Урок "Класифікація вуглеводнів. Утворення ковалентних карбон-карбонових зв’язків у органічних сполуках. Види гібридизації електронних орбіталей атома Карбону."

Про матеріал

Домашнє завдання за підручником "Хімія (Попель, крикля) 11 клас". Урок підходить і для 9 класу. В матеріалах міститься приклад розв'язування задач на знаходження молекулярної формули органічної речовини.

Перегляд файлу

ТЕМА 2. ВУГЛЕВОДНІ (17 годин)

УРОК № Дата:

ТЕМА: Класифікація вуглеводнів. Утворення ковалентних карбон-карбонових зв’язків у органічних сполуках. Види гібридизації електронних орбіталей атома Карбону.

МЕТА: дати класифікацію вуглеводнів; пояснити механізм утворення ковалентних карбон-карбонових зв'язків у органічних сполуках; сформувати вміння розрізняти види гібридизації електронних атомів Карбону; формувати комунікативні навички.

БАЗОВІ ПОНЯТТЯ ТА ТЕРМІНИ: вуглеводні, насичені та ненасичені вуглеводні, карбон-карбоновий звязок, орбіталь.

ТИП УРОКУ: урок вивчення нового матеріалу.

МЕТОДИ НАВЧАННЯ: методи стимулювання й мотивації навчання, пояснювально-ілюстративні, наочні, репродуктивні, частково пошукові, інтерактивні, метод самостійної роботи, стратегії розвитку критичного мислення.

СТРУКТУРА УРОКУ

І. Організаційний етап. 1 хв

ІІ. Мотивація навчання. 4 хв

ІІІ. Актуалізація опорних знань. 5 хв

ІV. Вивчення нового матеріалу. 23 хв

V. Закріплення знань. 7 хв

VІ. Домашнє завдання. 2 хв

VІІ. Підбиття підсумків уроку. 3 хв

ХІД УРОКУ

І. Організаційний етап.

ІІ. Мотивація навчання.

Що вивчає органічна хімія?
Які речовини називаються органічними?
Яку валентність має атом Карбону в органічних сполуках?

ІІІ. Актуалізація опорних знань.

Надайте класифікацію органічних сполук за вмістом елементів.
Як класифікуються органічні сполуки за функціональною групою?
Виходячи з цих двох класифікацій, що ви можите сказати про вуглеводні? (Це иорганічні сполуки, які в своєму складі містять атоми Карбону та Гідрогену, та не мають функціональної групи).

ІV. Вивчення нового матеріалу.

Класифікація вуглеводнів.

ВУГЛЕВОДНІ СхНу

↓ ↓

Насичені Ненасичені

В карбоновому ланцюзі В карбоновому ланцюзі

тільки одинарні звязки є подвійні та потрійні

С-С С=С С=С

↓ ↓ ↓ ↓ ↓

Алкани Циклоалкани Алкени Алкіни Арени

C_nH₂_n₊₂ C_nH₂_n C_nH₂_n C_nH₂_n_-2 C_nH₂_n_-6

всі звязки всі звязки один один ароматичний

одинарні одинарні, подвійний потрійний вуглеводень

але карб.ланцюг звязок звязок

утворює цикл

Утворення ковалентних карбон-карбонових зв’язків у органічних сполуках.

В органічних сполуках атом Карбону чотиривалентний. Необхідною умовою для цього є перехід атома у збуджений стан. Унаслідок переміщення 2s-електрона у вакантну 2р-орбіталь усі чотири електрони зовнішнього енергетичного рівня стають неспареними:

С → С*

...2s²2р² → ... 2s¹2р³

основний стан збуджений стан

Енергія, яка витрачається на такий перехід, компенсується енергією, що виділяється під час утворення атомом Карбону ковалентних зв'язків.

На малюнку 3 на сторінці 28 підручника можна проспостерігати, що в молекулах вуглеводнів утворюється карбон-карбоновий звязок. Карбон-карбоновий звязок може бути одинарним, подвійним і потрійним.

Види гібридизації електронних орбіталей атома Карбону.

Процес вирівнювання електронів за енергією, а їхніх орбіталей за формою і розміщенням у просторі називають гібридизацією.

У молекулі метану змінені, або гібридні, орбіталі мають форму об'ємної несиметричної вісімки ( ). Вони зорієнтовані одна щодо одної під кутами 109° 28', тобто у напрямках від центра тетраедра до його вершин (мал. 5, а). Позначення кожної такої орбіталі — sр³; воно складається з позначень вихідних орбіталей та їх кількості. Цей тип гібридизації називають sр³-гібридизацією.

У молекулі метану чотири sр³-орбіталі атома Карбону перекриваються із s-орбіталями атомів Гідрогену (мал. 5,6). Тому молекула метану має форму тетраедра; у його центрі розміщений атом Карбону, а у вершинах — атоми Гідрогену.

Будова молекули етену. У молекулі Н₂С=СН₂кожний атом Карбону сполучається з іншим атомом Карбону і двома атомами Гідрогену. Із його чотирьох орбіталей, у яких перебуває по одному зовнішньому електрону, лише три — s-орбіталь і дві р-орбіталі — зазнають гібридизації. Три утворені sр²-орбіталі розміщуються під кутами 120°. Одна з них перекривається з такою самою орбіталлю іншого атома Карбону, а дві — із s-орбіталями двох атомів Гідрогену. Між цими атомами утворюються σ-зв'язки.

Третя р-орбіталь кожного атома Карбону залишається незмінною. Такі орбіталі розміщені перпендикулярно до гібридних орбіталей і перекриваються на двох ділянках — над і під лінією, яка з'єднує центри атомів Карбону (мал. 6,7 стор.30 підручника). У результаті між цими атомами утворюється ще й π-зв'язок.

Отже, подвійний зв'язок у молекулі етену складається із σ-зв'язку і π-зв'язку.

Будова молекули етину. У молекулі НС=СН кожний атом Карбону утворює два σ-зв'язки. У них беруть участь s-електрон і р-електрон. Орбіталі цих електронів зазнають гібридизації і перетворюються на дві гібридні Sр-орбіталі, які розміщуються у просторі під кутом 180° (мал. 8 cтор.31). Одна з них перекривається із s-орбіталлю атома Гідрогену, а друга — з гібридною орбіталлю іншого атома Карбону (мал. 9 cтор.32). Центри всіх атомів молекули С₂Н₂розміщені на прямій лінії.

Інші два р-електрони кожного атома Карбону беруть участь в утворенні двох π-зв'язків. Їхні р-орбіталі попарно перекриваються. Ділянки перекривання цих орбіталей перебувають поза лінією, яка з'єднує центри атомів.

Отже, потрійний зв'язок у молекулі етину складається з одного σ-зв'язку і двох π-зв'язків.

V. Закріплення знань.