Разработка открытого урока по теме: Гомологический ряд метана
план-конспект урока по химии (11 класс) по теме

Муниципальное общеобразовательное учреждение –

вечерняя общеобразовательная школа № 1

муниципального образования г.Армавир

Разработка открытого урока по  теме:

Гомологический ряд метана

Учитель химии Эксузян К.Г.

г. Армавир 2012 г.

Тема: Предельные углеводороды.

Тема урока: Гомологический ряд метана.

Цели урока. Образовательные. Дать учащимся понятие о придельных углеводородах.

Развивающие. Развивать умение различать понятия «гомолог» и «изомер», формировать умение видеть перспективы развития и подходы решения современности.

Воспитательные. Продолжить формирование научного мировоззрения, убеждение о познаваемости и единство мира. Выработка у учащихся собственного отношения к изученному материалу.

Тип урока: комбинированный.

Основные методы ведения урока: проверка домашнего задания, опрос, беседа, рассказ, изучение нового материала, самостоятельная работа с учебником и набором для составления шаростержневых моделей предельных углеводородов, демонстрация моделей предельных углеводородов, сравнение строения молекул гомолога и изомера.

Оборудование: набор для изготовления шаростержневых моделей молекул предельных углеводородов, учебники, карточки – задания, таблицы «Гомологический ряд метана», «зигзагообразное строение углеродной цепи», «состав и физические свойства предельных углеводородов».

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Опрос – проверка домашнего задания.

Урок проводим методом беседы с использованием самостоятельной работы учащихся.

Во время беседы с классом повторяем физические свойства, пространственное строение, вопросы ранние изученного материала.

Понятие об углеводородах: на конкретных примерах поясните, что такое изомерия. Учащиеся записывает на доске пример изомерии  бутана и изобутана

                       Н    Н   Н    Н

                        I     I     I     I

Н – С – С – С – С – H

        I     I     I     I

       H    H   H    H

   бутан

(tk – 0,5˚ C)

                        СH3

                          I

                H3C – CH – CH3

                   изобутан

                (tk – 11,7˚ C)

Изомерия – это такое явление, при котором могут существовать несколько веществ, имеющих один и тот же состав и одну и ту же молекулярную массу, но различающиеся строением молекул.

Далее выясняем вопросы.

Углеводороды – это органические соединения состоящие из двух элементов углерода и водорода, метан – СН4, этан – С2Н6,  пропан – С3Н8,  бутан – С4Н10, пентан – С5Н12 и т.д.

Углеводороды с общей формулой СnH2n + 2, которые не присоединяют водород и другие элементы, называются предельными углеводородами или алканами (парафинами). Вызванный к доске ученик с помощью учителя собирает шаростержневую модель молекулу метана СН4, находит на ней валентные угол, угол между связями равен 109˚28’, показывает тетраэдрическое направление ковалентных связей.

После чего на доске ученик записывает молекулярную, структурную и электронную формулу метана  СН4 ,          

                                                              Н                         Н

                                                               I                          :

Н – С – Н   ,     Н : С : Н

       I                          :

      H                         H

Какими физическими свойствами обладает молекула метана?

Физические свойства метана: агрегатное состояние – газ, бесцветный, без запаха, в воде не растворяется, в два раза легче воздуха.

Изучение нового материала:

Изучение нового материала проводим на основе опорных знаний учащихся.

Гомологический ряд метана. В природном газе кроме метана (СН4) содержится много других углеводородов, сходных по строению и свойствами с метаном их называют предельными углеводородами или парафинами.

Эти углеводороды образуют гомологический ряд предельных углеводородов

метан    –  СН4,

этан       –  С2Н6,  

пропан  –  С3Н8,  

бутан     – С4Н10,

пентан   – С5Н12 

и т.д.

Гомологи – это вещества сходные по строению и химическим свойствам, но отличающимся друг от друга группой атомов СН2 (гомологическая разность)

Общая формула гомологов ряда метана СnH2n + 2, где n – число атомов углерода.

Строение придельных углеводородов.

 а) атомы углерода, соединяясь друг с другом в цепи в молекуле углеводородов, образуют зигзаг, т.е. углеродная цепочка имеет зигзагообразное строение, а причина этому – тетраэдрическое направление валентных связей атома углерода.

Схема углеродной цепи.

        1,54·10-10м        

          -10

        109˚28΄            2,5· 10    м         

Расстояние между соседними атомами углерода равно 0,154 нм (нанометра) .          Угол между связями 109˚28΄

Ковалентная связь в органической химии носит название (сигма) – связи (Демонстрация: собрать модель бутана или гексана).        

б) Зигзагообразная углеродная цепь принимает в пространстве различные формы и причины этому тепловое движение атомов в молекуле.

в) Атомы углерода, соединяясь друг с другом образуют цепи и это свойство атомов углерода объясняется положением углерода в периодической системе (II малый период, IV группа, главная подгруппа). Поэтому углерод почти не образует полных соединений, но зато легко образует ковалентные связи.

При отрыве связей молекулы атома водорода от молекулы алкана могут превращается в свободные радикалы.

При отрыве одного атома водорода образуется одновалентные радикалы, название которых образуется от названий соответствующих углеводородов путем изменения в суффиксах

С2Н6          С2Н5

этан        этил

С3Н8          С3 Н7

пропан        пропил  и т.д.

Таким образом, в предельных углеводородах:

- атомы углерода находятся в Sp3 – гибридном состоянии;

- все связи атома углерода направлены к вершине тетраэдра;

- все атомы углерода соединены между собой одинарной (σ) связью.

- длина связи С – С составляет 0,154 нм, валентнее углы 109˚28΄;

- начиная с пропана С3Н8, атомы углерода расположены не по прямой, а зигзагообразно.

Физические свойства предельных углеводородов.

а) первые вещества (С1 – С4) газы, (С5 – С15) жидкости, а начиная с С16Н34 - твердые вещества.

б) таким образом в гомологическом ряду с увеличением относительных молекулярных масс предельных углеводородов закономерно повышается их температура кипения и плавления и меняются агрегатные состояния веществ, так как увеличивается сила притяжения между молекулами.

Углеводороды с неразветвленной цепью кипят при более высокой температуре, чем с углеводороды с разветвленной цепью.

Номенклатура предельных углеводородов.

Существует несколько видов номенклатуры: историческая, рациональная, современная или международная.

Основной считается международная систематическая номенклатура или Женевская. Основные принципы которой были приняты на международном съезде химиков в Женеве в 1892 г. Позже в нее вносились изменения.

Углеводород с разветвленной цепью рассматривают как продукт замещения атомов водорода в нормальном алкане на атом или группу атомов, которые называют заместителями. В алканах замещающие группы называют углеводородными радикалами.

Основные правила составления номенклатуры разветвленной цепи алканов.

а) выделяет в структурной формуле наиболее длинную цепь атомов углерода и номеруют с того конца где ближе разветвления;

б) в название вещества цифра указывает при каком атоме углерода находится замещающая группа (радикал)

в) если замещающих групп несколько цифрами отмечают каждую из них;

г) когда разветвление начинается при атомах углерода, равноудаленных от концов главной цепи нумерацию ведут с того конца к которому ближе расположен радикал, имеющий более простое строение.

Например, по формуле дать название:

      1               2           3            4              5

а) СН3 – СН – СН2 – СН2 – СН3 – 2 метил - пентан  

                 I

               CH3

          1             2            3            4              

 б)   СН3 – СН – СН – СН3 – 2,3 диметил - бутан  

         I           I

                  CH3    CH3

в)         CH3

          I

           1            2        3                        

         СН3 – С – СН3 – 2,2 диметил - пропан  

          I

        CH3

        1             2            3            4            5              6

г)  СН3 – СН2 – СН  – СН – СН2 – СН3 – 3 метил – 4 этил – гексан  

                            I          I

                          CH3    С2Н5

        По названию записать формулы:

а) 2,2 – диметил - бутан  

б) 2,3,4 – триметил – пентан

в) 2 – метил – 3 – этил – гексан

Изомерия.

Для предельных углеводородов существует только один вид структурной изомерии или углеродного скелета или изомерия цепи.

Например, дано вещество:

СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – СН3       – Н – пентан

Его изомеры

а) СН3 – СН – СН2 – СН2      – 2 – метил, бутан  

                 I        

               CH3    

                     CH3

             I

б)         СН3 – С – СН3     – 2,2 – диметил – пропан  

             I

          CH3

Закрепление изученного материала

1) Какие вещества называются гомологами?

2) Запишите общую формулу предельных углеводородов?

3) Дайте определение предельных углеводородов. Почему они называются предельными. Какие еще названия имеют предельные углеводороды?

4) Какие виды номенклатуры предельных углеводородов вы знаете. Какая основная?

5) Что такое изомерия?

6) Какой вид изомерии характерен для предельных углеводородов?

7) Какие физические свойства характерны для предельных углеводородов?

Часть учащихся работают по карточкам – заданиями. Ответы на задания требуют умения применять и конкретизировать изученный материал:

1) Какой углеводород ряда метана имеет молекулярную массу 72. Напишите его молекулярную, структурную и электронную формулу.

2) Изобразите электронное строение радикала пропана.

3) Зная общую формулу предельных углеводородов ряда метана, составить молекулярную формулу соединения, содержащую 36 атомов водорода.

4) Дать название вещества по его структурой формуле.

а)    СН3 – СН – СН – СН3 – 2,3

         I           I

                  CH3    CH3

б)                     CН3

                       I

СН3 – СН2 – СН2 – СН – СН3 

                                      I

                                  CH3

в)  Н3С

       I

     Н2С – СН2

        I

                СН3

Тетради с заданием собирать для проверки.

Задание на дом.

1. Учебник химия 7 – 11 Г.Е. Рудзитис, Ф.Г.Фельдман. Москва Просвещение 1988г. гл. II §1 стр. 147 – 151.

а) ответить на вопросы 6 – 9 стр. 154 – 155

б) решить задачи 1 – 3 стр. 156.

в)повторить из главы XII § 1 и 2 неорганическая химия.

2. Учебник Органическая химия 11 класс И.И. Новошинский Н.С. Новошинская Москва «Образование 2006г. стр. 21 – 29 гл. 1 §5»

а) Выполнить задание 1 – 5 стр. 36