Метан – найпростіша органічна сполука. Молекулярна, електронна та структурна формули метану. Поширення в природі. Фізичні та хімічні властивості: реакції повного окиснення, заміщ

Метан – найпростіша органічна сполука. Молекулярна, електронна та структурна формули метану. Поширення в природі. Фізичні та хімічні властивості: реакції повного окиснення, заміщення. Розглянемо такі питання:123 Пригадаємо властивості атома Карбону. Вивчимо про найпростішу органічну сполуку – метан, її молекулярну, електронну та структурну формули, його фізичні та хімічні властивості метану. Дізнаємося про поширення метану в природіта його застосування. Хімія9 клас

Чому Карбон в усіх органічних сполуках чотиривалентний?!У збудженому стані кожен атом Карбону набуваєздатності до утворення чотирьох ковалентнихзв’язків як атомами інших елементів, так і затомами Карбону. Тому в усіх органічнихсполуках валентність Карбону дорівнює 4.*1.1 Якої здатності набуває кожен атом. Карбону у збудженому стані?

З якими особливостями будови атома Карбонупов’язана розрізноманітність органічних сполук? !Здатністю атомів Карбону з’єднуватися один з одним у ланцюги (прямі, розгалуджені та замкнені); Утворювати одинарні та кратні зв’язки;Утворювати міцні зв'язки майже з будь-яким іншим елементом; Існуванням ізомерів*Унікальні властивості Карбону:• наявність на зовнішньому енергетичному рівні (2s і 2p) чотирьох електронів;дрібний розмір атома;утворення переважно ковалентних зв’язків;проявляє валентність IV.1.2

Що таке гібридизація?!* 1.3 Гібридизація – вирівнювання різних орбіталей одного атома за формою та енергією. Утворюється 4 гібридні орбіталі.

Будова молекули метану. Молекулярна формула метану - СН4 Електронна формула метану - Структурна формула метану - 2.1 Структурна формула відображає послідовність з’єднання атомів у молекулі, але не відображає їх розміщення в просторі (це площинні схеми молекул). Реальну будову (розміщення атомів у тривимірному просторі) передають кулестержневі або масштабні моделі молекули.style.colorfillcolorfill.typestyle.colorfillcolorfill.typestyle.colorfillcolorfill.type

Як розташовуються гібридизовані орбіталі в просторі?2.2 S+ Рх+ Ру+ Рz –орбіталі атома Карбону в збудженому станіЧотири SP3 –гібридні орбіталі молекули метануstyle.colorfillcolorfill.type

Як утворюється молекула метану?2.3 Молекула метану має форму тетраедра.http://www.youtube.com/watch?v=rzd. ITk. WA-h. A&feature=youtu.be

Фізичні властивості метану 2.4 Горючий газ. Безбарвний. Без запаху та смаку Легший за повітря (Мr(СН4) = 16, Мr(пов) = 29)Майже не розчиняється у воді, але розчиняється в органічних розчинниках. tпл = -182,5°С tкип = -161,5°СПри охолодженні до -1620 С ( за нормального тиску) перетворюється на рідину.

Добування метану в лабораторії 2.51. Шляхом нагрівання суміші ацетату натрію з гідроксидом натрію СН3 СООNa + Na. ОН → Na2 СО3 + СН4↑2. Шляхом взаємодії карбіду алюмінію з водою. АІ4 С3 + 12 Н2 О → 4 АІ(ОН)3 + 3 СН4↑

Хімічні властивості метану 2.61. За н.у. метан досить інертний:не реагує з лугами і кислотами;не окиснюється перманганат калію (KMn. O4);не знебарвлює бромну воду (Вr2);Не вступає в реакції приєднання.2. Горіння – повне окиснення. СН4 + 2 О2 →СО2↑ + 2 Н2 О; ∆Н = 890 к. Дж/моль. Запамятай! Суміш СН4 і О2 дуже вибухонебезпечна. Спричинює аварії в шахтах, може статися вибух в приміщенні.3. Термічний розклад t›1000°C а) СН4 → С + 2 Н2↑ Н2 – для добування НСl , NH3 С – для добування гуми і фарбhttp://www.youtube.com/watch?v=hrd. VO02_PQo

4. Реакції заміщення – галогенування по радикальному типу 2.7 hνСН4 + Cl2 → CH3 Cl + HCl хлорметан hνCH3 Cl + Cl2 → CH2 Cl2 + HCІ дихлорметан hνCH2 Cl2+ Cl2 → CHCl3 + HCl трихлорметан (хлороформ) hνCHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl тетрахлорметан Сумарне рівняння: hν СН4 + 4 Cl2 → CCl4 + 4 HClhttp://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem2/flash/clor0.swf - анімація р-я хлоруванняhttp://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem2/flash/clor_s.swf -р-я хлорування анімація зі звуковим коментарем. Використовують в холодильних установках, в медицині для місцевої анестезії, в органічному синтезі. Розчинник. Розчинник, анестезуюча дія, раніше використовували в медицині для знеболювання. Розчинник, протипожежний засіб. Не для закритих приміщень, оскільки утворюється отруйний фосген СОСl2.

5. Реакції нітрування (реакція Коновалова) 2.8 140-1500 С, р. СН3- Н + НО -NО2 → CH3- NО2 + H2 О (розбавлена) нітрометанhttp://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem5/link255.htm - відомості про. Коновалова

Поширення метану в природіМетан входить до складу природного газу (98%), є важливим компонентом попутного нафтового газу.Є головною складовою газів, що виділяються під час сухої перегонки деревини, торфу, кам’яного вугілля.Є в складі копального газу міститься у кам'яно-вугільних шахтах ( рудниковий газ). Утворюється внаслідок анаеробного бродіння рослинних та тваринних решток у болотах (болотний газ).3.1

Поширення метану в природіПрисутній у газах грязьових вулканів (понад 95 %). Розчинений у водах океанів, морів, озер. Метан виявлено в атмосфері планет Земля, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун та в газах поверхневого ґрунту Місяця. Величезні озера рідкого метану є на поверхні Титана, найбільшого з природних супутників Сатурна. http://www.expres.ua/tech/2013/09/25/94279-sklasty-konkurenciyu-nasa-poshuku-zhyttya-marsi-vyrishyla-indiya3.2

Цікаво знати Канарки дуже чутливі до вмісту в повітрі метану. Цю особливість використовували свого часу шахтарі, які, спускаючись під землю, брали з собою клітку з канаркою. Поки чутно спів пташки, можна було працювати спокійно. Якщо ж співу давно не було чутно, це означало, що слід підніматися вгору якнайшвидше, так як концентрація газу в шахті ставала небезпечною. 3.3

Застосування метануопалювання житлових будинків;як паливо для машин, електростанцій;в хімічній промисловості для здобуття різних органічних речовин, наприклад пластмас; на виготовлення друкарської фарби і як наповнювач каучуку (сажа) та синтезу амоніаку (водень) (термічний розклад).3.4 NH3

Природний газ 3.5 Добування. Зберігання. Переробка

Перевіримо свої знання!Повне окиснення; Каталітичне приєднання водню; Приєднання брому; Окиснення розчином калій перманганату;Заміщення за участю хлору; Термічний розклад.3.6 Виберіть реакції, характерні для алканів:(натисніть на відповідний прямокутник)

Установіть відповідності між хімічними реакціями та застосуванням метану:3.7 Реакції за участю метану. Застосування метану. Повне окиснення. Виробництво розчинників. Хлорування. Одержання сажі та водню. Термічний розклад. Паливо