Предмет органической химии

Тема: Предмет органической химии.

Цели урока. Знать определение предмета органическая химия, особенности органических веществ в сравнении с неорганическими, определение валентности в сравнении  со степенью окисления, знать основные положения теории строения органических соединений А.М. Бутлерова, понятие изомерии. Сравнить её значение для органической химии с теорией периодичности  Д. И. Менделеева для неорганической химии.

   Уметь составлять структурные формулы веществ с учётом их валентности, определять изомеры по структурным формулам.

   Воспитывать чувство гордости за Российскую науку, внимательность и аккуратность, дисциплинированность.

Оборудование и реактивы. Органические вещества для демонстрации: сахароза, крахмал, уксусная кислота растительное масло. Шаростержневые модели молекул органических веществ. Оксид меди (2), известковая вода, прибор для получения газов, парафиновая свеча, прокалённый сульфат меди (2).

План урока.

1. Изучение нового материала.
2. Решение задач на нахождение молекулярной формулы вещества.
3. Домашнее задание.

1. Знакомство с историей возникновения науки органическая химия.

С глубокой древности человечество использует для удовлетворения своих потребностей вещества растительного и животного происхождения. это продукты питания, одежда, растительные и душистые вещества, вещества для выделки кожи. красители, лекарственные вещества, натуральные волокна и вместе с тем яды,. опьяняющие и взрывчатые вещества.

Алхимики, например, умели получать концентрированную уксусную кислоту и её соли: ацетат меди (ярь-медянку) и ацетат свинца (свинцовый сахар. Яд. Не любой сахар можно есть!). Первые попытки классификации веществ  на органические и неорганические были предприняты ещё в 9-10 вв. Арабским алхимиком Абу Бакр ар–Рази (865 – 925 г). Он впервые разделил вещества на представителей « минерального, растительного и животного царства». Эта классификация просуществовала почти тысячу лет!

Систематическое изучение этих «нежных» веществ началось с работ выдающихся учёных: шведского химика Карла Вильгельма Шееле и создателя научной химии, француза Антуана Лорана Лавуазье. Они выделили в чистом виде из растительных и животных тел многие органические кислоты (щавелевую, яблочную, лимонную,  молочную), глицерин, сложные эфиры уксусной и бензойной кислот. Лавуазье в конце 18 вв первым высказал причину резкого отличия в свойствах минеральных веществ и продуктов живой природы. При сжигании последних образовывались главным образом углекислый газ и вода. На основании этого он пришёл к выводу что в состав растительных и животных тел входит небольшое количество элементов: С, Н, О, азот и фосфор. (Демонстрация опыта подтверждающего наличие углерода и водорода в органическом веществе)

В пробирку с газоотводной трубкой, закреплённую в лапке штатива помещают смесь с небольшим количеством порошка оксида меди (2) насыпают 1- 2г крахмала, газоотводную трубку помещают в пробирку с известковой водой. В верхнюю часть пробирки насыпают немного прокалённого порошка сульфата меди (2). Пробирку нагревают, наблюдая обугливание её содержимого и помутнением известковой воды в результате выделения углекислого газа. На холодных стенках пробирки выделяются капельки воды, которые превращают безводный сульфат меди в кристаллогидрат голубого цвета.

Схема реакций:              CxHyOz + O2→ CO2 + H2O

                                        CO2 +Сa(OH)2→ СaCO3↓ + H2O

                                         CuSO4 + 5 H2O→ CuSO4 * 5 H2O

В начале 19 в. назрела необходимость выделить химию веществ растительного происхождения в самостоятельную науку. Возникновение этой науки тесно связано с именем знаменитого шведского учёного Йенса Якоба Берцелиуса, давшего ей название «органическая химия».

 Органическая химия – это химия соединений углерода (кроме простейших: оксидов углерода, угольной кислоты и её солей) Определение записать в тетрадь.

    Однако резкой границы между неорганической и органической химией провести нельзя. Между ними существует генетическая связь. Окончательное крушение «витализма» (учения о «жизненной силе») связано с именем немецкого учёного Альфреда Кольбе, получившего из углерода уксусную кислоту. При нагревании С и Н получают метан, из смеси СО и Н2 в промышленности получают смесь предельных углеводородов (синтетический бензин), а основой жизни на Земле можно считать процесс фотосинтеза, в результате которого из углекислого газа и воды синтезируют важное органическое вещество – глюкоза.        С + 2Н2 → CН4                  

                                          6 CO2 + 6H2O → C6Н12O6 + 6О2. 

При горении органические вещества превращаются в неорганические: воду и углекислый газ. Выполнить упр. 3 стр.134 в рабочей тетради.(один учащийся работает у доски)

Современная органическая химия изучает соединения, основу которых составляют атомы углерода, связанные между собой и многими элементами периодической системы простыми и кратными связями, способные образовывать линейные и разветвленные цепи, циклы, полициклы и др. Современная органическая химия располагает сведениями о 18 млн. органических соединений, количество которых ежегодно увеличивается на 250–300 тыс. наименований. Возникает вопрос почему сравнительно не большое количество химических элементов образует такое огромное число веществ? Основой всех органических веществ является углерод. Вспомним его электронное строение.

Электронное строение атома углерода.

1.Задание классу. Составить электронную и электроннографическую формулу атома углерода.(работа с периодической системой) упр.4-а.Демонстрация слайда.

Т.к. на последнем энергетическом уровне 4 электрона, атом углерода способен образовать четыре ковалентные связи.

Число химических связей, которые может образовать данный атом с атомами других элементов в молекуле, называют валентностью. Определение запишите в тетрадь упр.5.

В органических веществах углерод всегда 4-х валентен.

Обозначим валентности чёрточками (каждая общая электронная пара обозначается одним валентным штрихом- чёрточкой), изобразим полные структурные формулы веществ. Заполним табл.стр.136 упр.7‌

Краткие структурные формулы показывают порядок связи только между атомами углерода.

Молекулярная формула показывает качественный и количественный состав вещества.

CН4 ,  C6Н12O6  т.д.

Понятие валентность в органической химии используется чаще, чем понятие степень окисления, т.к. большинство органических веществ образует ковалентные связи и молекулярное строение (а не ионное).В органической химии

Задание: упр.9 стр 137.( определите степени окисления в молекулах следующих веществ:

С -4Н4+1 ; С2-3Н6 +1; С2Н6О ; С2Н4О)*

Упр.10 стр137.

*Задание: упр11 стр137 Напишите структурные формулы, определите валентности и степени окисления атомов в следующих веществах: Н2S ,НСN ,СН3Сl, СН3ОН.

В неорганической химии вы изучали какой основной закон? (периодический закон Д.И. Менделеева) Основной теорией органической химии является теория строения органических веществ А.М. Бутлерова.

Сообщение о А,М. Бутлерове.

Под химическим строением А.М.Бутлеров понимал порядок связи в атомах.

1. Атомы в молекулах связаны между собой в определённой последовательности согласно их валентности, атом углерода всегда 4-х валентен.
2. Строение вещества может быть изображено только одной структурной формулой.
3. Атомы в молекулах взаимно влияют друг на друга.

Решение задач на нахожление молекулярной формулы вещества по массовым долям элементов.

Домашнее задание: Упр2, 4(б-г),6,8,12. параграф 31 упр. 1 стр.155

СН3▬ СН2▬СН2 ▬СН3                  СН3▬ СН▬СН3

                                                         │

                                                                  СН3

бутан (tкип=-0,5С°)                     изобутан (tкип=-11,7С°)

Алгоритм решения задач.

1. Обозначим в формуле вещества количество атомов при помощи индексов x,y,z, и т.д. по числу элементов в молекуле.
2. Если в условии не дана массовая доля одного из элементов определяем её по разности 100% минус массовые доли всех остальных элементов.
3. Находим отношения индексов x:y:z, которое является отношением частных от деления массовой доли элемента на его относительную атомную массу. Привести частные от деления к отношению целых чисел. Определить простейшую формулу вещества.
4. Если относительная молекулярная масса не дана, находим её по условию задачи.                 Д(н2)= Мr(в-ва)/ Д(н2)

   Мr(в-ва)= Д(н2)* Мr(н2)                                                      

   Мr(в-ва)= Д(возд.)* Мr(возд.)

5. Сравним относительную молярную массу простейшей формулы вещества с истиной, найденной по условию задачи. Отношение этих масс даёт число на которое надо умножить индексы в простейшей формуле.

Пример: Углеводород плотность которого по водороду равна 39, содержит 92,31 % углерода. Найдите его молекулярную формулу.

Тема: Количество вещества.

 Цели: Знать понятия количество вещества и единицы его измерения: моль, ммоль, кмоль; постоянную Авогадро.

Уметь устанавливать взаимосвязь физико-химических величин: массы, количества вещества и числа структурных частиц.

Оборудование: цинк, железо, вода, хлорид натрия, карбонат магния, карбонат кальция количеством вещества 1 моль и ммоль.

План урока.

1. Орг. момент.
2. Изучение новой темы.
3. Закрепление.
4. Домашние задание.

Ход урока.

1. Вопрос учителя: «Что изучает химия?» (Вещества.)

«А в чём измерять вещества?» Килограммы, граммы, миллиграммы, тонны и центнеры – это единицы массы. Из каких частиц состоит вещество? (атомов, молекул) Но отсчитать нужное количество молекул и атомов технически невозможно из-за их малого размера.

Если брать столько  граммов вещества, какова его относительная  молекулярная масса, сколько же там будет молекул?

Количество вещества которое содержит 6*1023 молекул какого-либо вещества, назвали молем (n).

А что нужно сделать, чтобы отмерить один моль вещества? (Нужно взять столько граммов этого вещества, какова его относительная молекулярная масса Мr)

*Масса 1 моль вещества называется молярной массой, обозначается М и измеряется в г/моль.

« Мы взяли 36 г воды. Сколько молей мы взяли? (Какое количество вещества) (Два)

          n=m/M,        m=M*n    и       M=m/n

«А сколько молекул воды будут содержать эти 36 г её?» (12*1023 молекул)

N=NA*n,        n=N/NA   и       NA=N/n

Соотношения между основными физическими величинами

Заполните табл. упр. 6 – 7 стр.44 – 45.

Решите задачи.(8 – 10) стр.45.

1. Найдите массу 24*1023 молекул озона.
2. Сколько молекул содержит в 145г серной кислоты H2SO4.

Киломоль и миллимоль (сравнить с хорошо знакомыми понятиями путь и масса.)

Устный счёт по вопросам:

1. Сколько молекул кислорода содержится в 2моль его? Какую массу будет иметь это количество кислорода? (12*1023)
2. Какую массу имеют 5 кмоль воды? Сколько молекул воды содержится в этом количестве?
3. Сколько весят 3*1020 молекул углекислого газа?

Итоги урока.(записать в тетрадь)Выполнить задания в рабочих тетрадях стр.41 -42 №2-5;

1. Количество вещества (n) измеряется в молях, миллимолях и киломолях.
2. 1 моль любого вещества содержит число молекул равное постоянной Авогадро NA (6*1023 )                               .
3. Чтобы отмерить 1 моль вещества, нужно взять столько граммов его, какова его относительная молекулярная масса Mr.
4. Масса 1 моль вещества называется молярной массой она измеряется в г/моль и числено равна Mr.

Домашнее задание: параграф15, в рабочих тетрадях стр. 41 упр.1, стр.46 задачи 11-12.