Урок по химии на тему "Зависимость строения, свойств, применения органических веществ". 10-й класс

Цель: обобщить и систематизировать знания о кислородосодержащих органических соединениях.

Задачи: конкретизировать взаимосвязь состава, строения, свойств и применения органических веществ; связь с жизнью; создать условия для расширения кругозора, культуры, любознательности учащихся; продолжить формирование интереса учащихся к химии.

Форма организации занятия: самостоятельная творческая работа учащихся, игровые ситуации.

Средства обучения: реактивы: оливковое масло, бензин, раствор перманганата калия, этиловый спирт, медная спираль, глюкоза; спиртовка, штатив с пробирками, экран, художественные картины (работы творческих групп), подвижное графическое пособие, дидактический материал, таблицы.

I. Сообщение темы, цели и задач урока (1 мин.)

II. Актуализация знаний (3 мин.)

1. Сформулируйте основные положения теории химического строения органических веществ.
2. В чем заключается главная мысль теории химического строения органических веществ?
3. Что надо понимать под химическим строением органических веществ?

Разъяснение смысла слова «вернисаж». «Вернисаж» (франц.) – буквально – «покрытие лаком». Вкладывают смысл – торжественное открытие художественной выставки в присутствии специально приглашенных лиц: художников, деятелей культуры, науки, искусства, и т.п. Ведет свое название от возникшего у художников Франции обычая покрывать картины лаком накануне открытия выставки для публики.

Условия игры:

1. Создание творческих групп (для создания картин), распределение ролей – экскурсовод, репортер, художники, научные консультанты, экспериментаторы, посетители выставки (зрители).
2. Подведение итогов игры, оценка действия учащихся.

Репортер: Уважаемые коллеги и гости! Сегодня мы имеем возможность побывать на химическом вернисаже. На нем представлены четыре картины на химические темы. Кроме того, у нас есть возможность выслушать комментарии авторов, научных консультантов, экспериментаторов; нас будет интересовать и мнение публики.

Экскурсовод. Путешествуя летом, мы остановились на берегу необычного живописного озера и сразу принялись за дело: стали готовить, мариновать шашлыки, собирать хворост, а художник разложил краски, кисти и стал писать пейзаж. Пригревало солнышко, но вскоре мы почувствовали головокружение, возбуждение и мы приняли решение поменять место стоянки.

В результате этого похода осталась картина «Фантастическое озеро» и наш экспериментатор предусмотрительно взял пробу жидкости из озера. Что же оказалось? Слово экспериментатору.

Экспериментатор проделывает качественную реакцию окисление этилового спирта оксидом меди(II). Вывод: это озеро этилового спирта. Что же с нами произошло, объяснит научный консультант.

Научный консультант. Эта работа посвящена применению важнейшего вещества – этилового спирта. Как вы видите, в центре картины показано фантастическое озеро, состоящее из этилового спирта. Подгоняемые ветром волны причудливо складываются, представляя химическую формулу второго представителя гомологического ряда аланов. На формуле показано, что электронная плотность в молекуле распределена неравномерно. Причиной тому – атом кислорода. Будучи более электроотрицательным, чем остальные атомы, он «оттягивает» электронную плотность на себя. Это придает атому водорода, находящемуся возле атома кислорода, независимость. Вы хорошо знаете, что он может замещаться щелочными металлами. Относительно независима и сама функциональная группа (ОН^-). Она может быть замещена на атом галогена. Эти способности молекулы на картине показаны с помощью формулы и интенсивности окраски волн, окружающих формулу.

Верхняя часть пейзажа – солнечное небо, едва покрытое легкими облаками. Чувствуется, что все пронизано летним теплом. В связи с этим нельзя не вспомнить о водородных связях. Как мы видим на формуле. У атома кислорода сосредотачивается отрицательный электрический заряд. Атом водорода, находящийся рядом с ним, вследствие упомянутого уже смещения электронной плотности имеет частично положительный заряд. Это позволяет молекулам особым образом взаимодействовать. Частично отрицательно заряженный атом кислорода одной молекулы притягивает к себе частично положительной заряженный атом водорода другой молекулы. В итоге все молекулы оказываются связанными между собой, так называемыми водородными связями. Именно водородные связи являются причиной того, что даже в теплую солнечную погоду этанол находится в жидком состоянии. Кипения вещества в этих условиях не наблюдается. Ощущение стабильности придает картине особый колорит.

Следует также обратить внимание зрителей на однородность жидкости, составляющей волны, несмотря на дожди, которые в этой местности идут часто. Расслоения двух жидкостей (этанола и воды) не происходит. Это говорит о том, что этанол хорошо смешивается с водой благодаря тому, что молекула воды тоже полярная. В водном растворе спирта образуются водородные связи между молекулами спирта и воды. Как говорится в народной химической пословице: «Подобное растворяется в подобном».

В левой части картины мы видим автомобиль. Шины этого автомобиля сделаны из особого каучука. Создание его производства занимает целую страницу в истории химии. В результате кропотливого труда наш соотечественник профессор С.В. Лебедев путем серии реакций дегидратации и дегидрирования в 1935 году получил бутадиен, полимеризация которого и привела к образованию каучука.

На картине показано, что выхлопы двигателя автомобиля отличаются чистотой. Вы видите, что у выхлопной трубы стоит заяц и не испытывает никакой тревоги. Специалисты могут с уверенностью утверждать: в выхлопах практически нет сажи и оксида углерода (II). Объясняется это тем, что в качестве топлива используется этанол. Следует отметить, что топливо, содержащее этанол, отличается высоким октановым числом. На картине невозможно изобразить, насколько тихо работает двигатель, но то, что заяц не боится находиться возле автомобиля, нам позволяет судить о царящей тишине. Это является следствием высокой детонационной устойчивости топлива.

Далее «научный консультант» приводит уравнения химических реакций, характеризующие химические свойства спиртов и области применения, на которых они основаны. Делает акцент на применении и вредном действии метилового и этилового спирта на организм.

Научный консультант задает вопросы зрителям:

1. Почему этиловый спирт – жидкость, несмотря на малую молекулярную массу, и почему хорошо растворяется в воде?
2. Перечислите области применения этилового спирта.

Экскурсовод: Вторая творческая группа представляет свою картину «Натюрморт с фруктами» (художник выносит картину).

На картине изображены разнообразные фрукты, бутылка рома. Мастерство художника так велико, что вслед за восприятием этих образов появляется ощущение запаха, необыкновенный аромат и даже перевод – мертвая натура – теряет смысл. В чем секрет? Есть ли научное объяснение? Слово научному консультанту.

Научный консультант объясняет механизм реакции этерификации, дает определение класса сложных эфиров; объясняет физические свойства, обусловленные строением (отсутствием водородных связей). Подробно освещает области применения сложных эфиров, делая акцент на применение вещества.

Учащиеся заполняют таблицу в опорном конспекте. Научный консультант приводит данные периодической печати о вручении Нобелевской премии американским ученым за расшифровку механизма ощущения запахов.

Затем рассматривается вопрос изомерии. Для состава C₅H₁₀O₂ составить изомеры (вопросы учащимся). Почему эфиры нерастворимы в воде?

Экскурсовод: эта картина не так романтична, как первая и не источает ароматы как вторая, но, на мой взгляд, не лишена привлекательности. Это жанровая сценка – сельские мотивы с изображением очаровательного поросёнка. Слово научному консультанту.

Научный консультант освещает вопросы строения, классификации, свойств и областей применения жиров, их роль в организме; основные способы переработки. При объяснении используется подвижное графическое пособие. Сообщаются сведения периодической печати о современных синтетических моющих средствах и переработке жиров.

Вопросы учащимся.

1. Чем жидкие жиры отличаются от твердых жиров?
2. Как доказать непредельный характер жидких жиров?

Экспериментатор демонстрирует опыт-обесцвечивание раствора перманганата калия в оливковом масле.

Демонстрируется кинофрагмент-обесцвечивание бромной воды в растворе оливкового масла. Учащиеся подводят итог о непредельном характере жидких жиров и делают выводы о зависимости строения, свойств и областей применения, иллюстрируя конкретными примерами.

Экскурсовод. Картина представляет одно из направлений в живописи-символизм, и называется «Глюкоза». Но не думайте, что она посвящена Наташе Ионовой известной поп-звезде Глюк^,Оze. Эта картина об одном из важнейших органических веществ-глюкозе. Художник изобразил дерево, которое символично рассказывает нам о целом классе органических веществ «Углеводы».

Научный консультант в образной форме объясняет, что дерево символизирует как бы классификацию углеводов: ствол-название класса, расходящиеся ветви-простые углеводы (пентозы, гексозы) и сложные (дисахариды и полисахариды). А где затерялась глюкоза? Маленькие зеленые листочки символизируют это вещество. Во-первых, глюкоза в природе образуется в результате процесса фотосинтеза. Во-вторых, молекулы глюкозы являются теми «кирпичиками», из которых построены сложные углеводы: α-глюкоза является структурным звеном природного высокомолекулярного соединения крахмала, а β-глюкоза-клетчатки.

Далее научный консультант рассказывает о строении глюкозы, показывает, как строение обуславливает физические и химические свойства глюкозы, освещает области применения, уравнения химических реакций записаны на доске, в ходе объяснения используются таблицы.

Экспериментатор демонстрирует реакцию медного и серебряного зеркала. Опыты, демонстрирующие горение нитроклетчатки и окисление смеси Кибальчича, демонстрирует учитель.

Учащиеся работают над заполнением таблицы, иллюстрирующей зависимость строения, свойств и применения глюкозы, углеводов; отвечают на контрольные вопросы научного консультанта.

1) На основании строения объясните такие физические свойства глюкозы, как сладость, растворимость в воде.
2) Объясните, как закон диалектики «Единство и борьба противоположностей» подтверждается на примере строения и свойств глюкозы.
3) Перечислите области применения углеводов.

Подведение итогов творческой работы учащихся, оцениваются устные ответы и работа с таблицей, ставятся отметки каждому ученику.

Критериями оценки учащихся являются: 1) полнота и правильность изложения материала, как устных ответов, так и записей в тетрадях, 2) правила техники безопасности при работе с реактивами, 3) степень осознанности и понимания изученного.

По этим критериям производится оценка каждого учащегося и выставляются в журнал по две отметки: за устную (сразу после урока) и письменную (на следующем уроке, после проверки тетрадей) работу.

Учащимся в конце урока предлагается написать небольшие комментарии к вопросам по степени интересности-не интересности, понятности-непонятности.

Далее учитель приводит данные современной науки. Яркой иллюстрацией зависимости строения-свойств-применения-является история производства лекарственного вещества талидамида. 94 % женщин, применяющих этот препарат, рождали уродливых младенцев. Талидамид-биологически активное вещество. Существует в виде двух зеркальных изомеров (энантиомеры). У энантиомеров разные оптические свойства, т.е. их растворы пропускают свет под разным углом. До 70-х годов 20 века не разделяли энантиомеры. Первый энантиомер проявляет седативные свойства (успокаивающее действие), второй-обладает тератогенными свойства (от греч. «урод»). Необходимо было отделить второй энантиомер.

Вывод: одной из основных задач современной фармакологии является получение чистых лекарственных препаратов.

Данный урок по закреплению знаний, их систематизации спланирован и проведен в занимательной форме. Смоделирована игровая ситуация: конкурс картин. Урок развивает познавательный интерес учащихся к предмету, формирует осознанное расширение кругозора, культуры, любознательности. Проведение такого урока требует системного подхода к изучению учебного материала, особого внимания учителя к личности каждого учащегося, совместного стремления к поиску интересных форм общения по предмету.

Обсуждение картин и заполнение опорного конспекта показало, что учащиеся не восприняли их поверхностно. Смысловое содержание образов, возникших у них, оказалось адекватным.

Проведение химического вернисажа оказало благотворное влияние на воспитание у учащихся способностей к сотрудничеству. Обратила на себя внимание деловая и благожелательная атмосфера, царящая на уроке. Зачастую бывает, что учащиеся оказываются не в состоянии аргументировано высказать своё суждение по какому-либо поводу. А уж понять суть высказывания одноклассника оказывается ещё сложнее. Вместе с тем, если учащиеся способны самостоятельно сформулировать суждение и понять суждения другого, то они могут лучше усвоить учебный материал. Не случайно коммуникативным аспектам обучения в последнее время педагогическая наука стала уделять пристальное внимание.

Инсценировка игры учит ребят анализировать и оценивать сложные проблемы человеческих взаимоотношений, в разрешении которых существенно не только правильное решение, но и обоюдное поведение, структура отношений, тон, мимика, интонация и т.д. Обобщение темы в необычной, нетрадиционной форме способствует формированию у учащихся высокой мотивации к учению, желанию углубить знания по определенной теме, что, естественно, влияет на повышение качества знаний.