Міністерство освіти і науки України
Полтавська обласна державна адміністрація
Департамент освіти і науки
ДНЗ «Полтавський центр професійно-технічної освіти»
Відкритий урок по хімії на тему:
Алкани.
Загальна формула алканів,
систематична номенклатура.
Застосування.
Викладач хімії
Аверкеєва О.В.
Тема: Алкани. Загальна формула алканів, систематична номенклатура. Застосування.
Мета: формувати знання учнів про гомологію, гомологічні ряди на прикладі алканів; ознайомити учнів з номенклатурою алканів; розвивати навички і вміння складати структурні формули і назви органічних речовин на прикладі алканів; формувати навички складання назв органічних речовин за структурними формулами та структурних формул – за назвами; розкрити значення методу моделювання для вивчення будови і властивостей речовин; ознайомити з фізичними властивостями гомологів метану; показати зв’язок будови та властивостей молекули метану; виховувати творчу, допитливу особистість.
Обладнання: моделі молекул алканів, парафін, таб. «Будова алканів», мультимедійна презентація до уроку.
Базові поняття та терміни: вуглеводні, алкани, загальна формула, гомологи.
Тип уроку: вивчення нового матеріалу.
Хід уроку
І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ
ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ
Гра «Морський бій»
Учень обирає на екрані мультимедійної дошки комірку із запитанням, зачитує, відповідає.
ІІІ. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ
Вуглеводні мають важливе наукове і практичне значення. По-перше, уявлення про будову та властивості цих речовин є підґрунтям для вивчення органічних сполук інших класів, оскільки молекули будь-яких органічних речовин містять вуглеводневі фрагменти. По-друге, знання властивостей вуглеводнів дозволяє зрозуміти виняткову цінність цих сполук як вихідної сировини для синтезу найрізноманітніших органічних речовин, що широко використовуються людиною.
Вуглеводні містяться в земній корі в складі нафти, кам’яного й бурого вугілля, природного й супутнього газів, сланців і торфу. Запаси цих корисних копалин на Землі не безмежні. Однак дотепер вони витрачаються переважно як паливо (двигуни внутрішнього згоряння, теплові електростанції, котельні), і лише незначна частина - як сировина в хімічній промисловості. Так, до 85% загального видобутку нафти витрачається на одержання паливно-мастильних матеріалів і лише близько 15% застосовується як хімічна сировина. Тож найважливішим завданням є пошук і розробка альтернативних джерел енергії, які дозволять більш раціонально використовувати вуглеводневу сировину
Уявіть, що трапиться, якщо органічні сполуки зникнуть?
(Відповідь: Не буде пластмасових виробів, сумок для книг, самих книг. На вулицях не їздитимуть машини, бо не буде бензину. В аптеках зникнуть більшість ліків).
Насичених вуглеводнів багато, і ми повинні знати ці речовини, тому, що людина використовує їх у своїй практичній діяльності. Для зручності вивчення вуглеводнів їх об’єднують у гомологічні ряди, які ви повинні знати. Існують правила складання формул органічних речовин та утворення їх назв, які повинні бути зрозумілими будь-якій людини, що володіє елементарними знаннями про
органічні речовини.
IV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
План уроку:
Демонстрація 2. Моделі молекул вуглеводнів.
Зберемо модель молекули метану CH4. Тепер подовжимо карбоновий ланцюг на один атом Карбону й необхідне число атомів Гідрогену. Що змінилося?
Аналогічно подовжимо карбоновий ланцюг на два, на три атоми Карбону. При цьому вийдуть моделі молекул вуглеводнів, що мають подібну будову, але різну довжину ланцюга. Запишемо їхні молекулярні формули: C2H6, C3H8, C4H10.
Розгляньте отримані молекули. Чим відрізняються за складом і будовою складені моделі молекул?
Гомологія це явище існування подібних за будовою і властивостями органічних речовин, що відрізняються на групу CH2.
Група CH2 називається гомологічною різницею. Речовини, що подібні за будовою й відрізняються одна від одної на одну або кілька груп CH2, утворюють гомологічні ряди.
Речовини, що входять до одного гомологічного ряду, називаються гомологами. Найпростішою сполукою цього ряду є метан СН4. Тому ряд цих сполук називають ще рядом метанових вуглеводнів. Сполуки ряду метану мають подібні будову і властивості. Такий ряд сполук, представники якого мають близькі хімічні властивості і характеризуються закономірною зміною фізичних властивостей, мають однотипну структуру.
До насичених вуглеводнів алканів (парафінів) належать сполуки з відкритим ланцюгом, у яких атоми Карбону з’єднані один з одним простими (одинарними) зв’язками, а решта їхніх вільних валентностей насичена атомами Гідрогену. За звичайних умов алкани є мало реакційно-здатними, звідки виникла їхня назва «парафіни» (від лат. parrum affinis «малоактивний»).
Члени гомологічного ряду насичених вуглеводнів відповідають загальній формулі CnH2n+2.
Назва вуглеводню |
Структурна формула |
Молекулярна формула |
Метан |
CH4 |
CH4 |
Етан |
H3CCH3 |
C2H6 |
Пропан |
H3CCH2CH3 |
C3H8 |
Бутан |
H3CCH2CH2CH3 |
C4H10 |
Пентан |
H3C(CH2)3CH3 |
C5H12 |
Гексан |
H3C(CH2)4CH3 |
C6H14 |
Гептан |
H3C(CH2)5CH3 |
C7H16 |
Октан |
H3C(CH2)6CH3 |
C8H18 |
Нонан |
H3C(CH2)7CH3 |
C9H20 |
Декан |
H3C( CH2)8CH3 |
C10H22 |
Наведені в таблиці алкани мають нерозгалужені карбон карбонові ланцюги. Такі вуглеводні називають нормальними.
Робота з текстом підручника
С5С17 рідини
С18… тверді речовини.
С5С17 мають характерний «бензиновий запах».
Проблемне питання: Метан, пропан, бутан – це гази без запаху. Чому, коли відбувається витік газу з газової мережі, ми відчуваємо його на запах?
Завдання. Для вуглеводню складу C5H12 складіть формули двох найближчих гомологів (записуємо їхні структурні формули на дошці й у зошитах).
Назви С1С4 склалися історично. Назви з С5 утворюються від грецьких чи латинських числівників.
В основу назв покладено корінь, що вказує на кількість атомів Карбону в ланцюзі:
C мет
C2 ет
C3 проп
C4 бут
C5 пент
C6 гекс
C7 гепт
C8 окт
C9 нон
C10 дек
до кореня додається суфікс -ан.
Атоми Карбону в молекулах органічних сполук поділяють на первинні, вторинні, третинні і четвертинні. Атом Карбону, який безпосередньо сполучений тільки з одним сусіднім карбоновим атомом, називають первинним, атом Карбону, сполучений з двома сусідніми атомами Карбону - вторинним. Якщо атом Карбону безпосередньо сполучений з трьома або чотирма С-атомами, то такі карбонові атоми називають відповідно третинними або четвертинними.
Первинні атоми вуглецю в даній сполуці обведені колом, вторинний квадратом, третинний трикутником, четвертинний колом, зображеним штриховою лінією.
При відриві атома Гідрогену від молекули алкану утворюються радикали (замісники), їх позначають буквою R.
Радикали це частинки з неспареними електронами:
СН3 метил
С2Н5 етил
С3Н7 пропіл
С6Н5 феніл
Насичені вуглеводні мають широке застосування в найрізноманітніших сферах життя й діяльності людини.
Перший у ряді алканів метан є головним компонентом природних і супутніх газів і широко використовується як промисловий і побутовий газ.
Газоподібні алкани (метан і пропан-бутанова суміш) використовуються як цінне паливо. Рідкі вуглеводні становлять значну частку в моторних і ракетних паливах і застосовуються як розчинники. У сучасній нафтохімічній промисловості насичені вуглеводні є базою для одержання різноманітних органічних сполук, важливою сировиною в процесах одержання напівпродуктів для виробництва пластмас, каучуків, синтетичних волокон, мийних засобів і багатьох інших речовин. Нормальні насичені вуглеводні середньої молекулярної маси використовуються як поживний субстрат у мікробіологічному синтезі білка з нафти.
V. УЗАГАЛЬНЕННЯ Й ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ
С4Н10, С5Н10, С3Н8, С2Н4, С6Н10, С2Н2, С7Н16.
Завдання першого етапу:
а) С2Н4, С3Н8, СН4, С7Н16, С9Н20;
б) С6Н14, С2Н2, С5Н12, С2Н6, С4Н10;
в) С8Н18, С2Н6, С3Н8, С4Н6, С9Н20;
г) С2Н6, С8Н10, С5Н12, С4Н10, С7Н16.
Учні дають усні відповіді на запитання за принципом гри «Щасливий випадок».
VI. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Опрацювати матеріал параграфа, відповісти на запитання до нього, виконати вправи.