师：同学们好，今天我们一起来学习高二人教版选择性必修三第一章第一节有机化合物的结构特点第二课时。希望通过本节课，大家能够认识有机物的同分异构现象，辨识常见有机物的碳架异构、位置异构和官能团异构；通过书写符合特定条件的同分异构体的结构简式，从微观层面理解有机化合物分子结构的复杂性。
2017年公布了一个化工名词——戊烷异构化。在汽油生产中，将正戊烷通过异构化生成异戊烷，可以提高汽油的品质。不同结构的戊烷在生产生活中有不同的价值，这种同分异构现象也是有机化学研究的重要内容。
现在，请同学们看正戊烷和异戊烷的球棍模型，找出它们在组成和结构上的相同点和不同点。首先，我们写出它们的结构简式，可以看到，它们有相同的分子式，但结构不同。化合物具有相同分子式，但结构不同的现象，就是同分异构现象；具有同分异构现象的化合物，互称为同分异构体。
那么，戊烷除了这两种结构，还有其他结构吗？正戊烷主链上有5个碳原子，异戊烷主链上有4个碳原子，我们可以继续减少主链上的碳原子，写出主链为3个碳原子的结构，这个物质叫做新戊烷。随着碳原子数目的增多，可以形成的碳骨架结构也更丰富。
同学们看这个表格，会发现当烷烃碳原子数目小于3时，没有同分异构体；碳原子数目增多，同分异构体的数目也会增多。通常情况下，有机化合物中碳原子数目越多，可以形成的同分异构体数目也就越多。
有机化合物的同分异构现象非常普遍，为了更有序地掌握有机化合物的分子结构，我们将有机化合物的同分异构现象分为构造异构和立体异构。构造异构包括碳架异构、位置异构和官能团异构；立体异构则有顺反异构和对应异构。本节课，我们重点学习构造异构。
相信大家对碳架异构都很熟悉了。正丁烷和异丁烷有相同的分子式，但碳骨架结构不同，这种现象就是碳架异构。现在检查一下大家是否记得碳架异构的书写方法，请同学们按下暂停键，写出己烷同分异构体的结构简式。
下面我们一起完成：书写时，将最长的碳链定为主链。第一步，写出没有支链的结构，把6个碳原子全部写在一条直线上，这种情况只有一种结构。第二步，减去主链上的一个碳原子，写出主链为5个碳原子，有一个碳原子作为支链的结构。此时先找出对称轴，按照支链由心到边的原则，先将支链连接到中间的碳原子上，再向一边依次移动，可得到这两种结构。注意，不能将支链移到端点位置，否则会改变主链碳原子数目，写出的结构就会和前面重复。
第三步，继续减少碳原子，写出主链为4个碳原子，由两个碳原子作为支链的结构。这时要考虑支链由整到散的原则。先将两个碳原子定为一个乙基，会发现主链有5个碳原子，和之前结构重复，所以不考虑这种结构。只能考虑将支链定为两个单独的甲基，找出主链对称轴，按照多支链同邻间的原则，先将两个甲基放在同一个碳原子上，然后固定其中一个碳原子，将另一个碳原子移到相邻位置，这样也能写出两种结构。由于书写时主链碳原子总数要多于支链碳原子总数，此时不能再继续减少主链碳原子数目。因此，用减碳法我们可以写出己烷的5种同分异构体。
在书写时，主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，多支链同邻间。复习完碳架异构的书写方法，接下来重点学习第二种异构现象——位置异构。
观察丁烯的这两种结构，会发现它们分子式相同，但碳碳双键位置不同。再看这三个二氯苯，氯原子之间位置也不同。这种由于官能团位置不同造成的同分异构现象，就是位置异构。接下来，我们通过插入法、取代法、定一移一法、定二移一法这四种方法，学习位置异构同分异构体的书写。
第一种，插入法。书写时先写出碳架异构，再插入官能团。以含有一个碳碳双键的丁烯为例，第一步，先写出碳架异构，由4个碳原子组成的碳架异构有这两种。接下来找出对称轴，插入官能团。1号碳骨架左右对称，只有两个不同位置的碳碳共价键，分别向这两个位置插入碳碳双键，可得到这两种结构，即有两种同分异构体。2号碳骨架中，这三个碳原子等效，只有一种碳碳共价键，在此处插入碳碳双键后，也可得到一种同分异构体。这就是插入法，通过这种方法可以写出丁烯的三种同分异构体。
接下来练习一下，请同学们完成练习二，试着写出一氯丁烷的同分异构体。下面展示结果：第一步，写出四个碳原子构成的碳骨架结构，有这两种。然后找出对称轴，1号碳骨架左右对称，有两个不同位置的碳原子，分别向这里插入氯原子，可得到两种不同结构。同样，2号碳骨架有三个碳原子等效，只有两个不同位置的碳原子，分别接入氯原子后，可得到这两种同分异构体。因此，一氯丁烷有四种同分异构体。
现在请同学们认真观察这四种同分异构体的结构简式，会发现它们都是氯原子取代了这四种不同碳原子上的氢，从而形成四种不同结构。这种方法也叫取代法，有多少种氢原子就有多少种一氯代物。那么，如何判断一个分子中有多少种氢呢？我们学习一个必备知识——等效氢。等效氢就是化学环境相同的氢原子。
观察甲烷的结构，甲烷是正四面体构型，这四个氢原子等效。第一种等效氢，是同一个碳原子上的氢，所以一氯甲烷只有一种结构。同样，将氢原子换成4个甲基，这4个甲基也等效。第二种等效氢，是同一个碳原子所连甲基上的氢，所以新戊烷无论哪个氢原子被取代，其一氯代物都只有一种。第三种等效氢，是位于对称位置上的氢，比如乙烷分子，它左右对称，这六个氢原子都等效，乙烷的一氯代物也只有一种。第四种等效氢，是苯环上的氢。虽然书写时苯环是单双键交替形式，但实际上苯环上6个碳原子共同形成一个大π键，苯环上每个碳键都等效，6个氢原子也等效，因此苯的一氯代物只有一种。
认识等效氢之后，我们做一道题目，请同学们找出这个物质一氯代物同分异构体的结构简式。首先找出对称轴，它左右对称，只看一边即可。这个位置有两个甲基连接在同一个碳原子上，甲基上的氢等效，氯原子取代这些甲基上任意一个氢原子，都只能得到一种一氯代物。同样，处于对称位置上的氢等效，这个位置可得到第二种一氯代物。中间位置还有第三种氢原子，所以一共可以写出三种不同结构的一氯代物，这是一取代的书写方法。
如果是二取代，接下来学习有两个取代基的书写方法——定一移一法。固定一个取代基，再逐步移动另一个取代基。同学们请看例2，现在书写二氯丁烷的同分异构体。第一步，先写出一氯代物的结构，根据前面学习，可以写出这四种一氯丁烷的结构。第二步，在一取代物基础上，移接另外一个取代基，那么另一个氯原子可以连接到哪里呢？