Урок "Вуглеводні. Метан. Гомологи метану"

9 клас       хімія       дата:

Урок ___

ТЕМА: ВУГЛЕВОДНІ. Метан. Гомологи метану

Мета: формувати знання учнів про молекулярну, електронну й структурну формули метану; ознайомити учнів з поняттям «гібридизація електронних орбіталей» на прикладі sp³-гі­бридизації електронів у атомі Карбону; поглибити знання про поширення органічних сполук у природі на прикладі метану; ознайомити з фізичними властивостями метану, показати зв’язок будови та властивостей молекули метану.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Форми роботи: фронтальна робота, розповідь учителя, розв’язання задач. Обладнання: медіафільм про гібридизацію електронів у атомі Карбону, моделі молекул органічних речовин.

ХІД УРОКУ

1.        Організація класу
2.        Актуалізація опорних знань

Фронтальна робота за питаннями

•           Яку валентність проявляє в органічних сполуках атом Карбону?
•           Наведіть схему будови атома Карбону.
•           3 якими особливостями будови атома Карбону пов’язане розмаїття органіч­них сполук?

Узагальнення вчителя

Карбон — особливий елемент. Жоден інший хімічний елемент не здатен утворювати таку кількість сполук. Причина цього розмаїття полягає в тому, що атоми Карбону здатні:

1.          з’єднуватися один з одним у ланцюги різної будови — відкриті (нерозга- лужені, розгалужені), замкнені;
2.          утворювати не лише прості (одинарні), але й кратні (подвійні, потрійні) зв’язки:

3.        утворювати міцні зв’язки майже з будь-яким іншим елементом.

Ці унікальні властивості Карбону пояснюються сполученням двох факторів:

•           наявністю на зовнішньому енергетичному рівні (2s і 2р) чотирьох електро­нів (тому атом Карбону не схильний ні віддавати, ні приєднувати вільні електрони з утворенням йонів);
•           дрібний розмір атома (порівняно з іншими елементами IV групи).

Унаслідок цього Карбон утворює переважно ковалентні, а не йонні зв’язки, і проявляє валентність IV.

3.       Вивчення нового матеріалу

Метан, його молекулярна, електронна та структурна формули

Розповідь учителя

Найпростіша органічна сполука — метан, утворена одним атомом Карбону й чотирма атомами Гідрогену.

•           Молекулярна формула— СН₄

Структурна формула

У процесі утворення молекули метану в атомі Карбону відбувається sр³ гі­бридизація електронних хмарин.

Гібридизація — це явище змішування різних за формою й енергією електрон­них орбіталей з утворенням однакових за формою й енергією гібридних орбіта- лей.

У процесі sр³-гібридизації відбувається цілковите змішування однієї s- і трьох p-орбіталей з утворенням чотирьох гібридних орбіталей.

Утворені гібридні орбіталі асиметричні й дуже витягнуті в один бік від ядра. Вони відштовхуються одна від одної під кутом 109° 28', тому молекула метану в просторі являє собою тетраедр.

Розглядаємо модель молекули метану:

У молекулі метану між атомами Карбону й Гідрогену утворюються чотири однакові за силою й довжиною ковалентні слабкополярні σ-зв’язки.

σ -зв’язок — це ковалентний зв’язок, утворений у результаті перекривання орбіталей уздовж лінії зв’язку (що єднає центри атомів).

σ -зв’язок міцний, має значну енергію.

Гомологія — це явище існування подібних за будовою та властивостями ор­ганічних речовин, що відрізняються на групу -СН₂.

Група -СН₂ називається гомологічною різницею. Речовини, що подібні за будовою й відрізняються одна від одної на одну або кілька груп -СН₂, утворю­ють гомологічні ряди.

Речовини, що входять в один гомологічний ряд, називаються гомологами. Розглянемо таблицю гомологічного ряду алканів з назвами (у підручнику або роздавальному матеріалі). Цей ряд називають гомологічним рядом метану.

Знайдіть закономірність між кількістю атомів Карбону й Гідрогену в моле­кулах алканів.

Загальна формула гомологів метану — С_лН_2n+2.

Завдання. Для вуглеводню складу С₄Н₁₀ складіть формули двох найближ­чих гомологів і можливих ізомерів. (Записуємо їх структурні формули на дошці й у зошитах.)

4.        Первинне застосування одержаних знань

1.          Зобразіть структурну формулу метану.
2.           Подумайте, чим відрізняються структурна формула на рисунку й модель молекули метану?
3.          Яку просторову форму має молекула метану?
4.          Скільки загальних електронних пар у молекулі метану?
5.          Зобразіть електронну формулу молекули метану.
6.          Які фізичні властивості проявлятиме молекула метану?

Фізичні властивості метану

Метан — газ, без кольору, без запаху, без смаку, легший за повітря (D_{повітря}= =16/29,) практично не розчинний у воді, t_кип = -161,6 °С, t_пл = -182,5 °С, горю­чий.

5.              Домашнє завдання

Прочитати §__.