Урок химии "Алкены. Строение. Гомологический ряд этилена. Номенклатура. Изомерия алкенов"

Цель урока:

• выработка умений самостоятельно применять знания об алканах, применять их в новых условия.
• изучить строение алкенов; выявить их существенные отличия от алканов; рассмотреть виды изомерии алкенов; основываясь на особенностях строения, спрогнозировать химические свойства алкенов.

Задачи урока:

Образовательные:

• формирование знаний школьников о непредельных углеводородах и об алкенах как самостоятельном классе этих веществ, а также об особенностях их электронного строения, изомерии, номенклатуры, физических свойств;
• показать место и значение алкенов среди углеводородов и в жизни человека;

Развивающие:

• развивать умение учащихся на основе теоретических знаний сравнивать, анализировать, обобщать, логически рассуждать, устанавливать взаимосвязь строения и свойств веществ.
• развивать внимание, познавательный интерес учащихся к предмету путем формирования мотивов деятельности и использования разнообразных форм работы (коллективная, индивидуальная, парная).

Воспитательные:

• воспитывать желание учиться активно, с интересом, прививать сознательную дисциплинированность, четкость и организованность в работе.

Форма проведения: урок-игра.

Тип урока: урок формирования новых знаний.

Оборудование:

1. Комплект для построения шаростержневых моделей молекул.

2. Раздаточный материал:“судовой журнал”

3. Презентация: “Алкены. Строение. Гомологический ряд этилена. Номенклатура. Изомерия алкенов”.

Ход урока

(слайд №1)

Любой человек, невзирая на возраст любит путешествовать. Вот и я Вас приглашаю совершить вместе со мной путешествие на прекрасном лайнере. Я – “капитан”, Вы – пассажиры. Нам нужен штурман, который будет моим помощником. Его мы можем выбрать по количеству жетонов за отгаданный кроссворд.

Сегодня вместо тетрадей вы будете работать с “судовым журналом”, который у Вас на столах.

Итак, начинаем. Чтобы определить - кто поведёт карабль? Небоходимо ответить на вопросы кроссворда: (слайд №2-10)

1. Процесс выравнивания S и P электронных облаков
2. Гомолог метана, формула которого C₄H_10.
3. Основной компонент болотного газа
4. Вещества относящиеся к одному классу, но отличающиеся друг от друга на одну или несколько групп -CH₂
5. Вещество получаемое в процессе дегидратации этилового спирта
6. Частица несущая один не спаренный электрон
7. Вещества имеющие одинаковое число атомов, одну и ту же молекулярную массу, но различное химическое строение
8. Ученый, который получил этан из галогеннопроизводных предельных углеводород с металлическим натрием:

По итогам назначается Штурман.____________

Учитель: Итак, карабль готов к выходу в плаванье. Отдать швартовый!

Учитель ставит перед штурманом задачу: на протяжении всего нашего плаванья следить за курсом, за правильные ответы учащимся выдавать жетоны.

Учитель: (слайд №11)

Штурман, что у нас по курсу?

Штурман:

1. Форватор основных понятий.

Как нам его преодалеть?

Учитель: Чтобы выйти из бухты необходимо ответить на вопросы в “судовом журнале”

Работа учащихся на местах:

1. Вопрос в “судовом журнале” (слайд №12) Ответ (слайд №13)

- Из перечисленных веществ, выпишите формулы предельных УВ и дайте им названия:

C4H8, CH4, C5H12, C2H4, C3H6, C7H16, C8H18, C8H16, C5H10 .

!!!! Один учащийся тем временем решает задачу у доски на вывод химической формулы:

Задача. Выведите молекулярную формулу УВ, если известно, что массовая доля углерода в данном веществе составляет 87,5%, массовая доля водорода – 14,3%. Плотность данного вещества по водороду равна 14. (Ответ: C2H4)

Все вещества, которые вы выписали, относят к классу алканов. Давайте дадим характеристику класса, ответив на вопрос 2.

2. Вопрос в “судовом журнале”

Заполните таблицу, отвечая на вопросы:

1. Какова общая формула алканов?
2. Какой тип гибридизации характерен для атомов углерода у алканов?
3. Чему равен валентный угол?
4. Форма молекул алканов?
5. Виды связи?
6. Длина связи С – С?
7. Виды изомерии?

Ответ (слайд №14)

Признаки	Предельные УВ (насыщенные, алканы)
1. Общая формула	CnH2n+2
2. Тип гибридизации	sp3
3. Валентный угол	109о28
4. Форма молекулы	тетраидрическая
5. Виды связей	- связь
6. Длина связи	0,154 нм
7. Виды изомерии	Структурная: изомерия углеводородного скелета

Учитель: Штурман, что у нас дальше по курсу?

Ответ (слайд №15)

2. Море классов органических соединений.

1. Будет ли УВ, формулу которого была выведена в задаче относится к предельным УВ? Почему? - Не отвечает общей формуле алканов

2. Является ли данный УВ насыщенным? - Данный УВ не является насыщенным

Данный УВ используют широко для обработки фруктов и овощей, чтобы ускорить их созревание. Сегодня его широко применяют для получения многих видов пластмасс. Это этилен.

Учитель: Как вы думаете, какую тему урока мысегодня будем изучать? Ответ (слайд №16)

Записать тему в “судовой журнал”

Тема: “Алкены. Строение. Гомологический ряд этилена. Номенклатура. Изомерия алкенов”

Постановка целей урока

Сообщение учащегося об истории открытия и истории названия этилена.

Ответ (слайд №17)

Впервые этилен был получен в 1669 г. немецким химиком Иоганном Иоахимом Бехером (1635–1682)... случайно! В одном из опытов он вместо добавления к нагретому купоросному маслу (концентрированной серной кислоте) еще одной его порции в рассеянности прилил винный спирт (этанол), который находился рядом в стакане. Бехер увидел сильное вспенивание раствора с выделением неизвестного газа, похожего на метан СН4. В отличие от метана новый газ горел коптящим пламенем и обладал слабочесночным запахом. Бехер установил, что его “воздух” более химически активен, чем метан. Так был открыт этилен С2Н4, образующийся по реакции:

Современники не смогли по достоинству оценить открытие учёного. Ведь Бехер не только синтезировал новый углеводород, но и впервые применил химический катализатор в процессе реакции. До этого в научной практике применялись только биологические катализаторы природного происхождения – ферменты. Этилен более 100 лет после его открытия не имел собственного названия.

В конце ХVIII века выяснилось, что при взаимодействии с хлором “газ Бехера” превращается в маслянистую жидкость; после чего его назвали олефином, что значит рождающий масло. Затем это название распространилось на все углеводороды, которые имели подобное этилену строение. И только в середине XIX в. “газ Бехера” получил название “этилен”, которое дал ему А.М. Бутлеров. Это название и осталось в химии до наших дней.

Работа учащихся на местах: Вопрос в “судовом журнале”

1. Выразить строение этилена структурной формулой, если согласно теории А.М.Бутлерова углерод в органических соединениях четырёхвалентен.

Ответ (слайд №18)

2. Лабораторный опыт № 1: Собрать шаростержневую модель молекулы этилена, ответить на ряд вопросов, заполнив таблицу:

1. Сколько сигма-связей в молекуле этена? Ответ (слайд №19)
2. В состоянии какого типа гибридизации находятся атомы углерода в этом соединении?
3. Сколько гибридных и негибридных орбиталей в атоме углерода в sp2- гибридном состоянии?
4. Как расположены гибридные орбитали в пространстве?
5. Каков будет угол связи?
6. Какая из связей более прочная: сигма- или пи-связь? Ответ (слайд №20)

3. Характеристика двойной связи. Ответ (слайд №21)

Сделать вывод о характере двойной связи:

а) двойная связь является сочетанием сигма- и пи-связей, различающихся своей прочностью.

б) наличие пи-связи (более слабой) объясняет высокую химическую активность алкенов.

Учитель:

Ответив на вопросы, мы двигаемся дальше по курсу. Штурман, что у нас дальше по курсу?

Ответ (слайд №22)

4. Рифы химических формул

Задание классу: в “судавом журнале”

Гомологический ряд алкенов.

1. Составить молекулярные формулы первых семи представителей ряда этена Ответ (слайд № 23). Существует ли алкен с одним атомом углерода?

Номенклатура алкенов.

2. Назовите непредельный углеводород. (слайд №24,25)

Запомни!!! (слайд №26)

Названия одновалентных радикалов алкенов: -СН=СН₂ (винил) –СН₂–СН=СН₂ ( аллил )

Изомерия. (Предложить учащимся ответить на вопросы)

1. Какие виды изомерии характерны для алкенов?

- изомерия углеродного скелета. Ответ (слайд № 27)

- изомерия положения двойной связи. Ответ (слайд № 28)

- межклассовая изомерия. Ответ (слайд № 29)

Лабораторный опыт № 2: (слайд № 30)

а) заменить в шаростержневой модели молекулы этилена два атома водорода на 2 атомыа хлора по вариантам.

б) возможно свободного вращения атомов углерода при двойной связи?

в) сравнить полученные вещества и ответить на вопрос:Может ли молекула одной конфигурации свободно превратиться в молекулу другой конфигурации ?

Это два разных вещества, изомерных друг другу. (слайд № 31)

Данный вид изомерии обусловлен не разным порядком соединения атомов в молекулах, а различным расположением атомов в пространстве.

Это один из видов пространственной изомерии – геометрическая изомерия.

Если замещающие группы в изомере находятся по одну сторону плоскости двойной связи, то будет цис-изомер (цис- от лат.- по эту сторону), если они находятся по разные стороны – транс-изомер (транс- от лат. – через, по разные стороны).

Эти изомеры отличаются физическими и химическими свойствами.

Вывод:

• для алкенов характерна пространственная (цис-, транс) изомерия.
• цис-транс-изомерия возникает только в том случае, если каждый из атомов углерода, связанных двойной связью, соединён с разными атомами или группами атомов.

Учитель: Давайте заполним таблицу в “судовом журнале”

Физические свойства алкенов. Ответ (слайд № 32)

Изменение физических свойств происходит вслед за возрастанием Mr веществ.

По физическим свойствам алкены близки к алканам, т.к. их молекулы также практически неполярны. С воздухом этилен образует взрывоопасные смеси. Жидкие алкены имеют неприятный специфический запах.

Распространение в природе. В отличие от предельных УВ алкены в природе, как правило, не встречаются, что объясняется их высокой химической активностью. Этилен может входить в состав природного и попутного газов, правда содержание его невелико (0,5- 4%). Газообразные алкены выделяют из газов нефтепереработки, а также из газов коксообразования угля.

Учитель: Штурман, что у нас дальше по курсу? Ответ (слайд №33.34)

5. Залив знаний

Чтобы преодалеть это испатание нам необходимо ответить на ряд вопросов.

1. Какое вещество является лишним? Почему?(слайд №35)

Ответ (слайд №36) Какое вещество является лишним? Почему? - И) гексан

2. Какие вещества являются изомерами? Почему? (слайд №37)

Ответ (слайд №38) Какие вещества являются изомерами? Почему? - 1) А и Д; 2) В и Г.

3. Вставьте в текст соответствующие слова и символы из скобок (слайд №39)

Алкенами называются УВ, содержащие в молекуле одну.... (одинарную, двойную, тройную) связь и имеющие общую формулу .... (СnН2n+2, СnН2n, СnН2n-2). Длина углерод-углеродной связи в этилене ....(больше, меньше), чем в этане, и равна ....(0,154 нм, 0,120 нм, 0,134 нм)

Ответ (слайд №40)

Алкенами называются УВ, содержащие в молекуле одну.... (одинарную, двойную, тройную) связь и имеющие общую формулу .... (СnН2n+2 СnН2n СnН2n-2). Длина углерод-углеродной связи в этилене ....(больше, меньше), чем в этане, и равна ....(0,154 нм, 0,120 нм, 0,134 нм)

6. Порт

Учитель: (слайд №41)

Итак, мы подошли в конечный пункт нашего путешествия – порт.

Давайте подведём итог нашему путешествию, ответив вопросы в “судовам журнале”:

(слайд №42)

• Что мы узнали в ходе путешествия?
• Где встретились затруднения на нашем пути?
• С каким настроением Вы вернулись в Порт? (поднимите смайлик)

Учащиеся отвечают на вопросы, учитель считает количество жетонов и выставляет оценки за урок.

(слайд №43) Домашнее задание

Учитель: Домашнее задание у вас находится в “судовом журнале”

1. Параграф 7

2. Напишите структурные формулы веществ:

(слайд №44) Спасибо за внимание!

Технологическая карта урока.