Тема урока: Предельные углеводороды (Алканы).
план-конспект урока по химии (9 класс)

Тема урока: Предельные углеводороды (Алканы).

Цель: знакомство учащихся с особенностями строения, гомологическим рядом, изомерией, номенклатурой алканов, применением.

Задачи:

Образовательные. Получить первоначальные представления о алканах (общая формула, гомологический ряд алканов, их состав и строение, применение).

Развивающие. Развивать полученные раннее представления об изомерии и умения давать названия по номенклатуре ИЮПАК.

Воспитательные. Воспитывать желание учится активно, с интересом, повышать мотивацию к изучению химии.

Методы обучения: наглядный,  словесный, репродуктивный.

Формы работы: фронтальная и самостоятельная работа, работа в парах.

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование: компьютер, мультимедиа проектор, экран.

Используемые учебники и учебные пособия:

• Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман. Химия. 9 класс. М. Просвещение. 2010.
• Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман. Химия. 10 класс. М. Просвещение. 2012.
• Интернет - ресурсы

Ход урока

1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний.

Проверка домашнего задания (работа с опросным листом):

Опросный лист.

Ученика 9 «___» класса ________________________________________

Вариант 1.

1. Проверка знаний.

1. Органическая химия – это …
2. Кто и когда сформулировал теорию строения органических соединений?
3. Перечислите основные положения теории строения органических соединений А.М. Бутлерова:

1. __________________________________________
2. __________________________________________
3. __________________________________________
4. __________________________________________

Опросный лист.

Ученика 9 «___» класса ________________________________________

Вариант 2.

I. Проверка знаний.

1. Изомерия  – это …
2. Кто и когда сформулировал теорию строения органических соединений?
3. Перечислите основные положения теории строения органических соединений А.М. Бутлерова:

1.__________________________________________

2.__________________________________________

3.__________________________________________

4.__________________________________________

     III. Основная часть. Изучение нового материала.

1. Слайды 2-4. Понятие алканов.

     Природный газ – смесь газообразных углеводородов с небольшой молекулярной массой. Основным компонентом природного газа является метан.

Алканы – это предельные углеводороды, в молекулах которых все атомы связаны одинарными связями.

Исторически алканы называют парафинами, что в переводе с латинского языка означает малоактивный. Алканы по сравнению с другими углеводородами относительно менее активные.

Их также называют насыщенными, т.к. все валентности атомов С насыщены  атомами водорода.

Для предельных углеводородов характерна общая формула: СnH2n+2, где n – целое число атомов углерода. Пример:

n=5        C5Н2Х5+2=С5Н12 – пентан

2. Слайды 5-6. Строение молекулы метана.

     Молекула первого члена гомологического ряда алканов – метана – имеет тетраэдрическое строение, т.е. форму правильной пирамиды.

Тетраэдр – это пирамида, в основании которой лежит равносторонний треугольник. В центре тетраэдра находится атом углерода, а все его четыре валентности направлены к вершинам тетраэдра.

• Почему молекула метана имеет такую пространственную форму?
• Чем объясняется направление валентных связей атома углерода от центра к вершинам тетраэдра?

Ответ следует искать в электронном строении атома углерода и молекулы метана.

С 1S2 2S2 2P2 ––> C * 1S2 2S1 2P3 

     (основное состояние)                      (возбужденное состояние)

Так как на втором энергетическом уровне Р-подуровне есть свободная орбиталь, то на неё переходит один из 2S2-электронов. В результате этого атом углерода в возбуждённом состоянии имеет четыре неспаренных электрона, т.е. становится четырёхвалентным.

(негибридные электронные облака)      (гибридные электронные облака)

Облака всех четырёх валентных электронов атома углерода выравниваются, становятся одинаковыми. При этом они принимают форму вытянутых в направлении к вершинам тетраэдра восьмёрок.

Явление, при котором происходит смешение и выравнивание по форме и энергии электронных облаков, называется гибридизацией.

Так как гибридизации подвергаются один S и три Р-электрона, то такое состояние называется SP3-гибридизацией.

Несимметричное распределение электронной плотности означает, что вероятность нахождения электрона по одну сторону от ядра больше, чем по другую. Гибридные электронные облака вытянуты в пространстве под углом 109о28' к вершинам воображаемого тетраэдра, и в этом направлении они перекрываются с электронными облаками атомов водорода.

Итак, молекула метана имеет тетраэдрическое строение, что обусловлено SP3-гибридизацией атома углерода, тетраэдрическим направлением четырёх гибридных электронных облаков атома углерода.

     Метан не имеет запаха, поэтому для того, чтобы обнаружить утечку бытового газа, основу которого составляет метан, к нему добавляют резко пахнущие органические соединения.

3. Слайд 7. Природный газ.

     Знание этой темы представляет профессиональный интерес не только для химиков, но также для будущих геологов и географов, юристов и экономистов, обществоведов и политологов, инженеров и экологов. Только детальное владение системой знаний об углеводородном сырье позволит профессионально состояться специалистам, связанным с разведкой, добычей, транспортировкой и промышленной переработкой природного газа

      Природные источники углеводородов являются связующим звеном межгосударственных отношений в политической и экономической области и нередко служат причиной конфликтов и войн за контроль над этими источниками.

4. Слайды 8-9. Номенклатура алканов.

     Первые четыре члена гомологического ряда метана получили исторически сложившиеся названия. Основой названия следующих алканов нормального строения стали греческие числительные. Система названий алканов разработана Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) и получила название международной номенклатуры ИЮПАК.

     Радикал – одновалентная частица, которая получается при отщеплении от молекулы алкана атома водорода, т.е. частица, содержащая неспаренный электрон. Название радикала происходит от названия соответствующего алкана с заменой суффикса –ан на суффикс –ил.

Существует много углеводов, сходных с метаном, то есть гомологов метана. В их молекулах имеются 2, 3, 4 и более атомов углерода. Каждый последующий углеводород отличается от предыдущего группой атомов СН2.  Например, если к формуле СН4 прибавить группу СН2, получим следующий углеводород С2Н6 – этан – гомолог метана. Группа СН2 называется гомологической разностью.

n=8        C8Н2Х8+2=С8Н18 – октан

Записать на доске структурную формулу молекулы бутана.

СН3 – СН2 - СН2 – СН3                     бутан                                              

   1         2         3

СН3 –   СН – СН3       2-метил-пропан

             СН3           

СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 –   СН3       гексан

              СН3 

      СН3 – С – СН2 – СН3      изогексан или 2,2, - диметилбутан.

              СН3

5. Слайд 10. Физические свойства алканов.

    Физические свойства алканов зависят от состава их молекул, т.е. от относительной молекулярной массы. С увеличением относительной молекулярной массы у алканов увеличиваются температура кипения и плотность, а также изменяется агрегатное состояние. 

Физминутка 

6. Слайды 11-12. Применение алканов.

     При сгорании природного газа выделяется много теплоты, поэтому он служит энергетически эффективным и дешевым топливом в котельных установках, доменных, мартеновских и стекловаренных печах и т.д. Использование на производстве природного газа дает возможность значительно повысить производительность труда.

     Природный газ – источник сырья для химической промышленности: получение ацетилена, этилена, водорода, сажи, различных  пластмасс, уксусной кислоты, красителей, медикаментов и других продуктов.

IV.Заключительная часть.

Закрепление материала.

     Для вещества C5H12 (пентан) напишите формулы возможных изомеров. Назовите все соединения по международной номенклатуре ИЮПАК.

(Работа в группах).

Ответы:

1. H3C─H2C─H2C─H2C─CH3 – н-пентан.

         1           2           3   4

2. H3C ─ HC ─ H2C ─ CH3 – 2-метилбутан,

                 │

                CH3

                CH3

         1   2│     3      

3. H3C ─ C ─ CH3 – 2,2-диметилпропан.

               │

               CH3

Тест (приложение 1)

V. Итоги урока, оценки, дом. задание.

Домашнее задание: § 52 упр. 2  стр. 183.

                                          Выучить таблицу – номенклатура алканов.

Рефлексии «Одним словом».

Учащимся необходимо выбрать 3 слова из 12, которые наиболее точно передают его состояние на уроке:

1.          Раздражение
2.          Злость
3.          Радость
4.          Равнодушие.
5.          Удовлетворение
6.          Вдохновение
7.          Скука.
8.          Тревога.
9.          Покой.
10. Уверенность
11. Неуверенность.
12. Наслаждение.

Приложение 1

Тест.

Ученика 9 «___» класса ________________________________________

Вариант 1.

I. Закрепление новых знаний.

1. Какие из этих соединений являются предельными (подчеркнуть)? Дать им названия.

С5Н12  -                   ,С5Н10    -                    , С4Н8  -                      , С2Н4  -                     , С3Н6    -                     , С10Н22     -                       .

2. Дайте названия следующим радикалам:

СН3 - _____________, С3Н7 - _________________

С2Н5 - _____________, С4Н9 - _________________

СН3 – СН - ______________.

      СН3

3. Назовите следующие вещества:

Первичная проверка новых знаний. Выделите правильный ответ.

1. Укажите ошибочное определение алканов:

а) предельные углеводороды;
б) карбоциклические соединения (в молекулах имеются циклы);
в) насыщенные углеводороды;
г) парафиновые углеводороды.        

2. Общая формула алканов.

А. CnH2n-2                         В. CnH2n

Б. CnH2n+2                         Г. CnH2n+1

3. В пропане связи между атомами углерода.

А. одинарные                         В. тройные                                                                                                                            

Б. двойные                              Г. полуторные

4.   Тип гибридизации.

А.  sp                         В.    sp2                                                                                                                          

 Б.  sp3                       Г.   sp4

5.  Угол между атомами углерода в алканах.

 А.    120º                      В.  110º                                                                                                                            

Б.    109º                      Г.   90º

6.  Принадлежность к алканам можно определить по суффиксу.

А.    -ан                      В.  -ин                                                                                                                          

 Б.    -ен                     Г.   - диен

Приложение 1

Тест.

Ученика 9 «___» класса ________________________________________

Вариант 2.

1. Закрепление новых знаний.

1. Какие из этих соединений являются предельными  (подчеркнуть)?

Дать им названия.

 С5Н12  -                   ,С5Н10    -                    , С4Н8  -                      , С2Н4  -                     , С3Н6    -                     , С10Н22     -                       .

4. Дайте названия следующим радикалам:

СН3 - _____________, С3Н7 - _________________

С2Н5 - _____________, С4Н9 - _________________

СН3 – СН - ______________.

     СН3

5. Назовите следующие вещества:

II. Первичная проверка новых знаний.

 Выделите правильный ответ.

1. Укажите ошибочное определение алканов:

а) предельные углеводороды;
б) карбоциклические соединения (в молекулах имеются циклы);
в) насыщенные углеводороды;
г) парафиновые углеводороды.

2. Общая формула алканов.

А. CnH2n-2                         В. CnH2n

Б. CnH2n+2                         Г. CnH2n+1

3. В пропане связи между атомами углерода.

А. одинарные                         В. тройные                                                                                                                            

Б. двойные                              Г. полуторные

4.   Тип гибридизации.

А.  sp                         В.    sp2                                                                                                                          

 Б.  sp3                       Г.   sp4

5.  Угол между атомами углерода в алканах.

 А.    120º                      В.  110º                                                                                                                            

Б.    109º                      Г.   90º

6.  Принадлежность к алканам можно определить по суффиксу.