【教学目标】
一、知识目标
1.了解有机高分子化合物的链节、聚合度、单体的概念。
2.了解有机高分子合物的结构特点和基本性质,基本性质主要包括高分子材料的溶解性、热塑性和热固性、强度和电绝缘性等。
3.常识性地知道高分子材料在工农业生产和日常生活中的重要作用。
二、能力目标
1.通过本节的学习,特别是通过对高分子材料基本性质的实验,用不同高分子材料分析对比的方法,培养学生的分析问题和解决问题的能力。
2.教师提供一些课外的相关资料,让学生进行归纳总结,可以提高他们阅读能力和归纳能力。
三、情感目标
1.通过高分子化合物在各行各业的应用的学习,激发学生的求知欲望。
2.通过播放高分子化合物如聚乙烯结构的三维动画,增强学生对物质结构的美感的认识。
【教学建议】
一、教材分析
前面我们学过了天然高分子材料如棉花、羊毛、天然橡胶等,从本节开始,我们学习另一大类重要的高分子材料——人工合成高分子材料。教师可从天然高分子材料和人工合成高分子材料的相似性入手,使学生很快地对人工合成高分子材料有一个明确的认识。
本节内容在大纲中都属A层次要求,学生要对有对有机高分子化合物的结构和基本性质有一个大致印象即可。有条件的学校可以让学生自己动手收集相关资料,讨论相关问题,教师只需讲解其中重点即可。本节共分为三部分,第一部分是对有机高分子化合物做一简要认识,学生应主要了解高分子化合物与我们以前所学过的低分子化合物如醇、醛、羧酸、酯等相比,它们的分子量要大得多,但它们主要是由小分子化合物通过聚合反应制得的。对于高分子化合物,应主要介绍它的几个重要概念,如聚合物分子式中什么是它的结构单元,什么是它的聚合度,什么是聚合物的单体,教学可以给出一二个典型例题,让学生从聚合物结构式中写出它的单体、聚合度、链节等,以使学生对基本概念加深认识。
第二部分是有机高分子化合物的结构特点。有机高分子化合物的结构主要包括线型结构和体型结构,线型结构中又分为带支链的结构和不带支链的结构,要突出聚合物的结构特点决定了它的性质,正是因为聚合物中多条分子链紧密缠绕在一起,才使高分子材料显示出较大的强度。
第三部分主要介绍高分子化合物的基本性质,主要介绍了它的物理性质,因为高分子材料的结构很庞大,化学性质也较复杂,所以本节没有介绍它的化学性质。聚合物的物理性质主要包括高分子化合物的溶解性、热塑性和热固性、强度和电绝缘性。实验主要采用对比的方法,观察线性高分子和体型高分子在溶解性、热塑性和热固性所表现出的不同,通过实验来培养学生分析和解决问题的能力。
本节重点:有机高分子化合物的结构特点和基本性质。
二、教法建议
本节教学中首先让学生写出乙烯和氯乙烯的分子式以及它们发生聚合反应的方程式,通过这两种物质发生聚合反应,引入本节所要讲授的内容——有机高分子化合物。教师可以对天然高分子材料和人工合成高分子材料的比较,使学生对人工合成有机高分子材料的概念有一个清楚的认识。
教师播放聚乙烯分子的三维动画,引导学生观察聚乙烯分子的特点,使学生了解大部分高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的,并了解聚合物分子结构中结构单元、聚合度、单体的概念。在有机高分子化合物的结构特点教学中,要突出有机物的结构决定性质,性质决定用途的重要观点,教师要引导学生思考聚合物为什么会有较大的强度,并给出聚合度的不同对聚合物的强度所产生的影响。在有机高分子化合物的基本性质教学中,要采用对比的方法,使学生对线型和体型高分子材料溶解性、热塑性和热固性的不同有一个明确的认识,可以让学生采用列表的方法,列出线性高分子化合物和体型高分子化合物的主要区别。在电绝缘性的教学中,要突出高分子化合物链中是以共价键结合的,一般不易导电,所以高分子材料通常是很好的电绝缘材料。
【教学设计示例】
一、相关知识回顾。
(一)纯净物与混合物。
纯净物是由一种物质组成的,混合物是由两种或多种物质混合而成的。在纯净物中只含有一种分子,在混合物中含有两种或两种以上的不同分子。混合物里的各物质相互间没有发生化学反应,它们都保持原有的性质。
(二)聚合反应。
由相对分子质量小的化合物分子相互结合成相对分子质量大的高分子化合物的反应叫做聚合反应。聚合反应可以分为加聚反应和缩聚反应。
二、知识点讲解。
高分子材料的涵义:对高分子材料涵义的认识,可从对高分子材料的分类中得到启发。高分子材料按材料的来源可分为:
1.天然高分子材料。如棉花、羊毛、天然橡胶等。
2.合成高分子材料。如塑料、合成纤维、粘合剂、涂料等。
(一)有机高分子化合物。
1.有机低分子化合物与有机高分子化合物的涵义。
有机化合物,按相对分子质量的差别进行分类,可分为:
(1)有机低分子化合物:
相对分子质量比较低,一般很少上千。如相对分子质量为890的硬脂酸甘油酯仍属于有机低分子化合物,有机低分子化合物又简称有机小分子。
(2)有机高分子化合物:
相对分子质量比较高,一般都过千,有的高达百万或更高。有机高分子化合物又称有机高分子、聚合物或高聚物。
说明:
①以相对分子质量的大小为标准,将有机化合物分为有机小分子和有机高分子,有一定的合理性,但是,这样分类的结果使得有机小分子与有机高分子之间没有明确的界限。
②有机高分子以其来源的不同为标准分类,可分为天然有机高分子、人造有机高分子和合成有机高分子。
2.有机高分子化合物的分子组成及有关概念的比较。
聚合反应CH2CH2[CH2—CH2]n
CH2CH2有机小分子,被称为单体,其组成成分为纯净物
—CH2—CH2组成有机物高分子的结构单元,被称为链节
n高分子里链节的重复次数,被称为聚合度,是很大整数的集合
[CH2—CH2]n高分子化合物,简称高分子,又叫聚合物或聚物,n值一定时,有确定的分子组成和相对分子质量,一块高分子材料是由若干n值不同的高分子组成的混合物
说明:
①组成聚乙烯分子[CH2-CH2]n的链节-CH2-CH2-和单体CH2=CH2之间,化学组成和相对质量相同,结构明显不同。
②淀粉或纤维素(高聚物)的链节是葡萄糖结构单元C6H10O5,单体是葡萄糖。这样的链节和单体之间,化学组成和相对质量均不相同,结构也不同。
③综上可知,组成高聚物分子的链节和生成高聚物的单体之间,化学组成和相对质量,可能相同,也可能不同。
(二)有机高分子化合物的结构特点。
有机高分子化合物的结构有两个特点——线型结构和体形结构。
1.线型结构。
多条不含有能起反应的官能团的高分子长链相互缠绕在一起,分子间相接触的地方以分子间的作用力而结合。高分子链越长,相对分子质量越大,相互作用的分子间的作用力就越强,高分子材料的强度越高。
2.体形结构。
多条含有能起反应的官能团的高分子长链,通过某种化学反应,在高分子链之间形成若干化学键,产生一些交联,形成网状结构。高分子链之间交联的程度越大,高分子材料的强度越高。
(三)有机高分子化合物的基本性质。
1.有机高分子化合物的溶解性。
实验1:有机玻璃的溶解
实验目的:探究线型结构的有机高分子在有机溶剂中的溶解性。
实验用品:聚甲基丙烯酸甲酯,三氯甲烷,试管。
实验步骤:取有机玻璃粉末0.5g放入试管中,加入10mL三氯甲烷,振荡试管。观察有机玻璃是否溶解。
实验现象:几分钟后有机玻璃溶于三氯甲烷,形成了无色液体。