Строение и свойство алканов
презентация к уроку по химии (10 класс)

Слайд 1

Строение и свойства алканов Подготовил: Крылова Г.С. Преподаватель по химии

Слайд 2

НАХОЖДЕНИЕ АЛКАНОВ В ПРИРОДЕ. МЕТАН образуется в природе в результате разложения без доступа воздуха остатков растительных и животных организмов. Поэтому может быть обнаружен в заболоченных водоемах, где появляется в виде пузырьков газа, или накапливается в каменноугольных шахтах, куда выделяется из угольных пластов. В значительном количестве (80-97%) метан содержится в природном газе и в попутных нефтяных газах. В космосе метан является основной частью атмосфер многих планет, например Сатурна.

Слайд 3

ЭТАН, ПРОПАН И БУТАН входят в состав природного и попутного нефтяного газов. АЛКАНЫ содержатся в нефти.

Слайд 4

Крупнейшие месторождения природного газа в России: Уренгой Ямбург Штокмановское Ленинградское Русановское Заполярное Медвежье Астраханское Западно-Камчатский шельф Сахалин-3

Слайд 5

Проблемный вопрос: Почему алканы называются «предельными углеводородами»? АЛКАНЫ ( предельные, насыщенные, парафины) - это углеводороды с общей формулой С п Н 2п + 2 в молекулах которых между атомами углерода имеются только одинарные (сигма) связи , не способные на реакции присоединения. В молекулах алканов имеются только одинарные - связи. Все четыре валентности атома углерода в молекулах алканов полностью, т.е. до предела, насыщены атомами углерода и водорода. Между атомами углерода отсутствуют кратные связи. Отсюда происходят другие названия этих углеводородов - насыщенные или предельные.

Слайд 6

ГОМОЛОГИЧЕСКИЙ РЯД АЛКАНОВ Вспомните, какие вещества мы называем гомологами? ГОМОЛОГИ – это вещества со схожими строением и свойствами, но различающиеся по составу на одну или несколько групп CH 2 ( гомологическая разность).

Слайд 7

СН 4 -С 4 Н 10 С 5 Н 12 -С 15 Н 32 С 16 Н 34 -… твердые

Слайд 8

Валентные возможности атома углерода Валентность углерода в нормальном состоянии равна двум, т.к. во внешнем энергетическом уровне находится 2 неспаренных электрона. В атоме углерода в нормальном состоянии на р-подуровне второго энергетического уровня имеется одна свободная орбиталь, которую может занять один из 2-х спаренных электронов при переходе атома в возбужденное состояние. Валентность углерода при этом становится равна четырем.

Слайд 9

Гибридизация электронных орбиталей в атоме углерода Гибридизация – это взаимное выравнивание s и р-электронных орбиталей в атоме углерода. Для атома характерна SP 3 –гибридизация.

Слайд 10

Вывод: В алканах все четыре неспаренных электрона у углеродных атомов участвуют в процессе гибридизации. Такой процесс называется SP 3 – гибридизация

Слайд 11

Особенности строения метана Гибридные облака углерода взаимно отталкиваются и располагаются в пространстве так, что их оси оказываются направленными к вершинам тетраэдра , где они перекрываются с орбиталаями электронов атомов водорода, образуя сигма-связи.

Слайд 12

Строение алканов Все атомы углерода в молекулах алканов находятся в состоянии sр3-гибридизации , угол между связями С-C составляет 109°28', поэтому молекулы нормальных алканов с большим числом атомов углерода имеют зигзагообразное строение. Какое же пространственное строение будут иметь гомологи метана?

Слайд 13

Выводы: Тип гибридизации углерода в алканах определяет направление гибридных электронных облаков в пространстве к вершинам тетраэдра .

Слайд 14

Вывод: Для алканов характерна только структурная изомерия (углеродного скелета).

Слайд 15

C 5 H 12 …C 15 H 32 Жидкости (имеют запах) t ° кипения и t ° плавления увеличиваются Алканы – бесцветные вещества, легче воды, плохо растворяются в воде. CH 4 …C 4 H 10 Газы (без запаха) C 16 H 3 4 … Твердые вещества (без запаха) Физические свойства алканов

Слайд 16

Номенклатура алканов 1. Выбирают наиболее длинную (главную) цепь и нумеруют ее ближе к тому концу, к которому стоит радикал ( заместитель, обозначен желтым цветом). 2. Название строится в следующей последовательности: А) ПРЕФИКС: состоит из цифры, указывающей на номер углеродного атома, возле которого стоит радикал. Например: 3- и пишется название самого радикала. Например: 3-метил,7-этил……. Если молекула содержит несколько одинаковых радикалов, то после перечисления всех цифр, указывающих их местоположение, к радикалу добавляют числовую приставку ( ди –два, три – три, тетра – четыре). Например: 2,3 – диметил………….., или 3,4,5 – триэтил……. Б) КОРЕНЬ: ставится в соответствии с гомологическим рядом алканов ( смотрите по количеству атомов углерода в главной цепи) В) СУФФИКС : у алканов суффикс «АН». (3) (4) (5) (6) (7) СН 3 – СН – СН 2 – СН 2 – СН 2 – СН – СН 2 – СН 3 ! ! (2) СН 2 СН 2 – СН 2 – СН 3 ! ( 8) (9) (10 ) (1) СН 3 Данное вещество называется: 3-метил, 7-этил дек ан Алгоритм составления названий органических соединений

Слайд 17

Химические свойства алканов

Слайд 18

NO 2 CH 3 CH CH 3 + HNO 3 CH 3 C CH 3 + H 2 O CH 3 CH 3 СН 3 - СН 3 + С l 2 CH 2 Cl - CH 3 + HCl Реакции замещения у алканов. 1. Галогенирование (действие галогенов). ЗАПОМНИ: Реакция начинается при освещении и носит радикально-цепной характер, т.е. идет через образование свободных радикалов. 2. Нитрование (Реакция Коновалова). ЗАПОМНИ: Реакция нитрования происходит при нагревании и приводит к образованию нитросоединений

Слайд 19

2. Реакции окисления алканов. А) Горение C n H 2 n +2 + O 2 CO 2 + H 2 O

Слайд 20

В промышленности широко применяется каталитическое окисление алканов, в результате которого получаются разнообразные кислородосодержащие соединения: спирты, карбоновые кислоты, альдегиды, кетоны и т. п. Данный процесс можно изобразить следующей схемой: Алкан Гидропероксид Спирт Альдегид Б) Каталитическое окисление алканов.

Слайд 21

3. Реакции разложения алканов При сильном нагревании без доступа воздуха происходит полное разложение алканов на простые вещества. CH 4 C + 2 H 2 Крекинг 1. Пиролиз C 16 H 34 гексадекан t°C C 8 H 18 октан + C 8 H 16 октен t°C

Слайд 22

Вывод: Предельные углеводороды не вступают в реакции присоединения. Для них характерны реакции замещения , окисления и разложения. Алканы не обесцвечивают раствор перманганата калия и бромную воду. Запомни!

Слайд 23

Получение метана В промышленности: а) из природного газа; б) синтез из оксида углерода ( II ) и водорода (из синтез-газа): В лаборатории: а) гидролиз карбида алюминия: б) сплавление солей уксусной кислоты (ацетатов) со щелочами: Ni, 300°C H 2 O + CH 4 ↑ 3 H 2 CO + Al(OH) 3 12 3 4 CH 4 ↑ + H 2 O Al 4 C 3 + t° Na 2 CO 3 + CH 4 ↑ NaOH (твердый) (твердый) ацетат натрия + CH 3 COONa

Слайд 24

О вреде алканов и их производных. Углеводороды при определенных метеорологических условиях активно способствуют образованию смога. Соединения углеводородов, выброшенных с выхлопными газами и представляющие собой смесь нескольких сотен химических соединений, являются причиной многих хронических заболеваний. Утечка нефти приводит к экологическим катастрофам.

Слайд 25

Как алканы влияют на климат? Выделяемый из болот метан считается одним из основных парниковых газов и остается предметом активных обсуждений и исследований в связи с проблемами глобального изменения климата. Какие птицы помогали шахтёрам? Канарейки очень чувствительны к содержанию в воздухе метана. Эту особенность использовали в своё время шахтёры, которые, спускаясь под землю, брали с собой клетку с канарейкой. Если пения давно не было слышно, значит следовало подниматься наверх как можно быстрее. Удивительное рядом!

Слайд 26

2. Закончить уравнения, назвать получившиеся вещества, указать области их применения. а. C 4 H 10 + O 2 = б. этан + Cl 2 = в. C 5 H 12 → t°C

Слайд 27

Спасибо за работу на уроке!

Слайд 28

Используемая литература «Репетитор по химии (издание 15-ое)», под редакцией Егорова А. С., Феникс – Ростов-на-Дону, 2006 Габриелян О. С., Маскаев Ф. Н., Пономарев С. Ю., Теренин В. И. « Химия 10 класс: профильный уровень». (Учебник для общеобразовательных учреждений), Дрофа – Москва, 2005 Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. «Химия 10: органическая химия (Учебник для 10 класса средней школы)», Просвещение – Москва, 1991 Перекалин В. В., Зонис С. А. «Органическая химия (учебное пособие для студентов педагогических институтов по химическим и биологическим специальностям)», Просвещение – Москва, 1982 «Органическая химия. Том1 (Основной курс)» под редакцией Н. А. Тюкавкиной (учебник для студентов вузов по специальности «Фармация»), Дрофа – Москва, 2004