Конспект уроку за темою: Класифікація вуглеводнів. Алкани. Загальна формула алканів, структурна ізомерія, систематична номенклатура

Тема: Класифікація вуглеводнів. Алкани. Загальна формула алканів, структурна ізомерія, систематична номенклатура

Мета уроку:

• Навчальна: Ознайомити учнів з класом вуглеводнів алканів, їх загальною формулою, поняттям структурної ізомерії та систематичною номенклатурою.
• Розвиваюча: Розвивати вміння учнів аналізувати, порівнювати, робити висновки, а також формувати навички складання структурних формул алканів.
• Виховна: Виховувати інтерес до вивчення хімії, логічне мислення та систематичність у роботі.

Тип уроку: Комбінований.

Обладнання: Періодична система хімічних елементів, моделі молекул алканів, таблиці з назвами алканів, картки із завданнями.

Хід уроку:

І. Організаційний момент:

• Привітання з учнями.
• Перевірка готовності учнів до уроку.
• Повідомлення теми і мети уроку.

Розгадайте ребус і дізнайтеся тему уроку.

ІІ. Актуалізація опорних знань:

• Фронтальне опитування:
  1. Що таке вуглеводні?
  2. Пригадайте формули та назви перших десяти членів гомологічного ряду алканів?
  3. Які типи хімічних зв’язків характерні для органічних сполук?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу:

1. Класифікація вуглеводнів:
   • Вуглеводні – це органічні сполуки, до складу яких входять лише атоми Карбону та Гідрогену.
   • Класифікація вуглеводнів за будовою вуглецевого скелета: алкани, алкени, алкіни, ароматичні вуглеводні.
2. Що таке алкани? (Алкани – це насичені вуглеводні з відкритим ланцюгом, у молекулах яких атоми Карбону сполучені лише одинарними ковалентними зв’язками.)
3. Загальна формула алканів?(C_nH_2n+2, де n – число атомів Карбону в молекулі.)

Як ви пам’ятаєте, існування ізомерів серед алканів передбачав ще О. М. Бутлеров. Зі всіх різновидів структурної ізомерії для алканів характерна тільки ізомерія карбонового ланцюга. Цей вид ізомерії пов’язаний лише з тим, що атоми Карбону можуть по-різному сполучатися один з одним: утворювати карбонові ланцюги розгалужені чи нерозгалужені (нормальної будови). Перші три представники гомологічного ряду алканів — метан, етан, пропан — не мають ізомерів. Хоча іноді пропану приписують дві ізомерні структури:

Але обидві ці структурні формули однакові й відображають будову однієї молекули — молекули пропану.

Як ви пам’ятаєте з курсу хімії 9 класу, хімічні зв’язки від атома Карбону в молекулах алканів спрямовані до вершин тетраедра під кутом 109,5°. Але на папері зв’язки в структурних формулах для зручності зазначають під кутом 180° або 90°. Наприклад, для бутану наведені нижче формули є абсолютно однаковими, оскільки в усіх них порядок сполучення атомів Карбону однаковий.

Утім бутан є найпростішим алканом, у якого є ізомер. Так, зі складом C4H10 існують дві речовини з різними структурними формулами:

Це дві різні речовини з різними властивостями. Чим більше атомів Карбону в ланцюзі, тим більше може існувати можливих комбінацій сполучення атомів, а отже, і більше ізомерів:

Отже, давайте пригадаємо що ж таке ізомерія та ізомери?

(Ізомерія – це цікаве явище в хімії, яке означає, що різні речовини можуть мати абсолютно однакову молекулярну формулу, тобто однаковий кількісний склад атомів, але при цьому відрізнятися за будовою молекул і, відповідно, за своїми властивостями. Такі речовини називають ізомерами.)

4. Які представники алканів не мають ізомерів?

Систематична номенклатура – це сукупність правил, за якими складаються назви органічних сполук. Для алканів, як найпростіших органічних сполук, існує чіткий алгоритм побудови назви.

Основні правила:

1. Визначення головного ланцюга:
   • Вибирається найдовший нерозгалужений ланцюг атомів Карбону.
   • Номерується з того кінця ланцюга, до якого ближче розташований замісник.
2. Назва головного ланцюга:
   • Визначається за кількістю атомів Карбону в головному ланцюзі: метан (1C), етан (2C), пропан (3C), бутан (4C) тощо.
   • До кореня додається суфікс -ан.
3. Назви замісників:
   • Замісники (бічні ланцюги) утворюються з алканів відщепленням одного атома Гідрогену.
   • Їх називають відповідно до кількості атомів Карбону з додаванням суфіксу -ил. Наприклад, метил (CH₃-), етил (C₂H₅-), пропіл (C₃H₇-) тощо.
4. Нумерація замісників:
   • Кожному заміснику присвоюється номер атома Карбону головного ланцюга, біля якого він знаходиться.
   • Якщо є кілька однакових замісників, їх положення вказується цифрами, а перед назвою замісника ставляться префікси ди- (два), три- (три) тощо.
5. Складання назви:
   • Спочатку називаються замісники в алфавітному порядку з вказанням їх положення.
   • Потім називається головний ланцюг.

ІV. Закріплення матеріалу:

• Розв’язання задач:
  • Складання структурних формул алканів за їх назвами.
  • Надання назв алканам за їх структурними формулами.
  • Розпізнавання структурних ізомерів.
• Лабораторний дослід (за наявності часу): Моделювання молекул алканів за допомогою кульок і паличок.

V. Підсумок уроку:

• Фронтальне опитування:

Що таке алкани?

Яка їх загальна формула?

Що таке структурна ізомерія?

Як називати алкани за систематичною номенклатурою?

• Виставлення оцінок.

VI. Домашнє завдання:

• Опрацювати відповідний параграф підручника.
• Виконати завдання в зошиті:
  • Скласти структурні формули п’яти ізомерів гептану.
  • Надати назви за систематичною номенклатурою наступним сполукам:

А) б)

Додаткові матеріали:

• Картки із завданнями різного рівня складності.
• Інтерактивні вправи для закріплення матеріалу.

https://learningapps.org/watch?v=pg5n4123k24