Вуглеводні. Метан як представник насичених вуглеводнів. Гомологи метану. Реакція заміщення для метану.

Хімія 9 клас. Вуглеводні. Метан як представник насичених вуглеводнів. Гомологи метану. Реакція заміщення для метану.

Гра «Так чи ні»1. Органічна хімія – це хімія сполук карбону.2. Карбон в органічних сполуках завжди чотиривалентний.3. На зовнішньому енергетичному рівні атома карбону міститься 6 електронів.4. В основному стані в атомі карбону 4 неспарені електрони. 5. В збудженому стані в атомі карбону 2 неспарені електрони. 6. Атоми карбону здатні утворювати як йонні, так і ковалентні сильно полярні зв’язки. 7. Атоми карбону здатні утворювати між собою міцні ковалентні зв’язки і з’єднуватися в довгі ланцюжки або цикли. 8. Хімічна будова - це послідовність з’єднання атомів відповідно до їхньої валентності в молекулі9. До складу вуглеводнів входять С, Н, О та іноді інші елементи. 10. Поняття «Органічна хімія» запропонував Д.І. Менделєєв. 

Завдання уроку: з’ясувати, які органічні речовини називають вуглеводнями;зрозуміти просторову будову молекули метану;дізнатися фізичні властивості метану і поширеність його у природі.

Класифікація вуглеводнів

АЛКАНИ (Насичені, парафіни) Загальна формула Cn. H2n+2

Вуглеводні –це оранічні сполуки, назва яких походить від раніше вживаних назв хімічних елементів – С – вуглець, Н - водень. С – Карбон валентність = 4 Н – Гідроген валентність = 1 етан

{5 C557625-1 C14-4454-8 A2 F-58 CFAE9 FD1 EB}NФормула Назва1 CH4 мет2 CH3–CH3 ет3 CH3– –CH3 н-проп4 CH3–CH2– –CH3 н-бут5 CH3-CH2–CH2– –CH3 н-пент6 CH3-CH2–CH2–CH2– –CH3 н-гекс7 CH3-CH2–CH2–CH2–CH2– –CH3н-гепт8 CH3-CH2–CH2–CH2–CH2–CH2– –CH3н-окт9 CH3-(CH2)7-CH3 н-нон10 CH3-(CH2)8-CH3н-дек11 CH3-(CH2)9-CH3н-ундек12 CH3-(CH2)10-CH3н-додек. ГОМОЛОГІНИЙ РЯД МЕТАНУанан–CH2– гомологічна різницязакінчуються алкани - «ан»анананананананан

ГОМОЛОГИ- Речовини зі схожою будовою та властивостями, кількісний склад молекул яких відрізняється на одну і більше групатомів -СН2 Вправа на засвоєння назв гомологів https://learningapps.org/1307191

Метан СН4 Найпростіший насичений вуглеводень. Головний компонент природного газу, входить до складу болотного та шахтного газів.

Будова атому Карбону у основному та збудженому станах

s та p – електрони мають різний запас енергії. Для перетворення електронних орбіталей різного виду на однакові за формою та енергією у деяких атомів відбувається характерне явище - гібридизація електронних орбіталей.

Гібридизація – вирівнювання різних орбіталей одного атома за формою та енергією. Атом Карбону перебуває у стані sp3– гібридизації. Гібридизаціяsp3– гібридизаціяs - і 3 p – орбіталі атома rарбону в збудженому стані4sp3гібридні орбіталі атома карбону у просторі

Як утворюється молекула метану?Молекула метану має форму тетраедра.

Підведемо підсумок: запишіть молекулярна формула метану:електронна формула метану:структурна формула метану: СН4

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 (підручник ст. 128 мал. 25.1).  Кулестержнева модель молекули. Масштабна модель молекули СН4

Фізичні властивості метану та поширеність у природіЗнайдіть і випишіть з підручника фізичні властивості метану.(підручник ст. 122)

Фізичні властивості метану: Газ. Безбарвний. Без запаху. Густина за 0°С: ρ =0,7168 кг/м³. Нерозчинний у воді (0,02 г СН4 у 1 кг води за 25°С). При охолодженні стає леткою рідиною ( tкип = -161,6°С). При подальшому охолодженні стає безбарвними кристалами ( tпл = -182,5°С). Легший за повітря (Мr(СН4) = 16, Мr(пов) = 29). У повітрі вибухає (за концентрації від 4,4 до 17 %). Нетоксичний у малих кількостях, при значному вмісті у повітрі(25 – 30%) людина може знепритомніти і померти, бо метан не підтримує дихання.

Cl. Cl. HCHHHHCCl. HHHCHHHHHCCl. Cl. HCHHHHCCl. Cl. HОсвітлення. СН4 + Cl2 → CH3 Cl + HCl хлорметан CH3 Cl + Cl2 → CH2 Cl2+ HCl дихлорметан CH2 Cl2+ Cl2 → CHCl3+ HCl трихлорметан (хлороформ) CHCl3 + Cl2 → CCl4+ HCl тетрахлорметан Сумарне рівняння: СН4 + 4 Cl2 → CCl4+ 4 HCl

Це цікаво! CH3 Cl Використовують в холодильних установках, в медицині для місцевої анестезії, в органічному синтезі CH2 Cl2розчинник. CHCl3розчинник, анестезуюча дія, раніше використовували в медицині для знеболювання. CCl4розчинник, протипожежний засіб, але не в закритих приміщення. Оскільки утворюється отруйний фосген СОСl2

Поширення метану в природі Метан входить до складу природного газу (77 - 99%), є важливим компонентом супутнього нафтового газу (31 -90%) . До природного газу ,в момент видобутку, додають спеціальні речовини із запахом тухлого м’яса - одоранти, які дозволяють виявити витік метану, у якого не має запаху.

Чимало метану в складі копального газу міститься у кам'яно-вугільних шахтах , тому його називають рудничним ( шахтним) газом.

Метан утворюється внаслідок анаеробного бродіння рослинних решток у болотах, тому його називають болотний газ.

Трапляється метан і у Всесвіті. Його виявлено в атмосфері планет Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Величезні озера рідкого метану є на поверхні Титана, найбільшого з природних супутників Сатурна.

В Україні запаси метану у вигляді природного газу оцінюють приблизно в 1,5 трлн м3 (28 - ме місце серед усіх країн світу - 195). Найбільші родовища: Дніпровсько – Донецький нафтогазоносний регіон;Передкарпатське родовище;рівнинна частина Кримського півострова;Чорноморський і Азовський шельфи.

Розв’яжіть задачі1. Молярна маса алкану дорівнює 72 г/моль. Визначте його формулу..2. Обчислити масу 5л метану.3. Обчислити масові частки карбону і гідрогену в молекулі метану.

Розв’язання задачі 2:

Розв’язання задачі 3:

Домашнє завдання: Опрацювати матеріал підручника : § 24,25;Вивчити конспект із зошита;Розвязати задачі: Обчисліть об'єм 0,8 моль метану. Установіть формулу алкану, молярна маса якого становить 100 г/моль. Творче завдання. Підготувати повідомлення на тему «Цікаві факти про метан» (1 -2 хв); виготовити масштабну модель молекули метану з пластиліну.