Класифікація вуглеводнів

Тема.  Класифікація вуглеводнів (насичені, ненасичені, аліфатичні, циклічні,     ароматичні; алкани, циклоалкани,алкени, алкіни, арени). Номенклатура. Будова молекул. Ізомерія, Гомологія. Властивості. Добування.

Цілі:   повторити склад,  властивості, застосування найважливіших органічних сполук, розглянуті  під час вивчення хіміі 9 класу; узагальнити і систематизувати  знання  про властивості  найважливіших  органічних речовин  на основі складу їх молекул та застосування  – на основі  властивостей; виховувати наполегливість та працелюбність.

Обладнання: опорні схеми, моделі молекул органічних речовин.

 

Хід заняття

 І. Організаційний етап.

ІІ. Актуалізація опорних знань. Мотивація навчальної діяльності.

– Чому органічну хімію називають хімією сполук Карбону?

– Складіть схему будови атома Карбону.

– Назвіть елементи – органогени.

– Назвіть можливі валентності та ступені окиснення атома Карбону.

– Чому атоми Карбону можуть утворювати хімічні зв’язки один з одним?

– Розглянемо будову зовнішнього електронного рівня атома Карбону.

 

ІІІ.Узагальнення й систематизація знань.

1.Хімічна розминка (фронтальна бесіда)

  • Який тип зв’язку називається ковалентним?
  • Які хімічні елементи, крім Карбону, найчастіше перебувають у складі орга­нічних сполук?
  • Чому  органічних сполук більше, ніж неорганічних?
  • Де в домашніх умовах ви найчастіше використовуєте органічні речовини?

2. Класи органічних речовин

Класифікація органічних сполук

(за будовою карбонового ланцюга)

 

3.Класифікація вуглеводнів

 

 

 

Насичені аліфатичні вуглеводні (алкани) — це сполуки, у яких між атомами Карбону утворюється тільки δ-зв’язок та які мають загальну формулу — СnН2n+2, де n — число атомів Карбону n≥1, наприклад:

3 – СН2 – СН2 – CН3.

Стара назва алканів, яка і досі застосовується,—парафін.

Ненасичені аліфатичні вуглеводні, що містять один подвійний зв’язок (крім δ-, ще один π-зв’язок), називаються алкенами та мають загальну формулу — СnН2n, де n≥2, наприклад:

СН2 = СН2 , СН2 = СН – CН3.

Етен                   Пропен

Ненасичені аліфатичні вуглеводні з двома подвійними зв’язками нази­вають алкадієнами. Їх загальна формула — СnН2n-2 , наприклад:

СН2 = С = СН2, СН2 = СН – СН = СН2

     Пропадієн            Бута-1,3-дієн

Ненасичені аліфатичні вуглеводні з одним потрійним зв’язком (крім δ-, ще два π-зв’язки між двома атомами Карбону) називають алкінами. Їх загальна формула — СnН2n-2, така ж як у алкадієнів, наприклад:

СН ≡ СН,  СН3 – С ≡ СН.

Етин         Пропін

Група вуглеводнів, що має назву ароматичні, або арени, вам відома на прикладі вуглеводнів із загальною формулою СnН2n-6.

В органічній хімії вуглеводні вважаються родоначальними струк­турами. Різноманітні сполуки розглядаються як похідні вуглеводнів, отриманих уведенням у них функціональних (характеристичних) груп.

4.Функціональні (характеристичні) групи

До складу більшості органічних сполук, крім атомів Карбону та Гідрогену, входять також атоми інших елементів (що не входять до карбонового скелету молекули). Ці атоми, або їх групи, що визначають фізичні та хімічні властивості органічних сполук, називаються функ­ціональними (характеристичними) групами. Найважливіші функ­ціональні групи подано у таблиці 1.

За наявністю тієї чи іншої функціональної групи сполуки відносять до певної групи (вуглеводні, оксигеновмісні, нітрогеновмісні тощо), а ті, в свою чергу, поділяються на класи (див. табл. 2).

5.Найважливіші функціональні групи

Функціональна група
Позначення Назва

Наl­−(−F, −СІ, −Вг, −І)

Галоген

−ОН

Гідроксо

>С=O

Карбоніл

−СООН

Карбоксил

−NН2, >NН, >N−

Аміногрупа

−SO3H

Нітрогрупа

 

6. Класифікація органічних сполук

                           (за наявністю функціональних груп)    

 

Клас сполук Функціональна група Загальна формула Склад сполук
1 2 3 4
Галогенопохідні −Наl­(F, СІ, Вг, І) R−Наl­ СnН2n+1Наl
ОксигеновмсОксигеновміні

 

Одноатомні спирти

(алканоли)

−ОН

R−ОН

СnН2n+2О

Феноли

−ОН

Ar−ОН

СnН2n-6О

Алканалі (Альдегіди) СnН2nО

Алканони (Кетони)

СnН2nО

Карбонові кислоти

СnН2nО2

Етери (прості ефіри)

−О−

R1 −О− R2

СnН2n+2О

Естери (складні ефіри)

СnН2nО2

Нітрогеновмісні

Аміни (первинні)

−NН2

R−NН2

СnН2n+3 N

Нітросполуки

−NО2

R−NО2

СnН2n+1

Амінокислоти

−NН2

R−СООН

׀

2

СnН2n+1NO2

 

Оксигеновмісні сполуки поділяються на гідроксильні (спирти та феноли), карбонільні (альдегіди та кетони) та карбоксильні (карбонові кислоти).

Спирти — це похідні вуглеводнів, у молекулі яких один або кілька атомів Гідрогену заміщено на гідроксогрупу -ОН. Наприклад, СН3-ОН, метанол.

Альдегіди — це карбонільні сполуки, у яких функціональна група >С = О зв’язана лише з одним замісником, наприклад, метаналь.

У випадку кетонів карбонільна група зв’язана з двома (у загальному випадку різними) замісниками.

Карбонові кислоти — це похідні вуглеводнів, що містять функціональні

карбоксильні групи.

Демонстрації.

Демонструється взаємодія гексану і парафіну з бромною водою, розчинами кислоти, лугу,ỵỵ калій перманганату. При змішуванні цих речовин за звичайних умов хімічної взаємодії не відбувається. Учитель відзначає, що ці експерименти доводять відносну хімічну інертність алканів.

 

Опорний конспект заняття.

 

Хімічні властивості алканів

 

Властивості Умови Рівняння реакцій
горіння

 

  СnH2n+2 + x O2 → y CO2 + z H2O
   хлорування (реакція заміщення) hν, сильне освітлення     hν

СnH2n+2 →    СnH2n+1 Сl + HCl

Поступово заміщуються атоми Гідрогену.

термічний розклад

 

t0 > 1000 0C C3H8 → 3C + 4H2
відщеплюють водень (реакція дегідрування)

 

t0, каталізаторNi СН3 ─ СН2 ─ СН2 ─ СН3

СН2 = СН ─ СН2 ─ СН3 + Н2

Стійкі до дії кислот, лугів, сильних неорганічних окисників

 

Алкани складу С2 ─ С вступають в реакції дегідрування

 

Алкани складу С4 ─ С ізомеризуються

Н3С─ СН2 ─ СН2 ─ СН3 → Н3С─ СН ─ СН3

СН3

бутан                                        ізобутан

 

ІV. Закріплення й узагальнення знань.

Самостійна робота з використанням опорного конспекту.

Клас ділиться на чотири групи. У кожній групі є учень, який виконує роль вчителя: допомагає, контролює виконання самостійної роботи.

Завдання

Група 1

  1. Напишіть рівняння хлорування етану до утворення гексахлоретану.
  2. Складіть рівняння горіння пропану і гексану.

Група 2

  1. напишіть чотири стадії хлорування пропану.
  2. Складіть рівняння горіння пентану і гептану.

Група 3

  1. Унаслідок нагрівання до 1000С у присутності безводного алюміній хлориду алкани ізомеризуються. Запишіть рівняння реакцій ізомеризації пентану.
  2. Закінчіть рівняння реакцій заповнюючи пропуски.

світло

а) СН3 ─ СН3 + ____________                         ___________ + НВr

 

б) _________ +   Сl2                                       СН3─ СН ─ СН +  _____

Сl

Група 4

(Завдання для слабко підготовлених учнів)

  1. Закінчіть речення:
  • Реакція приєднання у алканів ________, тому що __________ .
  • Розчин калій перманганату та бромної води на алкани ______ .
  1. Напишіть назви алканів, виражених формулами:

СН3

а) СН─ СН2                                              б) СН─ СН2

│        │                                                      │

     СН3     СН3                                                  СН3

 

      в)  СН3 ─ СН─ СН2 ─ СН2                     г) СН3                            СН3

                                                                            │                                 │

                                               СН3                          СН─ СН2 ─ СН2 ─ СН2

 

Після виконання самостійної роботи лідер групи сам або хтось із членів групи коментує виконання завдання. Завдання аналізуються, перевіряються вчителем та учнями.

Учні доходять до таких висновків:

  • Для алканів характерна реакція заміщення атомів Гідрогену на інші атоми або групи атомів.
  • У реакціях заміщення водень ніколи не виділяється, а утворюється галоген оводень.
  • Заміщення в алканів іде в першу чергу по менш гідрогенізованому атому Карбону.
  • Реакція приєднання в алканів не відбувається, тому що всі валентності атома Карбону насичені.
  • Розчини калій перманганату та бромної води на алкани не діють.

І на останньому етапі уроку учням пропонується перевірити свої знання.

1. Як пояснити той факт, що метан та його гомологи проявляють подібні властивості?

2. Які властивості гомологів метану відмінні від властивостей самого метану?

V. Підбиття підсумків заняття.

VI. Домашнє завдання.

  • Вивчити конспект заняття.
  • Скласти п’ять структурних формул неорганічних речовин.
ЗАВАНТАЖИТИ

Для скачування файлів необхідно або Зареєструватись

Класифікація вуглеводнів (539.2 KiB, Завантажень: 9)

завантаження...
WordPress: 22.92MB | MySQL:26 | 0,480sec