Пространственное строение молекул алканов гибридизация атомных орбиталей план урока

Обновлено: 06.07.2024

Образовате льная: по нять пространст венное строение метана и его гомологов.

Развивающая: развитие простра нственног о воображения учащихся,

совершенствов ание у мения у станавливать л огические связи между изу ченным и

Воспитательная - воспитание сотрудн ичества при работе на у роке.

А. Вспомним строение атома у глерода (на доске у ченик). ( слайд № 2)

Б. Просмотр на компьютере форм элект ронных орбиталей и перех од основ ного

состояния атом а углерода в в озбуждё нное, образова ние σ – связи, понятие

Г. Сегодня на уроке мы до лжн ы понять простран ственное строение метана и его

Мо делирование м олекул предельных углев одородо в .

В ходе работ ы заполняем та блицу . Лабораторную работу проводим парам и.

1. Соберите ша ростержневу ю модель мол екулы мет ана. На шарике,

имитиру ющем атом углерода, нам етьте четыре равноу далённые д руг от

друга точки и вст авьте стержни, к которым присоеди нены водо родные

шарики. Полу чили модель молекул ы метана. Сделайте пят ь одинаков ых

2. Отнимите от к аждой из дву х молеку л по 1 атому водорода и соед ините

остатки (радик алы) вместе. П олучили модель молеку лы этана. Сделайте 2 -

3. Если отнять от эта на молеку лу в одорода, то полу чим радикал – этил. К

этилу присоедин им радикал метил и по лучим пропа н.

4. При соеди нении между собой двух э тилов образуется моле кул а бутан а.

5. Отнимем от м олекулы бу тана один во дород, и на е го место присоед иним

радикал метил. П олу чили ещё один гом олог – пент ан . ( сла йд №1 3 ,1 4)

Метан, этан, п ропан, бутан, пентан и т. д. – гомол оги. ( слайд №1 5)

Гомологи – веществ а, сходные по строе нию и свойствам, н о отличающ иеся дру г

от друга по с оставу на одну или несколь ко групп – СН

Изомеры – это веще ства, имеющ ие одинаков ый качествен ный и кол ичественны й

1. Выбрать в молеку ле саму ю длинную цепочку угл еродных атомов.

2. Прону меровать цепочку с того конца, к которому ближе раз ветвление

3. Основа назван ия – название у глеводорода с тем же числ ом у глеродных

4. Перечислить пер ед основ ой названия вс е заместители о сновно й цепи с

указанием номе ров у глеродных атомов, при которых они стоят. Если

одинаковых замест ителей не сколько, п еред их назва ниями ставят

5. Отделить зап ятыми все цифры дру г от друга, буквы от цифр – дефисом.

Если при одном у глеродном ат оме имее тся не один, а два за местителя, его

Углеводороды но рмального строе ния обозначают бу квой н, например:

Заключение И так, мы изу чили простра нственное ст роение пре дельных

углеводородов, у знали, что так ое гомологи, изомеры, нау чились их называть.

Дан ряд форму л веществ. Вы берите из них гомологи и изомер ы.

Для скачивания поделитесь материалом в соцсетях

После того как вы поделитесь материалом внизу появится ссылка для скачивания.

Технология обучения: информационно-коммуникационная.

Тип учебного занятия: урок-практикум.

Формы организации познавательной деятельности: индивидуальная.

Тема урока “Пространственное строение молекул предельных углеводородов”.

Считай несчастным тот день или тот час, в который ты не усвоил ничего нового и ничего не прибавил к своему образованию. (Я.А. Коменский)

Эти слова замечательного педагога, который 300 лет назад стал основателем урочной системы обучения.

Наша с вами задача с делать нас сегодня “счастливыми”. Немного прибавить новых знаний и стать более грамотными.

2. Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала; актуализация знаний.

В 1861 г. нашим соотечественником А.М.Бутлеровым были сформулированы основные положения теории химического строения. Ее основная идея заключается в том, что свойства веществ обусловлены не только качественным и количественным составом молекул, но и их строением. Говоря о “химическом строении”, Бутлеров понимал последовательность соединения атомов в молекулы в соответствии с валентностью этих атомов.

Молекулы каждого вещества имеют вполне определенное строение, которое может быть установлено экспериментально и передано структурной формулой.

Теория строения дала в руки химиков мощный инструмент познания, который обеспечил возможность понимания свойств известных веществ и прогнозирования свойств еще не известных соединений. Ее создание явилось одним из величайших научных открытий и на многие годы определило прогресс химической науки.

Однако для дальнейшего продвижения вперед требовалось более глубокое проникновение в закономерности строения молекул. Это хорошо понимал и А.М.Бутлеров.

Он предвидел, что развитие теории пойдет по двум основным направлениям:

1) изучение реального пространственного строения молекул;

2) выяснение природы химической связи.

Время подтвердило правильность этих прогнозов. Оказалось, что носителями химической связи являются электроны, появились и методы изучения и описания пространственной структуры молекул. Поэтому сейчас, говоря о строении молекул, мы имеем в виду три его стороны: химическое, электронное и пространственное строение.

Когда мы задумываемся над значением органических соединений, поражает не столько широта их распространения, сколько неисчислимое богатство видов органических молекул.

Вопрос: Что же лежит в основе их многообразия?

Ответ: Способность атома углерода образовывать цепи различной длины.

Другим источником необычайного многообразия органических соединений является существование изомеров –веществ, молекулы которых имеют одинаковый качественный и количественный состав, но разное химическое строение

Изомеры можно сравнить с аллотропными модификациями в неорганической химии- состав так же одинаковый, а строение и свойства разные, например, алмаз и графит.

На предыдущем уроке мы с вами начали знакомство с классом предельных угдеводородов- алканы. Давайте вспомним основные характеристики данного класса:

Почему класс так назван?

Какие вещества мы называем изомерами?

От чего зависит изомерия предельных углеводородов?

Из предложенных формул веществ выберите изомеры:

Постройте изомеры состава С₅Н₁₂ - пентан. Эти изомеры нам пригодятся для дальнейшего этапа урока. (Cпросить у доски).

Современные представления о строении вещества не сводятся только к установлению порядка соединений атомов, но также включают рассмотрение пространственного строения молекул и электронной природы химических связей.

Существуют разные способы записи формул органических веществ. Предлагается написать молекулярную, электронную, структурную формулы метана, выяснить, что они показывают.

СН₄ – молекулярная формула (качественный, количественный состав);

– электронная формула (ковалентная полярная связь);

– структурная формула (порядок соединения атомов в молекуле).

Но данные формулы не отражают истинного строения молекул метана. Молекула метана не имеет плоского строения, как можно представить на основании структурной формулы.

Но как же эти вещества выглядят в пространстве?

Молекулы алканов имеют пространственное тетраэдрическое строение, углы между связями 109, 280, поэтому атомы углерода соединяются между собой зигзагообразно:

Эти молекулы могут и вращаться, образуя конформации. Конформация (поворотные изомеры) - различные геометрические формы молекул, переходящие друг в друга путем вращения вокруг С-С связей. При обычных температурах конформации легко переходят друг в друга.

Конформации молекул пентана.

4. Этап закрепления знаний.

Как же это всё увидеть? В этом нам поможет работа в программе Chem Sketch.

5. Этап подведения итогов урока, домашнее задание.

Д.з. - на страничке Дневник.ру.

6. Оценочно-рефлексивный. Оцените своё состояние на уроке, оставив картинку на компьютере.

Закрепить и развить знания о теории строения органических соединений на примере предельных углеводородов. Сформировать представления о пространственном строении органических соединений, гомологах, sp3 -гибридизации, тетраэдрическом строении молекулы метана. Научить различать гомологи и изомеры, называть их, пользуясь международной номенклатурой.

Предельные углеводороды (алканы), общая формула предельных углеводородов, гибридизация атомных орбиталей, возбуждённое состояние атома углерода, гомологи, гомологический ряд, изомерия углеродного скелета, международная номенклатура, радикал.

Тип и форма учебного занятия

урок – изучение нового материала, лабораторный опыт

Планируемые образовательные результаты

Знать общую формулу алканов, характер химической связи в молекулах алканов. Уметь объяснять тетраэдрическое строение молекулы метана, зигзагообразное строение молекул предельных углеводородов. Уметь составлять формулы изомеров, отличать гомологи от изомеров, называть вещества по международной номенклатуре, составлять структурные формулы веществ по их названиям.

Уметь самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать урочную деятельность.

Развивать навыки сотрудничества со сверстниками и взрослыми в образовательной деятельности.

Основные виды деятельности учащихся

Технологии обучения или элементы технологий

Технология развития критического мышления, игровые технологии, проблемно- развивающее обучение, здоровьесберегающие технологии, ИКТ

Средства обучения, дидактическое обеспечение урока

проектор, презентация, интерактивная доска, учебник, рабочая тетрадь, ПСХЭ, модели алканов.

Организационная структура первого урока

I. Организационный момент

Приветствие учеников. Выявление отсутствующих. цели и задач урока, этапов урока и времени каждого этапа.

Настраивание на восприятие материала урока.

II. Актуализация знаний

Какие вещества называют углеводородами?
Что показывает структурная формула вещества?
Что такое электроотрицательность?
В чем сущность образования ковалентных связей?
Каковы формы s- и p – орбиталей?
Какие классы органических соединений вы знаете?

Отвечают на вопросы учителя, работают у доски и по карточкам на местах.

III. Постановка проблемы урока

(мотивация и целеполагание)

И так ребята, вы ответили на главные вопросы. Как вы думаете, какой класс органических соединений вы сегодня будете изучать?

Ребята, изучение этого класса органических соединений — фундамент для усвоения всего курса органической химии, поэтому материал раздела следует тщательно отрабатывать.

Учащиеся выдвигают гипотезы и определяют тему урока.

В процессе изучения органической химии учащиеся продолжают овладевать практико-ориентированными знаниями и умениями. Учитель должен использовать основные методы активизации обучения: проблемность изложения, исследовательский подход к явлениям, различные химические эксперименты, работу с электронными пособиями и т. д.

Отвечают на вопросы учителя

Выдвигают гипотезы, предположения, определяют тему и цели урока.

IV. Изучение нового материала

Данный урок лучше всего провести в форме лекции. На следующих уроках следует отрабатывать умение составлять структурные формулы алканов, их гомологов и изомеров.

1. Углеводороды. Предельные углеводороды (алканы).

2. Особенности электронного и пространственного строения молекул алканов, sp3 -гибридизация.

3. Гомологический ряд алканов.

4. Изомерия и номенклатура алканов.

Определение: УВ с общей формулой CnH2n+2. Которые не присоединяют водород и другие элементы, называют Предельными УВ или Алканами.

Ребята, вы уже знаете о формах электронных орбиталей и размещении электронов по энергетическим уровням и подуровням, так давайте же вместе изобразим электронное строение атома углерода в обычном состоянии.

К доске вызывается один учащийся.

Чтобы объяснить этот факт, используют представление о гибридизации. Так как в гибридизации участвуют четыре электрона (один s-электрон и три p-электрона), то образуются четыре гибридные орбитали, которые располагаются в пространстве под углом 109° 28´, образуя тетраэдр. Этот вид гибридизации называют sp3 -гибридизацией.

Работают и у доски, и в тетради с учебником

V. Закрепление изученного материала

Решим задачу на с. 30 упр. 6

Какой объём (в м 3 ) оксида углерода (Ⅳ) образуется при сжигании: а) 5 м 3 этана; б) 5 кг этана?

Решение: а) 2С2Н6 + 7О2 = 4СО2 + 6Н2О

5 м 3 – х ; х = 10 м 3 .

б) М (С2Н6) = 30 г/моль

n(C2H6) = m(C2H6) / M (C2H6) = 5000/30 = 166 моль

166моль – х ; х = 333

V (C2H6) = n(C2H6) * Vm = 333*22.4 = 7468.1 л (7,47 м 3 )

Работают на местах в рабочих тетрадях

Попробуем подвести итоги. Основные выводы:

Итак ребята, о каком классе органических соединений вы сегодня узнали?

Что такое предельные УВ?

Итак, ребята. Над какой темой мы сегодня работали? Поделитесь своими впечатлениями об уроке. Что вы нового узнали? Что хотели бы узнать? Что вызвало затруднения?

Участвуют в эвристической беседе.

VII. Итоги урока

Выставление оценок. Домашнее задание: п. 7, с. 25-29, с. 30, упр. 1,2,3,7; Тестовые Задания

Тему сформировали учащиеся правильно. Была поставлена цель и задачи . Цель и задачи были достигнуты.

Планируемые результаты: Предметные – закрепили. Метапредментные – определены. Личностные - сформированы.

Организационная структура второго урока

I. Организационный момент

Приветствие учеников. Выявление отсутствующих. цели и задач урока, этапов урока и времени каждого этапа.

Настраивание на восприятие материала урока.

II. Актуализация знаний

Ребята на прошлом уроке вы узнали , очень много важного. Давайте повторим.

Какие вещества называют УВ?
Какова общая формула алканов?
Что такое изомерия?
Чем определяется многообразие УВ?

Отвечают на вопросы учителя, работают у доски и по карточкам на местах.

III. Постановка проблемы урока

(мотивация и целеполагание)

Итак ребята, вы ответили на вопрос. Что такое изомерия. Так как вы думаете, какова сегодняшняя наша тема урока?

Ребята выдвигают гипотезы и определяют тему урока.

Отвечают на вопросы учителя

Выдвигают гипотезы, предположения, определяют тему и цели урока.

IV. Изучение нового материала

Определения: Изомерия – это явление заключающееся в существовании нескольких веществ, имеющих одинаковый о тот же состав и одну и туже молекулярную массу, но различающихся строением молекулы.

Изомеры – соединения, которые содержат одинаковое число атомов одних и тех же элементов, но связаны в различном порядке.

Гомологи – это органические соединения, схожие по своему строению и свойствам, но отличающиеся друг от друга по составу на одну или несколько групп СН2. Группа СН2 – называется гомологической разностью.

Рассмотреть гомологический ряд алканов (записать в тетрадях).

Затем учитель рассматривает изомерию углеродного скелета алканов. Учащиеся самостоятельно записывают структурные формулы возможных изомеров пентана (C5H12), и на этих примерах учитель объясняет, как давать названия органическим соединениям по правилам международной номенклатуры.

Работают в тетради и с учебником

V. Закрепление изученного материала

Для закрепления этих понятий учащимся можно предложить несколько заданий.

1. Укажите гомологи и изомеры среди веществ, формулы которых приведены ниже:

CH3- CH2 -CH2- CH3 CH3- CH2 -CH3

2. Назовите по международной номенклатуре вещества, формулы которых приведены ниже.

3. Составьте структурные формулы следующих веществ: а) 3-метилгексан; б) 2,4-диметилгексан; в) 3-метил-5-этилгептан.

Работают на местах в рабочих тетрадях

Попробуем подвести итоги. Основные выводы:

Назовите гомологический ряд алканов.
Как называется группа СН2?
Что такое гомологи?

Участвуют в эвристической беседе

VII. Итоги урока

Выставление оценок. Домашнее задание: п. 8, с. 31-33, упр. 1-5

Тему сформировали учащиеся правильно. Была поставлена цель и задачи . Цель и задачи были достигнуты.

Планируемые результаты: Предметные – закрепили. Метапредментные – определены. Личностные - сформированы.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Дата _______________

Урок 2. Пространственное строение молекул алканов. Гибридизация атомных орбиталей

Цель: формирование представления о составе, электронном и пространственном строении молекул алканов с позиции sp 3 -гибридизации.

сформировать представление о химическом, электронном и протранственном строении насыщенных углеводородов;

Тип: комбинированный.

Учебно-методическое обеспечение: учебник; сборник задач; периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева.

1. Организационный момент

Учитель приветствует учащихся, проверяет их готовность к уроку.

2. Проверка домашнего задания

3. Целеполагание

Тема урока “Пространственное строение молекул алканов. Гибридизация атомных орбиталей”.

Эти слова замечательного педагога, который 300 лет назад стал основателем урочной системы обучения.

4. Актуализация знаний и умений учащихся

Учитель проводит опрос.

· Какие вещества называют углеводородами?

· Что показывает структурная формула вещества?

· Что такое электроотрицательность?

· В чем сущность образования ковалентных связей?

· Каковы формы s- и p – орбиталей?

· Какие классы органических соединений вы знаете?

5. Изучение нового материала и первичный контроль

В атоме углерода четыре неспаренных электрона находятся на разных орбиталях — одной s и трёх p . Исходя из такого электронного строения атома углерода, можно предположить, что химические связи, образованные этими электронами, будут отличаться друг от друга. Однако согласно полученным экспериментальным данным оказалось, что, например, в молекуле метана все четыре связи одинаковы по своим свойствам и направлены к вершинам тетраэдра, образуя угол 109,5. Для объяснения этого противоречия американский химик Л. Полинг ввёл понятие гибридизации орбиталей.

Гибридизация - выравнивание (смешивание) разных атомных орбиталей (например, s и p ) с образованием новых одинаковых атомных орбиталей, называемых гибридными орбиталями.

При образовании химических связей атом углерода поглощает энергию и переходит из основного в возбуждённое состояние, в котором на внешнем уровне содержится 4 неспаренных электрона:

Число гибридных орбиталей всегда равно числу атомных орбиталей, которые принимают участие в гибридизации. Гибридные орбитали располагаются на максимальном удалении друг от друга, что определяет угол связи между ними. Направленность гибридных орбиталей в пространстве, а, следовательно, и геометрическое строение молекул зависят от типа гибридизации.

6. Физкультминутка

7. Обобщение и систематизация изученного

Какой объём (в м 3 ) оксида углерода (Ⅳ) образуется при сжигании:

а) 5 м 3 этана; б) 5 кг этана?

8. Информация о домашнем задании

9. Подведение итогов

10. Рефлексия

Учитель предлагает учащимся изобразить свое эмоциональное состояние на уроке.

формирование умения изготавливать модели молекул алканов, руководствуясь теорией химического строения органических веществ.

Развивающая:

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.

Воспитательная:

способствовать развитию навыков коммуникативной культуры и сотрудничества при работе в группах; воспитывать информационную компетентность.

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:

Личностные УУД:

смыслообразование - установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом.

Познавательные УУД:

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;

Коммуникативные УУД:

развитие навыков коммуникативной культуры и сотрудничества при работе в группах; коллективной работе, воспитание информационной компетентности.

Регулятивные УУД:

умение определять цели, ставить задачи на каждом этапе урока.

Тип урока: урок совершенствования знаний, умений и навыков учащихся.

Вид урока: урок-лабораторная работа.

Формы работы: работа с учебником и тетрадью, демонстрация, беседа, работа в группах, изготовление моделей углеводородов, фронтальный опрос.

Интернет-ресурсы:

Ожидаемые результаты:

уметь объяснять пространственное строение молекул алканов на основе представлений о гибридизации орбиталей атома углерода;

научиться изготавливать модели молекул алканов, руководствуясь теорией химического строения органических веществ.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания, воспроизведение и коррекция знаний.

Проверку домашнего задания осуществляем в виде фронтального опроса по вопросам:

Какое значение имеет в химии классификация веществ?

По каким двум признакам принято классифицировать органические вещества?

Какие вещества называют производными углеводородов?

Какие признаки положены в основу современной классификации органических соединений? Приведите примеры.

Выберите формулы веществ, содержащих функциональные группы, и назовите эти группы:

а) СН3-СН2-СН-СН3 б) СН2=СН2 в) СН3-СН2-ОН | CН3

г) СН3-NН2 д) СН3-СН2-С=О и) СН3-СН2-СН3

Задание 1. Поочередно назвать фамилии ученых, которые в течение всей истории развития химии сделали вклад в ее развитие.

Задание 2. Зачитать свой подготовленный рассказ о российском ученом-химике.

Учитель: Для становления химии как науки, ее развития и достижения современных успехов, которые эффективно используются в практике, ученым приходится исследовать разнообразные вещества, проводить с ними опыты. Такие исследования проводятся в химической лабораториях. Работа с веществами и лабораторным оборудованием требует знаний, особых навыков и осторожности, а следовательно, соблюдения определенных правил поведения во время выполнения исследований.

Задания нашего урока:

повторить правила поведения в химическом кабинете на уроке, во время выполнения практической или лабораторной работы и демонстрационного эксперимента;

научиться изготавливать модели алканов, руководствуясь теорией химического строения органических веществ.

III. Восприятие и первичное осознание учебного материала.

Учитель:

1. Алканы – это алифатические (ациклические), насыщенные углеводороды, в которых все валентности атомов углерода, не затраченные на образование простых С – С связей, насыщены атомами водорода.

2. Общая формула алканов – СnH2n+2

В таблице представлены некоторые представители ряда алканов и их радикалы.

Из таблицы видно, что эти углеводороды отличаются друг от друга количеством групп — СН2 -. Такой ряд сходных по строению, обладающих близкими химическими свойствами и отличающихся друг от друга числом данных групп называется гомологическим рядом. А вещества, составляющие его называются гомологами.

Гомологи – вещества сходные по строению и свойствам, но отличающиеся по составу на одну или несколько гомологических разностей (- СН2 -)

3. Строение:

Основные характеристики:

пространственное строение – тетраэдрическое

Углеродная цепь - зигзаг (если n ≥ 3)

σ – связи (свободное вращение вокруг связей)

длина (-С-С-) 0,154 нм

энергия связи (-С-С-) 348 кДж/моль

Все атомы углерода в молекулах алканов находятся в состоянии sр3-гибридизации

угол между связями С-C составляет 109°28', поэтому молекулы нормальных алканов с большим числом атомов углерода имеют зигзагообразное строение (зигзаг). Длина связи С-С в предельных углеводородах равна 0,154 нм (1нм=1*10-9м).

а) электронная и структурная формулы;

Строение молекулы этана С2Н6

Читайте также: