Открытый урок по химии с применением ИКТ по теме "Алканы"

Учитель

1. Определение. Общая формула класса углеводородов.
2. Гомологический ряд.
3. Виды изомерии.
4. Строение алканов.
5. Физические свойства.
6. Способы получения.
7. Химические свойства.
8. Применение.

Алканы - углеводороды в молекулах которых все атомы углерода связаны одинарными связями (?-) и имеют общую формулу:

C_nH_2n+2

СН₄ метан

С₂H₆ этан

C₃H₈ пропан

C₄H₁₀ бутан

C₅H₁₂ пентан

C₆H₁₄ гексан

C₇H₁₆ гептан

C₈H₁₈ октан

C₉H₂₀ нонан

C₁₀H₂₂ декан

и отличающиеся на одну или более групп СH₂.

1. Выбор главной цепи:

2 - метилбутан

Атом углерода во всех органических веществах находится в "возбуждённом" состоянии, т. е. Имеет на внешнем уровне четыре неспаренных электрона.

Каждое электронное облако обладает запасом энергии: s- облако имеет менший запас энергии, чем р-облако, в атоме углерода они находятся в разных энергетических состояниях. Поэтому при образовании химической связи происходит гибридизация, т. е. выравнивание электронных облаков по запасу энергии. Это отображается наформе и направленности облаков, происходит перестройка (пространственная) электронных облаков.

В результате sp³ - гибридизации все четыре валентных электронных облака гибридизованы: валентный угол между этими осями гибридизованных облаков 109° 28', поэтому молекулы имеют пространственную тетраэдрическую форму, форма углеродных цепей зигзагообразна; атомы углерода не находятся на одной прямой, т. к. при вращении атомов валентные углы остаются прежними.

Все органические вещества построены в основном за счёт ковалентных связей. Углерод - углеродные и углерод - водородные связи относятся к сигма - связям - это связь, образующаяся при перекрывании атомных орбиталей по линии, проходящей через ядра атомов. Возможно вращение вокруг сигма - связей, поскольку эта связь имеет осевую симметрию.

9

10

11

12

13

СН₄:C₄Н₁₀ - газы

T кипения: -161,6:-0,5 °C

T плавления: -182,5:-138,3 °C

С₅Н₁₂:C₁₅Н₃₂ - жидкости

T кипения: 36,1:270,5 °C

T плавления: -129,8:10 °C

С₁₆Н₃₄:и далее- твёрдые вещества

T кипения: 287,5 °C

T плавления: 20 °C

С увеличением относительных молекулярных масс предельных углеводородов закономерно повышаются их температуры кипения и плавления.

1) крекинг нефтепродуктов:

C₁₆H₃₄ -> C₈H₁₈ + C₈H₁₆

2) В лаборатории:

а) Гидролиз карбидов:

Al₄C₃ +12 H₂O = 3 CH₄ + 4 Al(OH)₃

б) Реакция Вюрца:

C₂H₅Cl + 2Na -> C₄H₁₀ + 2NaCl

в) Декарбоксилирование натриевых солей карбоновых солей:

СН₃СООNa + 2NaОН -> СН₄ + Nа₂СО₃

16

Для алканов характерны следующие типы химических реакций:

• Замещение атомов водорода;
• Дегидрирование;
• Крекинг;
• Окисление.

А) Реакция галогенирования:

CH₄ +Cl₂ -> CH₃Cl + HCl

Б) Реакция нитрования (Коновалова):

CH₄ + HNO₃ -> CH₃-NO₂ + H₂O + Q

В) Реакция сульфирования:

CH₄ + H₂SO₄ -> CH₃-SO₃ H + H₂O + Q

2) Реакция изомеризации:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃ ->

3) Реакция с водяным паром:

CH₄ + H₂O - CO + 3H₂

4) Реакция дегидрирования:

2СН₄ > НС=СН + 3Н₂ + Q

5) Реакция окисления:

CH₄ + 2O₂ -> Н-C + 2H₂O + Q

6) Горение метана:

CH₄ + 2O₂ > CO₂ + 2H₂O + Q

19

20

(Возможно, заранее подготовленные выступления учащихся.)

Широко используются в качестве топлива, в том числе для

двигателей внутреннего сгорания, а также при производстве сажи

(1 - картрижи; 2 - резина; 3 - типографическая краска), при получение органических веществ (4 - растворителей; 5 - хладогентов, используемых в холодильных установках;  6 - метанол; 7 - ацетилен)

22