Дидактическая разработка урока по теме "Первоначальные понятия об органических веществах" в 10-м классе

Поскольку знания десятиклассников по органической химии еще очень скудны, то организация первых уроков по данному предмету, играет очень большое значение для усвоения основных понятий органической химии. Правильное понимание первоначальных понятий, создает условия для успешной учебной деятельности, развитию интереса к предмету и понимания этого предмета.

Задачи урока:

1. Дать представление об органических веществах.
2. Научить отличать органические вещества от неорганических по происхождению, элементному составу, свойствам.
3. Повторить основные понятия органической химии.
4. Уметь применять полученные знания при выполнении практических заданий.

Оборудование: учебник химии О.С. Габриеляна; коллекция образцов органических и неорганических веществ (сахар, жидкость для снятия лака, духи, мыло, крахмал, вата, нитроглицерин (лекарство), парафиновая свеча, полиэтилен, уксусная кислота, вода, песок, железо, соль, стекло и др.); шаро-стержневые модели для составления молекул; дидактические карточки, словарь урока (Приложение 1).

ХОД УРОКА

I. Организационный момент (требования к предмету: тетради, учебники, поведение в кабинете, оборудование кабинета и т. д.)

II. Особенности строения и свойств органических веществ.

Актуализация опорных знаний

Цель. Определить исходный уровень знаний по органической химии, на основе умения анализировать, делать логические выводы.

1. Что изучает химия?

2. Что такое вещество?

Задание 1. Посмотрите внимательно на коллекцию предложенных веществ и разделите данные вещества на группы (учащимся предлагается коллекция неорганических и органических веществ). Чем вы руководствуетесь при своем выборе?

Цель. Ознакомиться с историей открытия органических веществ и их классификацией.

Слово учителя. Еще в древности все вещества, встречающиеся на Земле, делили на две большие группы. К одной группе относили древесину, уксус, спирт, масло, т. е вещества растительного и животного происхождения. Их химики сейчас называют органическими. В другую группу входили соль, серебро, золото, сера, сода, медь это, как теперь известно, – неорганические вещества. Более четкую грань, между органическими и неорганическими веществами попытались провести арабские алхимики. Еще в IX-X вв. первую попытку такого деления связывают с именем известного ученого древности – Абу Бакр ибн Закарийа-ар-Рази. Ученый разделил все вещества на минеральные, растительные и животные. Но строение веществ, в тот период, известно не было. Помочь разгадать «тайну» органических веществ удалось А. Лавуазье, который обнаружил, что при прокаливании «минеральных тел» образуются соединения разнообразного состава, а при сжигании «растительных и животных» веществ выделяются чаще всего два продукта – оксид углерода (IV) и вода.

Цель. Выяснить элементный состав органических и неорганических веществ, особенности их строения, нахождения в природе и различие между ними.

Задание 2. Запишите химические формулы углекислого газа и воды. Какие элементы, входят в состав этих соединений? Какой вывод можно сделать о составе органических веществ? Какие элементы обязательно образуют органические вещества?

Слово учителя. Таким образом, как бы ни был многообразен мир органических веществ, все они состоят обязательно из углерода, водорода, реже – кислорода, азота, серы и фосфора.

Задание 3. Внимательно ознакомьтесь с содержанием таблицы и проанализируйте ее. Сделайте вывод, почему вещества разделили на  органические и неорганические?

Таблица 1. Различие между органическими и неорганическими соединениями

Задание 4. Руководствуясь составом органических веществ, выберите органические вещества  из предложенного перечня:

С         Б             К             У          Р         А         Е              Х         Ю            М                   А           Г            Л          Д
CO₂, HCl, CH₃COOH, CaCO₃, C₇H₈, C₃H₈, KNO₃, C₂H₅NH₂, CO, CH₃COONH₂ , СН₂Сl, Na₂CO₃, C₆H₁₂, H₂CO₃.

Из букв, соответствующих правильным ответам, составьте название органического вещества, входящего в состав большинства продуктов растительного происхождения:

Обратите внимание на парадокс (см. таблицу 1) – большее количество элементов, образует меньшее количество веществ! В чем причина?

3. Чтобы ответить на этот вопрос, давайте обобщим, каковы особенности состава, строения и свойств органических веществ?

• Наличие углерода;
• IV-валентность атома углерода в органических веществах;
• Способность гореть и разлагаться с образованием углеродсодержащих веществ (С, СО₂, СО);
• Наличие в молекулах только ковалентных полярных связей и соответственно  молекулярных кристаллических решеток;
• Способность углерода образовывать длинные цепи т. е. соединяться друг с другом;
• В органической химии не используется понятие «ст. окисления», используется понятие «валентность».

Слово учителя. Весь 10-й класс вы будете заниматься изучением органических веществ, которых сейчас известно более 27 миллионов!!! Мы повсюду встречаемся с ними, сами состоим из них.

4. Можно ли провести четкую грань между органическими и неорганическими веществами? Почему?
Четкой границы нет, так как некоторые вещества обладают признаками органических частично, некоторые неорганические вещества превращаются в органические за одну стадию (карбиды, угарный газ и др.):

2CO + O₂ = 2CO₂

CaC₂ + 2H₂O = C₂H₂ + Ca(OH)₂

Некоторые органические по составу вещества имеют искусственное происхождение, в то время как некоторые неорганические вещества имеют биогенное, органическое происхождение (CO₂,  H₂O).

Цель. Повторить молекулярные и структурные формулы органических веществ, определение основных понятий органической химии.

Слово учителя. А теперь решим проблему многообразия органических веществ!

Задание 5. (групповая работа по построению молекулы бутана и изобутана) Используя модели для построения молекул попытайтесь построить молекулу состоящую из из 4-х атомов углерода и 10-ти атомов водорода (бутана – С₄Н₁₀),.

P. S. Напомню! Атомы углерода могут соединяться друг с другом. Число связей равно валентности элемента в данном соединении. Углерод образует цепи разной длины (от 1 до 100 атомов), разной формы (линейной, разветвленной, циклической), углерод может образовывать простые, двойные, тройные связи, соединяться с различными элементами.

5. Чем отличаются друг от друга построенные вами молекулы?

6. Как называется порядок соединения атомов в молекуле? (Словарь)

Порядок соединения атомов называется химическим строением. Формулы, показывающие порядок соединения атомов, называются структурными формулами.

6. Вспомните, как называются в органической химии вещества, имеющие разное  строение?

Итак, изомеры – это вещества, имеющие одинаковый состав, но разное строение, а следовательно и разные свойства.

Вы построили изомеры, отличающиеся строением углеродной цепи или, как говорят, углеродного скелета. Углеродные скелеты молекул построенных веществ изображают так:

Изомерию, обусловленную разным строением углеродной цепи, называют структурной.

Задание 6. Укажите, какие из веществ являются изомерами:

Обоснуйте свой выбор.

Слово учителя. Многообразие и многочисленность органических веществ объясняется также явлением «гомология».

7. Какие органы в биологии называются гомологичными?

8. Какие вещества в органической химии можно назвать гомологами?

Вещества, сходные по строению и по свойствам, но отличающиеся друг от друга на группу атомов СН₂ – гомологическую разность, называются гомологами.

Задание 7.

а) (каждая группа получает одно вещество) Построить гомологические ряды для веществ: СН₄; С₂Н₄; С₂Н₂; С₆Н₆.

б) Среди перечисленных веществ найти гомологи:

Цель. Обобщить понятие «органическая химия».

Слово учителя.

На сегодняшний день органическая химия – один из самых крупных и важных разделов химии. Органическая химия глубоко проникла в жизнь современного человека.

Это объясняется следующими обстоятельствами:

• Число известных органических веществ увеличивается в геометрической прогрессии.
• Большинство современных промышленных процессов в химической индустрии – это реакции и получение органических веществ.
• Неорганическая природа по-своему красива, но сурова! Она мертва без органических веществ. Органическая химия – это химия жизни.
• Химики научились синтезировать очень сложные природные вещества: углеводы, белки, нуклеиновые кислоты. На помощь органическому синтезу приходит биотехнология, генная инженерия. Не исключено, что когда-нибудь живая материя будет создана искусственным путем.

Продукты питания, одежда, обувь, лекарственные препараты, красители, строительные материалы, электро-, радио- и телеоборудование, синтетические волокна, каучуки, взрывчатые вещества, средства повышения производительности с/х, полимерные материалы, пищевые добавки и косметические средства, мебель, средства гигиены, топливо автомобилей, – все это продукция основного (многотоннажного) или тонкого органического синтеза, неполный перечень того, что дает органическая химия человеку.

III. Закрепление

Цель. Проверить усвоение основных понятий органической химии.

1. Дайте определение термина «органическая химия» (см. Приложение 1).

2. Какие вещества называются органическими?

Задание 8. Назовите известные вам органические вещества, входящие в состав: а) продуктов или материалов, используемых в быту, в медицине, в промышленности; б) пищевых продуктов или биологически активных веществ (при затруднении воспользуйтесь рисунком 2. на стр. 8 учебника).

3. Перечислите особенности, которые отличают органические соединения от неорганических?

4. Дайте определения понятий «изомерия», «изомер», «гомолог», «гомологический ряд».

5. Какой элемент является основой органической химии? Какое место он занимает в ПСХЭ? Какую валентность он проявляет? Дайте определения понятий «валентность» и «степень окисления». В чем их сходство и отличие?

IV. Подведение итогов урока

Цель. Обобщить полученные знания.

Слово учителя. Современная органическая химия имеет сложную структуру. Основу ее составляет прикладная органическая химия, которая занимается получением органических соединений и опирается на теоретическую химию.

Органической химией называется наука о способах получения, строении, свойствах и применении соединений углерода.

V. Домашнее задание:

• Знать определения понятий «органическая химия», «изомеры», «гомологи», «валентность». Занести данные определения в словарь. Построить изомеры вещества С₆ Н₁₄. Сколько гомологических рядов у данных веществ?
• Используя, дополнительную литературу подготовить сообщения: «Предпосылки создания теории строения органических веществ» и «Факты, которые легли в основу теории строения органических соединений».
• Прочитать § 1 (стр.5-12).

Литература:

• Удивительный мир органической химии / А.И. Артеменко. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2008.
• Химия. 10 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С. Габриелян. – М.: Дрофа, 2005.
• Химия: учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений / Е.Е. Минченков, А.А. Журин, П.А. Оржековский; под ред. проф. Е.Е. Минченкова. – Смоленск: «Ассоциация XXI век», 2007.
• Химия. 10 класс: Настольная книга учителя / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – М.: Дрофа, 2004.