Усі уроки хімії 10 клас - 2018

ТЕМА 1. ТЕОРІЯ БУДОВИ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

УРОК 4. ТЕОРІЯ БУДОВИ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

Цілі:

формування ключових компетентностей:

· основні компетентності у природничих науках і технологіях;

· спілкування державною мовою;

· екологічна грамотність і здорове життя;

· уміння вчитися упродовж життя;

· ініціативність і підприємливість;

формування предметних компетентностей:

· формувати знання учнів про основні положення теорії будови органічних сполук, залежність властивостей речовин від складу і хімічної будови молекул, поняття про явище ізомерії та ізомери, ковалентні карбон-карбонові зв'язки, вміння пояснювати та наводити приклади до основних положень теорії хімічної будови органічних речовин О. М. Бутлерова;

· розвивати хімічну мову, логічне й екологічне мислення, вміння аналізувати;

· виховувати інтерес до вивчення хімії.

Обладнання: мультимедійний проектор, комп'ютер, куле-стрижневі моделі.

Тип уроку: ВНМ (О).

Форми роботи: робота в групах, прийоми «Пошук інформації», «Міні-тести», захист навчальних проектів.

ХІД УРОКУ

I. ОРГАНІЗАЦІЯ КЛАСУ

II. ОГОЛОШЕННЯ ТЕМИ Й ЦІЛЕЙ УРОКУ

III. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

· Які існують основні методи наукового пізнання?

· У чому полягає відмінність між законом і теорією?

· Теорія і закон є основними формами узагальнення накопичених знань, але закон відкривають, а теорію створюють. Закон існує у природі незалежно від наших уявлень, тому його неможливо створити, а тільки відкрити і потім підтверджувати його правильність. Теорія ж може створюватися на певному етапі розвитку науки в результаті накопичення нею певних знань. Вона може розвиватися, доповнюватись або просто відмирати, якщо її спростує інша теорія.

Отже, на сьогоднішньому уроці ми розглянемо основні положення теорії будови органічних сполук.

IV. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

· Які елементи входять до складу органічних сполук?

· Яку валентність проявляє Карбон в органічних сполуках?

· Які типи хімічного зв’язку ви знаєте?

V. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

— Передумови створення теорії будови органічних сполук.

Навчальний проект № 1 (доповіді учнів). Історія створення та розвитку теорії будови органічних сполук.

— Основні положення теорії будови органічних сполук.

1. Атоми в молекулах з’єднані не безладно, а в певній послідовності згідно з їхньою валентністю.

2. Властивості речовин залежать не тільки від того, які атоми і в якій послідовності входять до складу молекул, а й від порядку сполучення атомів у молекулі.

3. Атоми та групи атомів взаємно впливають один на одного.

4. Знаючи властивості речовин, можна передбачити їхню будову, і навпаки, знаючи будову речовин, можна передбачити їхні властивості.

— Прийом «Пошук інформації». Учні об’єднуються в 4 групи і шукають обґрунтування одного з положень теорії в різних джерелах (підручники, посібники, довідники, інтернет). Доповідає один з учасників групи.

Демонстрація № 1. Моделі молекул органічних сполук

— Поняття «ізомерія», «ізомери». (Пояснення надають на прикладі C₅H₁₂, C₅H₁₀O₂.)

Ізомерія — це явище існування речовин з однаковим якісним і кількісним складом, але різною хімічною будовою, а тому й різними властивостями.

Ізомери — речовини, які мають однаковий кількісний і якісний склад, але різну просторову будову і властивості.

Демонстрація № 2. Моделі молекул ізомерів

Навчальний проект № 2 (доповіді учнів). Ізомери в природі.

— Поняття про ковалентні карбон-карбонові зв’язки:

Навчальний проект № 3 (доповіді учнів). 3D-моделі молекул органічних речовин.

VІ. ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

— Прийом «Міні-тести»

1. Яка валентність Карбону в органічних сполуках?

а) Два;

б) три;

в) чотири;

г) один

2. Молекулярна формула бутану:

а) C₃H₆;

б) С₄Н₁₀;

в) C₄H₈;

г) C₄H₆.

3. Сполуки, які мають однаковий кількісний і якісний склад, але різну просторову будову, — це:

а) гомологи;

б) аналоги;

в) ізомери;

г) полімери.

4. Сполуки, які мають подібну будову і властивості, але відрізняються на одну або декілька груп -CH₂ - , — це:

а) гомологи;

б) аналоги;

в) ізомери;

г) полімери.

5. Який тип ковалентного карбон-карбонового зв’язку в молекулі етину?

а) Одинарний;

б) подвійний;

в) потрійний;

г) ароматичний.

VII. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

VIII. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

МАТЕРІАЛИ ДО УРОКУ

Бутлеров Олександр Михайлович — російський хімік, основоположник теорії хімічної будови, яка лежить в основі сучасної органічної хімії, засновник школи хіміків-органіків.

Учень Миколи Зініна. 1849 року закінчив Казанський університет і там же викладав у 18501868 роках. З 1869 року — професор Петербурзького університету, з 1874 — ординарний академік Петербурзької академії наук. Наукова діяльність Бутлерова була спрямована на створення й утвердження теорії будови органічних сполук. За цією теорією, властивості хімічної сполуки залежать від кількості та якості атомів, з яких складається молекула, від послідовності й характеру їхнього зв’язку та взаємного впливу.

Бутлеров вважав, що кожній молекулі речовини відповідає певна будова, яку можна виразити за допомогою формули, де більш-менш точно відображені реальні зв’язки та розташування атомів у молекулі. Теорія Бутлерова пояснила явище ізомерії, дала можливість визначити будову органічних речовин і передбачити нові класи органічних сполук. Бутлеров одержав полімер формальдегіду, синтезував уротропін, уперше одержав штучну цукристу речовину. Він синтезував третинні спирти, передбачені його ж теорією, одержав ізобутилен і відкрив реакцію його полімеризації. У 1864-1866 роках опублікував підручник «Вступ до повного вивчення органічної хімії», в якому теорія хімічної будови була вперше поширена на всі класи органічних сполук.

Основні положення теорії будови органічних сполук (орієнтовні доповіді учнів)

І. Атоми в молекулах з’єднані не безладно, а в певній послідовності згідно з їхньою валентністю.

О. М. Бутлеров припускав, а ми вже знаємо, що Карбон в органічних сполуках чотиривалентний, тобто може бути сполучений з чотирма іншими одновалентними атомами. При цьому атоми Карбону можуть сполучатися один з одним і з атомами різних елементів. Дослідження будови атомів і природи хімічного зв’язку підтвердили ці припущення. Хімічну будову молекул органічних речовин записують за допомогою структурних формул, у яких хімічні зв’язки між атомами зображають рискою. Згідно з електронною теорією, одна риска в структурних формулах означає електронну пару, що сполучає атоми. Наприклад, для етану C₂H₆

ІІ. Властивості речовин залежать не тільки від того, які атоми і в якій послідовності входять до складу молекул, а й від порядку сполучення атомів у молекулі.

На той час уже було відомо, що формулі бутану C₄H₁₀ відповідають декілька речовин різної будови, що О. М. Бутлеров довів експериментально. Це стосується також глюкози та фруктози, формула яких C₆H₁₂O₆, а властивості різні. Такі речовини називають ізомерами. Ізомери мають різну будову молекул, а тому й різні властивості. Тобто властивості речовин залежать від їхньої будови. Явище ізомерії пояснює багатоманітність органічних речовин.

А також

Різна будова — різні властивості.

ІІІ. Атоми та групи атомів взаємно впливають один на одного.

Так, можна розглянути реакційну здатність до реакцій заміщення метану та хлорометану. Хлорометан, унаслідок наявності в його молекулі атома Хлору, більш реакційноздатний. Хлор, як більш електронегативний елемент, відтягує на себе електронні густини зв’язків атомів Карбону та Гідрогену, вони слабшають, і атоми Гідрогену легше заміщуються:

Але Хлор у молекулі хлорометану також зазнав впливу карбонового радикалу. Він не відщеплюється у вигляді хлорид-іона й не дає осаду з арґентум нітратом. Отже, вплив атомів взаємний.

Також можна розглянути будову карбоксильної групи в карбонових кислотах. Унаслідок впливу більш електронегативного атома Карбону карбоксильної групи Гідроген стає більш рухливим та легше заміщується.

Це пояснює кислотні властивості оцтової кислоти.

IV. Знаючи властивості речовин, можна передбачити їхню будову, і навпаки, знаючи будову речовин, можна передбачити їхні властивості.

Це положення можна пояснити на прикладі спиртів. Їхні молекули складаються з карбонового радикалу та гідроксильної групи. Отже, виходячи з наявності гідроксильної групи та її будови можна передбачити властивості спиртів.

Внаслідок полярності зв’язку O - H Гідроген стає більш рухливим та легко заміщується, наприклад, на метал. І навпаки, якщо речовина може взаємодіяти з металами, то можна передбачити, що в її будові може бути гідроксильна група.