师：同学们，大家好。今天我们学习高一人教版化学必修第二册第七章第一节第二课时——烷烃的结构。希望通过本节课的学习，达成以下三个目标：第一，基于甲烷结构，认知烷烃的结构特点；第二，掌握烷烃的定义、同系物的概念、命名以及结构简式的书写；第三，理解同分异构体的概念，体会有机物种类的繁多。
经过上节课的学习，我们了解了碳原子之间的成键特点。请看图片中四个碳原子的几种结合方式，我们可以从哪些角度进行分类呢？可以根据碳骨架的不同，也可以根据成键方式的差异来分。如果从成键方式的角度，可以分为三类，若每个碳原子的剩余价键均由氢原子补齐，那么第一类属于烷烃，第二类、第三类分别属于烯烃和炔烃。
本节课我们重点学习烷烃。请同学们思考图片中这4个例子对应的有机物有哪些共同点？通过分析可知，有两点相同：一是均只含碳、氢元素；二是原子之间的成键方式为单键。由此，我们可以归纳出烷烃的定义：只含碳、氢两种元素，分子中的碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，这样的有机物称为烷烃。
如果从碳骨架的角度对烷烃进行分类，可以分为链烷烃和环烷烃，如图片一和图片8所示。一般如果不特别强调，我们说的烷烃指的是链状烷烃。了解烷烃的定义之后，我们来进一步认知烷烃的结构特点。
表中给出了四种烷烃：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷，其对应的碳原子数分别是1、2、3、4。请同学们根据表中给出的结构式写出乙烷、丙烷的分子式。现在请同学们按暂停键开始书写。
生：乙烷的分子式是C?H?，丙烷的分子式是C?H?。
师：同学们是如何快速写出分子式的呢？有的同学会选择数原子的方式，但如果碳原子数是100，用数原子的方式还能快速得出答案吗？显然不能。那有没有其他方法呢？如果同学们仔细观察就会发现，从甲烷开始，碳原子数每增加一个，氢原子会增加两个。因此，我们可以利用这个规律快速写出其他烷烃的分子式。也可以利用甲烷的球棍模型快速搭建乙烷、丙烷的球棍模型。
请观看视频，这是甲烷分子的球棍模型。首先拆下碳氢键，在断裂处搭建一个—CH?—，再将断掉的氢原子补回来，由此我们就得到了乙烷的球棍模型。下面我们由乙烷来拼接丙烷，同样的，断掉一个碳氢键，向中间插入—CH?—原子团，再将另外一个氢原子连接上去，由此我们就得到了丙烷的球棍模型。从这里还可以看出，丙烷球棍模型三个碳并不是连在一条直线上，而是呈现锯齿状，如果还有4个、5个，甚至更多的碳原子，也是以锯齿状进行连接。这些过程也可以通过动画来进行展示。
其中由乙烷拼接出丙烷，也可以理解为在碳碳键之间插入一碳两氢，也就是—CH?—。接下来请同学们利用找到的规律完成任务二。现在请同学们按暂停键。
生：丁烷是在丙烷的基础上再增加一个—CH?—，因此丁烷的分子式是C?H??。
师：同学们搭建的丁烷模型有两种，具体搭建过程请看视频。
这是两种丁烷对应的结构式。第一种丁烷的四个碳原子依次连接，形成一条直链，剩余的价键连接氢原子。第二种丁烷最长的碳链上只有三个原子，第四个碳原子连接在中间的碳原子上。我们通常把碳原子数最多的一条链称为主链，与主链相连的链则称为支链。请同学们继续思考，若碳原子数为n，氢原子数为多少？甲烷可以认为是一个—CH?—加两个氢原子。从甲烷开始，烷烃不断增加—CH?—，因此，若碳原子数为n，氢原子数应为2n + 2。由此可知，烷烃的通式为C?H????，其中2n + 2是碳原子所能连接的氢原子数的最大值，因此烷烃又称为饱和烃。
甲烷到丁烷四种常见的烷烃，请同学们观察分析这四种烷烃有哪些异同？
生：相同点是它们结构相似，均为单键饱和的链状烷烃。差异是彼此之间相差—CH?—。
师：像这样结构相似，在分子组成上相差一个或若干个—CH?—原子团的化合物互称为同系物。在前面认知烷烃的结构时，我们发现丁烷有两种结构。两种丁烷有什么相同点和不同点呢？
生：通过观察可以发现两者的分子式相同，但结构不同。
师：像这样化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。同分异构体是否具有相同的性质呢？这是丁烷的部分物理性质。从图中可以看出两者的熔沸点数据不同。这是因为它们的分子式虽然相同，但结构不同。结构决定性质，因此它们的性质就会存在差异。如果碳原子数再加一个，又会有哪些同分异构体呢？请同学们按下暂停键开始完成任务三。
大家搭建出的戊烷分子有几种呢？下面通过一个视频展示搭建过程，从视频中可知，戊烷有三种同分异构体。第一种，5个碳原子依次连接形成一条直链。第二种，主链上减少一个碳原子，形成一个支链。第三种，主链上减少两个碳原子，分别连接在中间的碳原子上，形成两个支链。有同学认为还有两种结构，如图所示。这两种是否也是烷烃的同分异构体呢？我们通过一个视频来进行辨析。有同学认为这是两种戊烷，实际上是我们看待分子的角度不同，有机物分子是立体的，如果我们将右边的分子换一个角度，这个时候就会发现两者实际上是同一个分子。还有同学认为戊烷的结构还有另外一种，比如我手上这个模型。同学们需要注意的是，如果不特别强调，一般说的烷烃指的是直链烷烃。很显然这一种是环状，一共有10个氢原子，不符合烷烃的通式C?H????。