Тема 1 ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Тема 1 ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
урок 3
Тема урока. Теория как высшая форма научных знаний. Теория
химического строения органических соединений А. М. Бутлерова
Цели урока: расширить знания учащихся о взаимосвязи между
составом, строением и свойствами веществ, о химической связи на
примере органических соединений; показать значение теории как
высшей формы научных знаний, этапы формирования и значение
теории химического строения для; сформировать представление
учащихся о структурные формулы органических веществ.
Тип урока: изучение нового материала.
Формы работы: фронтальная, учебная лекция, эвристическая беседа.
Оборудование: портрет А. М. Бутлерова.
Ход урока
I. Организация класса
II. Проверка домашнего задания.
Актуализация опорных знаний
Фронтальная работа по вопросам
♦ Почему органическую химию называют химией соединений углерода?
♦ Составьте схему строения атома углерода и объясните его возможные
валентности и степени окисления.
♦ Почему атомы углерода могут образовывать химические связи между
собой?
Рассмотрим строение внешнего электронного уровня атома углерода.
невозбужденное состояние
возбужденное состояние
♦ Какие химические элементы, кроме углерода, наиболее часто
встречающихся в составе органических соединений?
III. Изучение нового материала. Теория химического строения А. М.
Бутлерова
Теория химического строения А. М. Бутлерова Учебная лекция
Теоретическим основанием органической химии является теория
строения органических соединений и теория реакционной способности.
Исторически первой теорией строения органических соединений была
теория радикалов. В создании этой теории значительную роль сыграла
теория связи и. Берцелиуса, царившей в то время в неорганической
химии. Для описания строения органических веществ химики
использовали теорию типов Ж. Дюма, унитарное теорию Ш. Жерара и
О. Лорана. Но новые открытия ставили такие вопросы, ответов на
которые эти теории дать не могли.
19 сентября 1861 на съезде немецких естествоиспытателей и врачей А.
М. Бутлеров докладывал о новых идеях в органической химии. Он
выдвинул новое понятие - структура, отражало последовательность
строения атомов в молекуле. Так родилась структурная теория, или
теория химического строения. Правильность теории строения А. М.
Бутлеров неопровержимо доказал, синтезировав три изомера C5H12,
существование которых он предсказал теоретически.
В разных источниках называют разное количество положений теории
химического строения. Мы рассмотрим главные.
1 В молекулах веществ существует четкая последовательность
химического связывания атомов в соответствии с их валентности, что
называется химической структурой (строением).
Для изображения последовательности соединения атомов в молекуле
Бутлеров предложил использовать риска (валентные штрихи) между
атомами. Так, ввиду того что в органических соединениях атом углерода
всегда четырехвалентный, а водород - одновалентен, можно записать
формулу простейшей органического соединения, причем такая формула
может быть только один:
• молекулярная формула: CH4 (метан);
• структурная формула:
2 Химические свойства веществ определяются природой атомов
элементов, которые образуют, их количеством и порядком их
соединения (химическому строению).
Есть химические свойства вещества зависят не только от того, какие
именно атомы входят в ее состав (что отражает молекулярная формула),
но и от того, в какой последовательности эти атомы соединены друг с
другом (отражает структурная формула).
3 Существование веществ с одинаковым составом и молекулярной
массой, но разным строением, обусловлено явлением изомерии.
Изомерия - это явление, при котором могут существовать несколько
веществ, которые имеют тот же состав и ту же молекулярную массу, но
отличаются химическим строением и свойствами.
Вещества, имеющие одинаковый состав молекул, но разную химическое
строение, а через это - разные свойства, называются изомерами.
Например: углеводород состава C4H10 имеет лишь 2 изомеры, а
углеводород C10H22 - 74, C14H30 - 1858 изомеров.
Задание 1 Приведите структурные формулы изомеров состава C5H12.
4 Поскольку в конкретных реакциях изменяются лишь отдельные части
молекулы, то исследование строения продукта реакции помогает
определить строение исходной молекулы.
5 Химическая природа (реакционная способность) отдельных атомов
молекулы изменяется в зависимости от окружения, то есть от того, с
какими атомами других элементов они соединены.
Теория химического строения, основные положения которой были
сформулированы в работах русского ученого-химика А. М. Бутлерова,
дает принципиальную возможность познания геометрии молекулы через
познание ее химических свойств. Структурные формулы в руках
химиков превратились в мощное орудие, позволяющее судить о
химических свойствах соединений, позволяет систематизировать
огромный материал органической химии, предвидеть существование
бесчисленного количества новых соединений и находить способы их
синтеза.
Рассмотрим формулы углеводородов состава C2H6, C3H8 и C4H10.
♦ Чем отличаются по составу и строению составлены модели молекул?
♦ Что такое гомология?
♦ Какое значение имеет явление гомологии в органической химии?
♦ Приведите примеры явления гомологии в неорганической химии.
♦ Какие особенности атома углерода способствуют широкому
распространению явления гомологии в органической химии?
Выводим определения:
Гомология - это явление существования подобных по строению и
свойствам органических веществ, отличающихся на одну или несколько
групп CH2.
CH2 - гомологичная разница.
Вещества, входящие в один гомологический ряд, - гомологи.
Общая формула гомологов метана - CnH2n +2.
Задание 2 На примере вещества C4H10 составьте формулы ближайших
гомологов с более длинным и коротким цепями, назовите их и запишите
структурные формулы в тетрадь.
Задание 3 Постройте структурные формулы пяти изомеров состава
C6H14 и назовите их.
Подведение итогов лекции. Развитие современной теории химического
строения. комментирование схемы
IV. Подведение итогов урока
Многие ученые-химиков занимался изучением органических веществ,
но главной их целью был поиск способов синтеза новых веществ. Для
этого была нужна теория, которая позволила бы объяснить уже
известные факты и новые открытия. Такой теорией в органической
химии является теория химического строения, основные положения
которой сформулированы в научных трудах А. М. Бутлерова.
19 сентября 1861 на съезде немецких естествоиспытателей и врачей А.
М. Бутлеров докладывал о новых взгляды в органической химии. Он
выдвинул новое понятие - структура, отражало последовательность
строения атомов в молекуле. Так родилась структурная теория, или
теория химического строения.
Развитие современной теории химического строения
Теория Бутлерова стала научным основанием органической химии и
способствовала быстрому ее развитию. Опираясь на положения теории,
А. М. Бутлеров объяснил явление изомерии, предсказал существование
различных изомеров и впервые получил некоторые из них.
Развитию теории строения способствовали работы Кекуле, Кольбе,
Купера, Жерара и Вант-Гоффа. Однако их теоретические положения не
имели общего и служили преимущественно целям объяснения
экспериментального материала.
V. Домашнее задание
Проработать материал параграфа, ответить на вопросы к нему,
выполнить упражнения.
урок 4
Тема урока. Зависимость свойств веществ от состава и химического
строения молекул. Изомерия.
Цели урока: расширить представления учащихся о многообразии свойств
органических соединений через различия в составе и химическому
строению веществ; объяснить причины многообразия органических
веществ на примере явления изомерии; развивать умение учащихся
составлять структурные формулы химических веществ на примере
структурных формул изомеров, умение различать изомеры по
химическим формулам.
Тип урока: комбинированный урок усвоения знаний, умений и навыков
и их творческого применения на практике.
Формы работы: индивидуальные и групповые задания.
Оборудование: карточки-задания.
Ход урока
I. Организация класса
II. Актуализация опорных знаний.
Мотивация учебной деятельности
Двое учащихся у доски выполняют домашнее задание. Остальные
ученики класса устно заполняет пропущенные в утверждениях слова:
1) Органические вещества имеют ... строение.
2) В состав органических соединений входят элементы ...
3) Атом углерода в органических соединениях всегда проявляет
валентность ...
4) Смешивание электронных орбиталей в атоме углерода называется ...
5) Доказательством наличия атомов углерода в органических
соединениях является выделение ... в процессе окисления.
6) Между атомами в молекулах органических соединениях преобладают
... и ... связи.
7) Изомеры имеют одинаковый. и разный.
8) Русский ученый. является автором теории химического строения.
9) Формулы строения органических веществ называют.
10) Органическая химия - это наука о соединениях. и их.
III. Применение полученных знаний
Ученики получают задание на карточках. Отдельные задания учащиеся
выполняют фронтально на доске в сопровождении комментариев
учителя, некоторые - самостоятельно с последующим обсуждением.
задание 1
1) Какие формулы называют структурными? Составьте структурные
формулы: а) бутана C4Н10;
б) пентена C6Н10;
в) дихлорэтана C2H4Cl2.
2) Сколько формул изомеров можно изобразить для каждого вещества?
3) Изобразите структурные формулы ближайших гомологов пропана,
пропилена и пропина.
задача 2
1) Что такое радикал?
2) Изобразите схематично свободно-радикальный механизм разрыва
одного из связей C - H в молекуле метана.
3) Сколько неспаренных электронов содержаться в углеводородном
радикале, образовавшийся?
4) Изобразите структурные формулы одновалентного радикала состава C2Н5; -C3H7; -C4H9.
Задание 3
Вычислите относительную плотность по воздуху следующих веществ:
метана, этана, Этен, етину. Из этих углеводородов легче воздуха?
задание 4
1) Постройте изомеры состава C2H6O.
2) К какому классу органических соединений можно отнести эти
вещества?
3) Сравните физические свойства этих соединений.
4) Вычислите массовые доли элементов в этих веществах.
задание 5
Добавить формулы веществ с одинаковым
количественным составом, но разными свойствами:
качественным
и
задание 6
Укажите, какие из следующих веществ является изомерами C5H12:
задание 7
Вычислите объем кислорода, необходимый для сжигания смеси метана,
этана и этилена, массовые доли которых соответственно равны 45; 35 и
20% (р. В.).
IV. Подведение итогов урока
V. Домашнее задание
Проработать материал параграфа, ответить на вопросы к нему,
выполнить упражнения.
Подготовить сообщение о жизни и деятельности А. М. Бутлерова.