Урок " Явище ізомерії. Структурна ізомерія, номенклатура насичених вуглеводнів. Лабораторний дослід №1: Виготовлення моделей молекул парафінів (алканів)

Урок з хімії, 11 клас.

Тема №2. Явище ізомерії. Структурна ізомерія, номенклатура насичених вуглеводнів. Лабораторний дослід №1:
Виготовлення моделей молекул парафінів (алканів)

Мета: повторити суть понять «ізомерія», «ізомери», «структурна ізомерія», правила міжнародної номенклатури; навчитися складати формули ізомерів парафінів, давати їм назви за міжнародною номенклатурою, створювати моделі ізомерів парафінів; сприяти формуванню наукового світогляду учнів, розумінню причин багатоманітності органічних речовин.

Обладнання: Періодична система хімічних елементів, програма CS Chem 3D Ultra для створення моделей вуглеводнів, ПК.

Тип уроку: комбінований

Форми проведення: «Мозковий штурм», складання узагальнюючої схеми, робота в групах, лекція, віртуальна лабораторія моделювання молекул.

ХІД УРОКУ

I. Організація класу

II. Оголошення теми й мети уроку

III. Актуалізація опорних знань

На початку уроку необхідно актуалізувати знання про основні класи вуглеводнів.

Метод «Мозковий штурм»

•     Вуглеводні з одним подвійним зв’язком називаються...

•     Вуглеводні з одним потрійним зв’язком називаються...

•     Вуглеводні з одинарними зв’язками називаються...

•     Загальна формула алканів...

•     Загальна формула алкінів...

•     Загальна формула алкенів...

•     Речовина складу С2Н6 називається...

•     Речовина складу С2Н2 називається...

•     Речовина складу С5Н12 називається...

•     Формула пентіну...

•     Формула бутену...

•     Формула гексану...

Пропонуємо учням скласти структурні формули останніх трьох речовин.

На основі повтореного складаємо узагальнюючу схему:

   IV. Мотивація навчальної діяльності

Проблемне питання. У чому причини багатоманітності органічних речовин?

Чи може одній формулі відповідати декілька речовин з різною будовою? 

V. Вивчення нового матеріалу

Лекція вчителя з елементами бесіди.

На дошці записані основні поняття теми:

•     Теорія хімічної будови органічних речовин.

•     Ізомери.

•     Ізомерія.

•     Структурна ізомерія.

•     Міжнародна номенклатура.

•     Радикал.

1. Нагадуємо учням про існування двох різних речовин з формулою С4Н10. Пропонуємо записати їх структурні формули на дошці й у зошитах. Звертаємо увагу на те, що четвертий атом Карбону приєднаний не з краю, а всередині молекули, так щоб утворилася принципово нова будова молекули. 

2. Далі пропонуємо учням об’єднатися в групи та спробувати записати ізомери пентану.

3. Пропонуємо учням скласти моделі  речовин за допомогою програми CS Chem 3D Ultra для створення моделей вуглеводнів. Це надасть учням змогу зрозуміти порядок побудови молекул ізомерів.

                                    Лабораторний дослід №1
Тема: виготовлення моделей молекул парафінів (алканів)
Мета: навчитися виготовляти моделі ізомерів алканів, закріпити знання про просторову будову насичених вуглеводнів.
Обладнання: програма для створення просторових моделей молекул вуглеводнів CS Chem 3D Ultra, ПК.
                                           Хід роботи

1. Створіть за допомогою програми CS Chem 3D Ultra модель молекул метану, етану, бутану, 2-метилпропану та заповніть таблицю. (Відкрити програму, нажати панель «New model», обрати алкан - з одинарним зв’язком, зі створеної найпростішої молекули метану витягувати/додавати необхідну кількість атомів Карбону, щоб побачити просторову будову молекули, кути розміщення атомів - нажати на панель 3D повороту молекули -›). Порівняйте створені моделі молекул, чим вони схожі, чим відрізняються

2. Дайте відповіді на запитання.

1. Яку просторову форму має молекула:

метану____________________________________________________

етану_____________________________________________________

бутану____________________________________________________

2. У чому полягає подібність просторової будови молекул бутану та 2-метилпропану? ___________________________________________

__________________________________________________________

3. Чим відрізняються просторові будови молекул бутану та
2-метилпропану? __________________________________________________________

__________________________________________________________

Висновок:

Значення моделювання в органічній хімії полягає в ___________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Пригадуємо принципи складання ізомерів:

1) спочатку будуємо каркас (скелет) молекули;

2) скорочуємо ланцюг спочатку на один атом Карбону і кріпимо цей атом усередину молекули;

3) додаємо атоми Гідрогену згідно з валентністю Карбону(ІV);

4) пояснюємо, що якщо атоми Карбону об’єднані в ланцюг без відгалужень, то такі вуглеводні називаються нерозгалужені, а якщо атоми Карбону відходять угору, вниз від основного ланцюжка, тобто розгалужуються, то такі вуглеводні називають розгалуженими.

Правила номенклатури насичених вуглеводнів — алканів (парафінів) — такі:

1) У молекулі вибирають найдовший ланцюг і починають нумерувати його з того боку, де ближче стоїть радикал-замісник. Радикал — це хімічно активна частинка, яка утворюється з молекули насиченого вуглеводню, коли він відщеплює один атом Гідрогену. Наприклад: метан СН4 утворює радикал СН3- — метил, етан С2Н6 утворює радікал С2Н5- — етил, і т. д.

2) Цифрою вказують положення радикала-замісника в ланцюжку. Наприклад, 2-метил означає, що від другого атома Карбону відходить радикал метил СН3-. А якщо однакових радикалів декілька, то цифрою вказують кожний з них (2,3,4-), але перед назвою радикала ставлять префікс — ди-, три-, тетра- і т. д. Наприклад: 2,3,4-триметил — (три радикали СН3-, які відходять від 2, 3 і 4 атома Карбону в основному ланцюзі), 2,3,5,7-тетра (чотири). Отже, префікс, указує скільки однакових радикалів містить молекула.

3) Якщо радикали стоять біля одного й того самого атома Карбону, то цифру вказують двічі. Наприклад, 2,2-диметил, 2,3,3-триметил і т. д.

4) Якщо радикали різні, то називати їх починають за алфавітом: спочатку етил, метил, пропіл тощо.

5) Остаточну назву речовині дають за кількістю атомів Карбону в нумерованому ланцюзі, не забуваючи, що всі алкани мають суфікс -ан. (Розглядаємо ці правила на ізомерах пентану)

VI. Усвідомлення та закріплення знань

Учні продовжують роботу в групах і вчаться називати алкани (парафіни).

1. Назвіть речовини:

2) Складіть структурну формулу речовин з назвою:

а) 4-етил-3,3-диметилгептан;

б) 3-етил-2,3,5-триметилнонан.

VII. Підбиття підсумків уроку 

VIII. Домашнє завдання