每位同學(xué),嘴巴始終在講,腦子始終在動(dòng),手中的分子結(jié)構(gòu)模型也在那里幫助他們理解。學(xué)生在那里大聲地發(fā)表自己的意見和看法,在那里相互探討和爭論,教學(xué)環(huán)境想當(dāng)熱烈和輕松。當(dāng)問題被解決后,他們的需要得到滿足,也學(xué)到了解決問題的方法。
參考文獻(xiàn)
[1] 薛燕.烷烴的中文系統(tǒng)命名法研究[J].寧德師專學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,21(1):55-56.
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[4] 高坤,李贏.有機(jī)化學(xué):上冊[M].北京:科學(xué)出版社,2007.21-27.
作者簡介
朱玲(1986-),女,山東萊蕪人,助理講師,碩士,研究方向?yàn)榫?xì)化工。