Krististudio.ru

Онлайн образование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Урок изомерия алканов

Гомологический ряд и номенклатура алканов.
план-конспект урока химии (10 класс) на тему

Конспект урока по теме «Гомологический ряд и номенклатура алканов».

Скачать:

Предварительный просмотр:

Тема: Гомологический ряд и номенклатура алканов.

Цель: Ознакомить учащихся с составом и номенклатурой углеводородов ряда

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Дидактические и материальные оснащения: ноутбук, интерактивная доска, мультимедейный проектор, таблица «Гомологический ряд предельных углеводородов и их алкильных радикалов».

Содержание и ход урока.

I. Организационный момент.

II. Формирование новых знаний, умений и навыков.

Предельными называются углеводороды, в молекулах которых все атомы углерода соединены между собой одинарной связью и полностью насыщены атомами водорода.

Общее название предельных углеводородов по международной номенклатуре – алканы. Общая формула алканов: C n H 2n + 2 .

Простейшим представителем предельных углеводородов является метан – СН 4 . К предельным углеводородам относятся также ряд углеводородов, смотрим таблицу №2. Рассматривая состав углеводородов, мы видим, что каждый последующий член этого ряда отличается от предыдущего на СН 2 группу.

Вещества, сходные по строению и химическим свойствам, но отличающиеся друг от друга по составу молекул на одну или несколько СН 2 групп, называют гомологами.

Гомологи, расположенные в порядке возрастания их относительной молекулярной массы, образуют гомологический ряд. СН 2 группу называют гомологической разностью. Смотрим таблицу №2.

Первые четыре представителя предельных углеводородов имеют исторически сложившиеся названия. Названия следующих предельных углеводородов образуют из греческих и латинских числительных с добавлением суффикса – ан .

При отрыве одного атома водорода от молекулы алкана получается углеводородный радикал, его название образуют от названия соответствующего углеводорода путем замены суффикса – ан на – ил :

СН 4 — СН 3 С 2 Н 6 —- С 2 Н 5 С 3 Н 8 —— С 3 Н 7

метан метил этан этил пропан пропил

Для того чтобы назвать углеводород с разветвленной цепью атомов углерода, надо выделить главную и боковые цепи. Главная содержит большее число последовательно соединенных атомов углерода, она самая длинная. С ней могут быть связаны несколько боковых цепей – радикалов.

Алгоритм составления названия алкана с разветвленной цепью.

  1. Выбрать самую длинную цепь и пронумеровать атомы углерода в ней. Нумерацию начинают с того конца цепи, к которому ближе стоит радикал. Если радикалов несколько, то нумеруют так, чтобы атомы углерода, с которыми связаны радикалы, получили минимальные номера, т.е. сумма цифр в названии должна иметь наименьшее значение.
  2. Назвать радикалы в порядке увеличения количества углерода.
  3. Перед названием каждого радикала указать номера атомов углерода, с которыми связаны радикалы.
  4. Если один и тот же атом углерода связан с двумя одинаковыми радикалами, то цифру, указывающую на номер этого атома, нужно повторить дважды.
  5. Число одинаковых радикалов указать числовыми приставками ( ди- — два, три- — три, тетра- — четыре). Все цифры в названиях отделяют от слов дефисами, а друг от друга – запятыми.
  6. Назвать углеводород по числу атомов углерода в пронумерованной цепи.

Назовите по систематической номенклатуре следующие углеводороды:

  1. СН 3 – СН – СН – СН 2 – СН 3

Выбираем самую длинную цепь и пронумеруем атомы углерода в ней. В данном случае нумерацию начинаем слева, потому что к этому концу ближе расположен радикал.

СН 3 – СН – СН – СН 2 – СН 3

В молекуле имеются два радикала, у второго и третьего углеродного атома. Определяем название алкана по количеству атомов углерода в главной цепи. Следовательно, алкан имеет название: 2-метил, 3этил пентан.

  1. СН 3 – СН – СН 2 – СН – СН 2 – СН 3

2- метил, 4- этил гексан.

  1. СН 3 – СН – СН- СН 2 – СН – СН 2 – СН 3

С 2 Н 5 СН 3 СН 2

3-метил, 2,5 диметил нонан.

Если известно название алкана, то по названию можно написать структурную формулу алкана.

Например: Напишите структурные формулы следующих веществ:

3 – метил, 3- этилпентан, 2,3,4 – триметил – 2 –изопропилгексан.

СН 3 –СН 2 – С – СН 2 – СН 3

СН 3 – С – СН- СН- СН 2 – С Н 3

III. Применение знаний, умений и навыков.

  1. Назовите по международной номенклатуре следующие соединения:

а) СН 3 СН 2 – СН 3

СН 3 — С — СН — СН – СН 3

б) СН 3 СН 2 – СН 3 СН 2 – СН 2 – СН 3

СН 3 – С — С — СН 2 — С – СН 2 – СН 3

СН 3 СН 2 – СН 3 СН

СН 3 – СН 2 — С – СН 2 – С – СН 3

Н 3 С – СН 2 СН 2 – СН 3

  1. Напишите структурные формулы следующих веществ:

а) 2,2,3 – триметил- 4,6- диэтил- 5 – пропилоктан;

б) 4-метил – 3- этилгептан;

в) 2,3,6 – триметилгептан.

IV. Д/З s 4, упр.1,4,5,6.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Урок «Алкины. Строение. Гомологический ряд. Изомерия, номенклатура. Физические свойства» составлен на основе системно-деятельностного подхода.

Основные понятия (впервые вводимые): тройная химическая связь, SP – гибридизация.Демонстрация: получение ацетилена карбидным способом.Оборудование: таблица строения ацетилена, кодоскоп.Цель урок.

презентация предназначена для изучения гомологического ряда,строения и номенклатуры алканов.

Конспект урока в 10 классе по базовому уровню.

знакомство обучающихся с алканами, их строением, изомерией, физическими свойствами.

Урок разработан в виде урока-игры.

Тестовая работа по теме «Углеводороды. Алканы. Номенклатура алканов» может быть использована для проверки усвоения темы.

Читать еще:  Интернет урок 5 класс русский язык

Урок 18. Алканы

Понятие об алканах

Алканы — это углеводороды незамкнутого (нециклического) строения, в молекулах которых атомы углерода соединены только простыми связями. Например:

Задание 18.1. Допишите атомы водорода и попробуйте ответить на вопрос: существует ли углеводород, имеющий большее число атомов водорода в молекуле?

Поэтому-то алканы обычно называют предельными углеводородами, то есть содержащими максимально возможное (предельное) число атомов водорода в молекуле.

Гомологический ряд, номенклатура, изомерия

Алканы образуют гомологический ряд с общей формулой

где n — число атомов углерода в молекуле. Если

Начиная с n = 4 для алканов возможна изомерия, то есть для вещества состава C4H10 существуют два соединения различного строения, а значит, различные по свойствам:

Следующий гомолог с n = 5 имеет уже три изомера, один из них н-пентан, то есть пентан нормального (неразветвлённого) строения.

Задание 18.2. Составьте графические формулы всех изомеров пентана (их три). Назовите эти изомеры.

Строение молекул

Атомы углерода и водорода в молекулах алканов соединены только простыми связями. Это ковалентные, слабо полярные связи.

Все С–Н связи в молекуле метана равноценны и направлены в пространстве к вершинам тетраэдра. Это σ-связи (сигма-связи), очень прочные. Поэтому метан и другие алканы с трудом вступают в химические реакции (на разрыв σ-связей нужно затратить много энергии). Все химические реакции алканов идут в особых условиях (нагревание, присутствие катализатора, освещение и др.), то есть при обычных условиях реакции алканов невозможны.

Свойства алканов

Физические свойства

Поскольку все связи в молекулах алканов слабо полярны, то в молекулах отсутствуют какие-либо значительные заряды. Поэтому молекулы алканов слабо притягиваются друг к другу. В результате все алканы — это либо газы, либо летучие жидкости, либо твёрдые легкоплавкие вещества (табл. 8).

Смесь газообразных углеводородов образует природный газ. Начиная с n = 16, алканы являются твёрдыми веществами. Очищенные твёрдые предельные углеводороды называют парафином.

Неполярные углеводороды практически нерастворимы в полярном растворителе, например в воде, но прекрасно растворяются в неполярных растворителях. Таким растворителем является смесь жидких алканов (бензин, керосин). Природная смесь твёрдых, жидких и газообразных углеводородов называется нефтью. Нефть в основном состоит из алканов и циклоалканов. При переработке нефти получают: попутный нефтяной газ, смесь жидких алканов (бензин, керосин), твёрдых алканов (асфальт, парафин) и другие нефтепродукты. Такой способ переработки нефти называется нефтеперегонкой и осуществляется при её нагревании в специальных ректификационных колоннах.

Задание 18.3. Бензин представляет собой смесь алканов с числом атомов углерода от 5 до 9. Составьте их молекулярные формулы.

Химические свойства

Алканы, в принципе, не способны к реакциям присоединения, так как имеют максимально возможное число атомов водорода. Поэтому их называют насыщенными углеводородами.

Для алканов наиболее характерна реакция замещения. В результате такой реакции происходит замещение одного атома водорода алкана на новую группу или на атом (на каждой стадии). Характер химической связи при этом не изменяется.

К таким реакциям относятся:

  • Реакция хлорирования, которая происходит под действием солнечного света:

  • Реакция нитрования, которая происходит при нагревании:

Обратите внимание: молекулу азотной кислоты в органических реакциях рекомендуется записывать как НО–NO2, так как в результате реакций с ней в молекуле исходного вещества появляется нитрогруппа2.

Для алканов возможны реакции окисления. В растворе они не происходят. Но в присутствии катализаторов алканы окисляются до кислот:

Обратите внимание! Знак [О] означает, что происходит неполное (мягкое) окисление. Окислителями могут быть разные вещества, не только кислород, например, перманганат калия KMnO4.

При полном окислении (горении) любой алкан (и любой углеводород!) превращается в углекислый газ и воду:

Газообразные алканы горят бесцветным пламенем, т. е. сгорают полностью! При этом выделяется много теплоты, поэтому алканы применяются в качестве топлива: природный газ, бензин, керосин, мазут и т. д.

Задание 18.4. Расставьте коэффициенты в уравнении реакции горения.

При нагревании до очень высоких температур в отсутствии кислорода происходит разрушение (крекинг) молекулы углеводорода:

При этом образуются и непредельные углеводороды.

Задание 18.5. Укажите формулы непредельных углеводородов.

Процессы крекинга используют при переработке нефти.

Задание 18.6. Напишите уравнения реакций:

  1. хлорирования этана;
  2. нитрования метана;
  3. горения пентана.

Получение и применение алканов

Алканы широко распространены в природе. Простейший алкан — метан — образуется в результате разложения без доступа воздуха остатков растительных и животных организмов, этот газ выделяется на болотах, поэтому он так и называется: «болотный газ». Метан накапливается в шахтах, где добывают каменный уголь, из-за этого на шахтах иногда бывают взрывы, так как смесь метана с воздухом взрывоопасна. Это следует учитывать и в быту, так как природный газ является источником тепла в газовых плитах. Метан составляет 95–97 % природного газа.

Алканы — ценное сырьё для получения смазочных масел, пластмасс, красок, стиральных порошков и т. д. Смеси алканов — бензин, керосин — топливо для автомобилей, тракторов, ракет, самолётов. Поэтому их получают в больших количествах в основном при переработке нефти и газа.

В лаборатории в небольших количествах алканы можно получить нагреванием соли карбоновой кислоты со щёлочью:

Внимание! Здесь и далее буквой R обозначается любой углеводородный радикал.

Так, метан получают нагреванием ацетата натрия в присутствии щёлочи:

Метан можно получить гидролизом карбида алюминия (см. урок 13.1):

Читать еще:  Полиглот петров урок 4

Кроме того, в лаборатории алканы получают синтезом Вюрца из галогенпроизводных под действием натрия:

где R и R1 — предельные радикалы.

Выводы

Алканы — предельные, насыщенные углеводороды, в молекулах которых имеется максимально возможное (предельное) числа атомов углерода. Поэтому состав всех алканов СnH2n+2 и они не способны вступать в реакции присоединения. Все связи в молекулах алканов — неполярные, простые, очень прочные, поэтому алканы с трудом вступают в химические реакции. Это реакции замещения, крекинга, горения и каталитического окисления.

Урок изомерия алканов

I. АЛКАНЫ (предельные углеводороды, парафины)

Алканы – алифатические (ациклические) предельные углеводороды, в которых атомы углерода связаны между собой простыми (одинарными) связями в неразветвленные или разветвленные цепи.

Алканы – название предельных углеводородов по международной номенклатуре.
Парафины– исторически сложившееся название, отражающее свойства этих соединений (от лат. parrum affinis – имеющий мало сродства, малоактивный).
Предельными, или насыщенными, эти углеводороды называют в связи с полным насыщением углеродной цепи атомами водорода.

Простейшие представители алканов:

Модели молекул:

При сравнении этих соединений видно, что они отличаются друг от друга на группу -СН2 (метилен). Добавляя к пропану еще одну группу -СН2 , получим бутан С4Н10 , затем алканы С5Н12 , С6Н14 и т.д.

Теперь можно вывести общую формулу алканов. Число атомов углерода в ряду алканов примем за n, тогда число атомов водорода составит величину 2n+2. Следовательно, состав алканов соответствует общей формуле CnH2n+2.
Поэтому часто используется такое определение:

  • Алканы — углеводороды, состав которых выражается общей формулой CnH2n+2, где n – число атомов углерода.

Химическое строение (порядок соединения атомов в молекулах) простейших алканов – метана, этана и пропана – показывают их структурные формулы. Из этих формул видно, что в алканах имеются два типа химических связей:

Связь С–С является ковалентной неполярной. Связь С–Н — ковалентная слабополярная, т.к. углерод и водород близки по электроотрицательности (2.5 — для углерода и 2.1 — для водорода). Образование ковалентных связей в алканах за счет общих электронных пар атомов углерода и водорода можно показать с помощью электронных формул:

Электронные и структурные формулы отражают химическое строение, но не дают представления о пространственном строении молекул, которое существенно влияет на свойства вещества.

Пространственное строение, т.е. взаимное расположение атомов молекулы в пространстве, зависит от направленности атомных орбиталей (АО) этих атомов. В углеводородах главную роль играет пространственная ориентация атомных орбиталей углерода, поскольку сферическая 1s-АО атома водорода лишена определенной направленности.

Пространственное расположение АО углерода в свою очередь зависит от типа его гибридизации. Насыщенный атом углерода в алканах связан с четырьмя другими атомами. Следовательно, его состояние соответствует sp 3 -гибридизации. В этом случае каждая из четырех sp 3 -гибридных АО углерода участвует в осевом (σ-) перекрывании с s-АО водорода или с sp 3 -АО другого атома углерода, образуя σ-связи С-Н или С-С.

Четыре σ-связи углерода направлены в пространстве под углом 109 о 28′, что соответствует наименьшему отталкиванию электронов. Поэтому молекула простейшего представителя алканов – метана СН4 – имеет форму тетраэдра, в центре которого находится атом углерода, а в вершинах – атомы водорода:

Разработка урока «Алканы, гомологический ряд алканов. Номенклатура и изомерия алканов» (10 класс)

При пользовании «Инфоуроком» вам не нужно платить за интернет!

Минкомсвязь РФ: «Инфоурок» включен в перечень социально значимых ресурсов .

Технологическая карта урока

Ф.И.О. учителя: Холодий Наталья Александровна

Тип урока: Урок формирования первоначальных предметных навыков, овладения предметными умениями

Алканы, гомологический ряд алканов. Номенкла тура и изомерия алканов

Организация деятельности учащихся, направленной на прочное усвоение знаний по строению , номенклатуре, изомерии алканов

Образовательные: дать понятие класса алканов, их общую формулу, гомологический ряд, рассмотреть строение метана и sp 3 -гибридизацию; способствовать усвоению гомологии, изомерии и номенклатуры, характерной для класса алканов; проверить уровень усвоения учебного материала по теме урока.

Развивающие: развивать творческую активность и самостоятельность учеников, показав пути самостоятельного освоения материала; развивать умения выделять главное, существенное; развивать химически грамотную речь, образное и логическое мышление; развивать объективную самооценку.

Воспитательные: воспитывать мировоззрение и единую химическую картину мира; воспитывать дисциплинированность, ответственное отношение к учебному труду; вырабатывать личностные качества: аккуратности, внимательности при заполнении тетрадей, точности ответов; показать тесную связь химии с жизнью; формировать умение работать самостоятельно.

Личностные УУД: личностное, профессиональное самоопределение, смыслообразование

Регулятивные УУД: целеполагание, саморегуляция, само- и взаимооценка

Коммуникативные УУД: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками — определение цели, функций участников, способов взаимодействия

Познавательные УУД: усвоить знания об особенностях строения, изомерии и номенклатуре алканов, а также выработать умения составлять структурные формулы по образцам, называть соединения по систематической номенклатуре , усвоить знания и систематическую номенклатуру алканов.

Предметные: Знать важнейшие химические понятия: гомологический ряд, пространственное строение алканов; правила составления названий алканов, уметь называть алканы по международной номенклатуре

Личностные: формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию

Метапредметные: Воспроизведение своими словами правил, понятий, алгоритмов, выполнение действий по образцу, алгоритму

Углеводороды. Предельные углеводороды. Алканы. Общая формула гомологического ряда алканов. Международная номенклатура ИЮПАК. Изомерия. Радикал. Сигма-связи.

Читать еще:  Немецкий язык за 16 уроков с полиглотом

Органическая химия 10-11 класс.–2006- CD-ROM. Презентация.

Общая и неорганическая химия 10-11 класс.- 2008 — CD-ROM.

Формы организации работы на уроке

Фронтальная, индивидуальная, групповая

Технология проблемного обучения, частично-поисковое обучение

Дидактическая структура урока

Задания для учащихся, выполнение которых приведет к достижению запланированных результатов

В ходе фронтальной беседы подходят к теме и целям урока.

1.Организация внимания и порядка в классе, взаимное приветствие, проверка присутствующих, проверка готовности класса к уроку.

2. Подведение учащихся к теме урока.

Учитель предлагает отгадать вещество.

В названии, какого кисло-молочного продукта нужно убрать крайние буквы, чтобы получить название органического вещества, состоящего из углерода и водорода. (Сметана – метан)

О метане и веществах, сходных по строению и свойствах с ним пойдет речь на уроке.

3. Формулирование темы урока, представление эпиграфа к уроку

Презентация, проблемный вопрос

Мотивационные (побуждение к работе с новой информацией, пробуждение интереса к теме)

(бесконфликтный обмен мнениями)

Познавательные (формулирование целей, от общего к частному)

Проверка домашнего задания

Предъявляют выполненное домашнее задание. Сверяют полученные ответы.

В это время у доски пишут уравнения химических реакции горения-метана CH 4, этана C 2 H 6 , пропана C 3 H 8 , бутана C 4 H 10, пентана C 5 H 12 , гексана C 6 H 14

Предлагает учащимися предъявить домашнее задание, полученное на прошлом уроке.

Контрольные вопросы для проверки знаний учащихся:

1.Перечислите основные природные источники УВ.

2.Опишите физические свойства нефти.

3.Почему нет химической формулы нефти?

4.Каков состав нефти?

5.Сравните состав природного и попутного нефтяного газа.

Опрос, решение предложенных заданий

Информационные (сравнение с образцом, определение затруднений)

Познавательные (выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий)

Изучение нового материала

Работа с учебником, тетрадью

Решают задачи вместе с учителем, делают необходимые записи в рабочих тетрадях

Делятся на группы.

Работая в группе, решают предложенную задачу, выводят алгоритм решения задач данного типа, готовят небольшую презентацию. Выбирают выступающего. Готовятся предъявить результаты своей работы другим группам и учителю.

Делают общие выводы:

С увеличением относительной молекулярной массой увеличивается температура кипения и плавления так же, плотность увеличивается.

Определяют, что С 1 – С 4 –газы, С 5 –С 15 – жидкости,С 16 — ∞ твердые вещества. Газы и твердые вещества запаха не имеют, жидкие имеют бензиновый запах. Легче воды. Плохо растворимы в воде.

Учащиеся описывают его физические свойство (бесцветный продукт, без запаха и вкуса, жирный на ощупь)

Работа в рабочих тетрадях.

Задания: Определить молекулярную формулу предельного углеводорода ,если его молекулярная масса равна 170. ( используем общую формулу ПУВ С n H 2 n +2 )

Урок химии по теме «Алканы». 10-й класс

Класс: 10

Презентация к уроку

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Класс: 10.

Номер урока в теме «УГЛЕВОДОРОДЫ»: 1, 2.

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Урок предназначен для изучения нового материала на базовом уровне в 10 классе по программе О.С. Габриеляна.

Урок разработан с использованием элементов технологий ИКТ, проблемно-диалогического обучения, технологии смыслового чтения.

В соответствии с требованиями ФГОС на уроке идет формирование и развитие УУД.

  • смыслообразование — установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом.
  • поиск и выделение необходимой информации;
  • применение методов информационного поиска;
  • смысловое чтение; понимание и адекватная оценка языка средств массовой информации;
  • Развитие умения работать с текстом учебника, с дополнительными источниками информации, анализировать, отбирать и представлять необходимую информацию;
  • развитие навыков коммуникативной культуры и сотрудничества при работе в группах; коллективной работе, воспитание информационной компетентности.
  • умение определять цели, ставить задачи на каждом этапе урока.

Изучение нового материала целесообразно начинать с нахождения алканов в природе и их значении в жизни человека. Ход урока предполагает решения проблемных ситуаций ( установление связи между строением и химическими свойствами веществ).

Для работы создана презентация с удобным меню. По желанию учителя, ход урока можно построить по-своему — для этого в презентации хорошо работают ссылки. В презентации наглядно показаны механизмы происходящих реакций. Урок предполагает просмотр флэш-анимаций , видеоопытов (http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/528b6fb1-98e4-9a27-5ae1-2f785b646a41/) , проведение лабораторного и демонстрационного опыта.

Цель урока: формирование представления о предельных углеводородах как классе органических соединений.

Задачи:

  • формирование у учащихся представлений о гомологическом ряде, видах изомерии, правилах номенклатуры ИЮПАК на примере алканов;
  • изучить электронное и пространственное строение молекул алканов;
  • формирование умения записывать уравнения реакций с органическими веществами.
  • создать условия для развития системы умений устанавливать причинно-следственные связи между строением, составом и свойствами;
  • развивать умение работать с текстом учебника, с дополнительными источниками информации, анализировать, отбирать и представлять необходимую информацию;
  • отрабатывать предметную культуру речи, творческое и логическое мышление.
  • способствовать развитию навыков коммуникативной культуры и сотрудничества при работе в группах; воспитывать информационную компетентность.

Форма организации учебной деятельности: индивидуальная, фронтальная, групповая.

Оборудование: компьютер, проектор, интерактивная доска,

Демонстрационный материал: примеры углеводородов в различных агрегатных состояниях (пропан-бутановая смесь в зажигалке, бензин, парафин, асфальт), коллекции с образцами природных УВ.

Раздаточный материал: шаростержневые модели, тестовая работа.

Реактивы и оборудование: Гексан, парафин, керосин; фарфоровые чашки, лучина, огнезащитная прокладка, пробирка, зажим пробирочный, горелка, кристаллизатор.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector