Ациклические углеводороды

Ациклические углеводороды (алканы). Электронное и пространственное строение алканов

(Урок химии в 10 классе)

Полина Миронова,
учитель химии
средней татарско-русской
школы № 80 имени Каюма Насыри г. Казани

 УМК: Химия. 10 класс. Углублённый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Ерёмин, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин, А.А. Дроздов, В.И. Теренин. – 2-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2019. – 463 с.

Цель урока: узнать о химическом строении алканов, типе химической связи.

Задачи урока:

Образовательные: объяснить пространственное строение алканов на примере метана, его гибридизацию и установить общую молекулярную формулу алканов.

Развивающие: развить навыки мыслительной деятельности: умение обобщать, сравнивать, анализировать, формировать самостоятельную и познавательную деятельность обучающихся.

Воспитательные: сформировать навыки поведения в коллективном и индивидуальном учебном труде, обеспечить условия для воспитания положительного интереса к изучаемому предмету «Химия».

Тип урока: изучение нового материала.

Методы: словесный, проблемно-поисковый, наглядный.

Формы работы на уроке: фронтальная, индивидуальная.

Оборудование: интерактивная доска, презентация на тему «Ациклические углеводороды (алканы)», меловая доска, тетрадь, учебник, шаростержневые модели молекул алканов.

Планируемые результаты обучения:

Личностные: умение осуществлять целеполагание, планирование своей деятельности, развитие самостоятельности. 

Предметные: анализировать состав, строение органических веществ, применяя основные положения химических теорий, определять характер взаимного влияния атомов в молекулах;

Метапредметные: анализ собственной деятельности, построение зависимости химических свойств от пространственного строения на основе логических рассуждений, умение осуществлять взаимоконтроль процесса и результата выполнения заданий.

Формируемые УУД:

Личностные: формирование коммуникативной компетентности, планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками;

Познавательные: умение самостоятельно планировать достижение цели;

Регулятивные: структурирование знаний, прогнозирование уровня усвоения знаний;

Коммуникативные: диалог между учителем и учениками.

Литература для учителя:

  • Химия. 10 класс. Углублённый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Ерёмин, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин, А.А. Дроздов, В.И. Теренин. – 2-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2019. – 463 с.
  • Кузьменко Н.Е., Ерёмин В.Д. – Пособие для поступающих в вузы. – М.: Высшая школа, 2002. – 415 с.

Литература для ученика:

  • Химия. 10 класс. Углублённый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Ерёмин, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин, А.А. Дроздов, В.И. Теренин. – 2-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2019. – 463 с.
  • Хомченко И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА Новая волна: издатель Умеренков, 2012. – 214 с.
  1. Организационный момент (1 мин)

Учитель: Здравствуйте, садитесь. Кто сегодня отсутствует?

Ученики приветствуют учителя, демонстрируют свою готовность к уроку. Говорят, кого сегодня нет.

  1. Актуализация знаний (3 мин)

Учитель: Повторим причины многообразия органических веществ. Вам необходимо найти основные понятия предыдущей темы, а также дать им определение.

Ученики беседуют с учителем, дают определение понятиям «гомолог», «изомер». Кратко излагают основные положения теории химического строения органических соединений.

  1. Мотивация (2 мин)

Учитель: Ациклические углеводороды (алканы) – органические соединения, которые мало реакционноспособны, откуда возникло их название «парафины» – от лат. parum affinis – мало соприкасающийся. Однако химическая промышленность использует более 10% объёма добытого природного газа. Почему же вещества, столь плохо вступающие в реакции, так востребованы?

Ученики слушают учителя, предлагают варианты ответа на заданный вопрос. Ациклические углеводороды являются сырьём для получения альдегидов, спиртов, кислот и других органических соединений.

В качестве горючего или топлива применяются алканы в составе мазута, бензина. Высшие предельные углеводороды входят в химический состав парафина, которым пропитывают верхнюю часть спичек для наилучшего горения.

  1. Сообщение темы и цели урока (1 мин)

Учитель даёт обучающимся возможность самим сформулировать тему урока.

Ученики формулируют и записывают тему урока в тетрадь, представляют результаты своей деятельности.

  1. Изучение нового материала (20 мин)

Учитель объясняет тему урока,  используя презентацию: «Ациклические углеводороды (алканы). Электронное и пространственное строение алканов».

Обучающимся предлагается составить электронную и графическую формулы строения атома углерода, определить валентные возможности атома в основном и возбуждённом состояниях. Затем учитель подводит учеников к составлению электронных формул образования одинарных связей между атомами углерода.

Если в молекулах органических соединений все атомы углерода связаны одинарной (простой) связью, то такие углеводороды называют предельными.

Алканами называются ациклические предельные углеводороды.

Общая формула предельных нециклических углеводородов – СnH2n+2. Метан является родоначальником данного класса соединений. Атом углерода, как вы записали в тетради, может иметь возбуждённое состояние. Например, в молекуле метана атом углерода имеет 4 неспаренных электрона на последнем энергетическом уровне.

Вспомним формы s- и p-орбиталей, которые проходили в 8 классе (проговариваем данные формы). Скажите, пожалуйста, какому процессу подвергаются s- и p-орбитали?

Ученики: Гибридизации.

Учитель: Правильно, гибридизации – выравниванию или объединению электронных орбиталей по форме и энергии.

Таким образом, получаются четыре одинаковые гибридные орбитали, которые расположены под углом 109°28′ друг к другу, и направлены к вершинам какой фигуры?

Ученики: Тэтраэдра.

Учитель: Верно, в центре которого расположено ядро атома углерода. В таком состоянии орбитали максимально удалены друг от друга.

Какая химическая связь образуется у С-Н в молекуле метана?

Ученики: Ковалентная слабо полярная.

Учитель: Данная связь образуется за счёт перекрывания 4sp3 – гибридных орбиталей атома углерода и 1s – орбиталей четырёх атомов водорода.

Как вы думаете, где лежат атомы водорода в молекуле CH4?

Ученики: Они лежат в вершинах тетраэдра.

Учитель: Правильно! Расстояние между ядрами атомов С-Н одинаковы и равны 0,109 нм, а между ядрами атомов C-C равны 0,154 нм.

Обратите внимание на слайд: перекрывание орбиталей происходит вдоль линии, соединяющей ядра атомов, поэтому в молекуле метана связь σ. Вы знаете молекулярную формулу метана, но строение можно выразить и структурной, и электронной формулой (показано на слайде).

Для наглядного представления пространственного строения метана, этана и пропана показываю шаростержневую и масштабную модели молекул. Как вы заметили, начиная с пропана, углеродная цепь принимает зигзагообразную форму, поскольку валентный угол равен 109°28′.

Всё вышесказанное ещё раз обобщим и запишем в тетради. Таким образом, можем дать более полное определение понятию «алканы».

Запишите в тетради, алканы – это углеводороды, имеющие общую формулу СnH2n+2, в молекулах которых все атомы углерода находятся в состоянии sp3 – гибридизации – и соединены между собой только σ-связями.

Ученики записывают в тетради теоретический материал, разбирают электронное и пространственное строение алканов, заполняют общую характеристику предельных углеводородов:

 

  1. Закрепление (15 мин)

Учитель даёт задания на закрепление материала (Приложение 1), организует самостоятельную работу. Проверяет усвоение знаний.

Ученики слушают учителя, задают вопросы, где непонятно, индивидуально выполняют задания, сдают работы.

  1. Домашнее задание (1 мин)

Учитель: §24 читать, выполнить задания №10, 11, провести дома лабораторный опыт по изготовлению моделей молекул углеводородов, используя подручные средства.

    

Ученики записывают домашнее задание в тетради. Задают вопросы.

  1. Подведение итогов, оценивание, рефлексия (2 мин)

Учитель кратко сообщает о том, что было сделано на уроке, высказывает своё мнение о работе обучающихся, отмечает наиболее проблемные вопросы изученной темы. Отвечает на вопросы учеников. Мобилизирует учеников на рефлексию.

Ученики анализируют урок, осуществляют самоконтроль и самооценку результатов своей учебной деятельности. Задают вопросы.

 

Приложение 1

 

Закрепление материала:

  1. Укажите ошибочное определение метана:

– насыщенный углеводород;

– предельный углеводород;

– парафиновый углеводород;

– карбоциклическое соединение.

  1. Общая формула метана:

– CnH2n-2

– CnH2n

– CnH2n+2

– CnH2n+1

  1. Признаки, характеризующие строение метана:

– sp3-гибридизация, линейная форма молекул, угол 160;

– sp3-гибридизация, пространственная форма молекул, угол 109;

– sp-гибридизация, плоская форма молекул, угол 180.

  1. Какой фигурой отражено пространственное строение метана:

– октаэдр;          – ромб;                – куб;           – тетраэдр.

  1. В молекулах алканов атомы углерода расположены:

– зигзагообразно;

– соединены в цикл;

– по кругу.

  1. Тип химической связи в молекуле метана:

– металлическая;

– ионная;

– ковалентная неполярная;

– ковалентная слабо полярная.

  1. Формулы только алканов записаны в ряду:

а) С4Н8, С8Н10, С7Н14;

б) С5Н12, С3Н8, С7Н16;

в) С3Н4, С6Н8, С6Н12;

г) С2Н4, С3Н8, С4Н6.

  1. Составьте все возможные изомеры октана и назовите их.
  2. Определите молекулярную формулу ациклического углеводорода, плотность паров по воздуху которого равна 2.
  3. В избытке кислорода сожгли 6,72 л (н.у.) метана. Вычислите массу вещества полученного оксида углерода (IV), если выход продукта реакции составляет 95%

ПРЕЗЕНТАЦИЯ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.