Урок: Алканы. Строение, изомерия

Цели урока:

Образовательная – изучить особенности строения алканов, используя компьютерную поддержку, а также рассмотреть особенности изомерии алканов.

Развивающая – продолжить развитие мыслительных процессов и логических операций.

Воспитательная – воспитание усидчивости, научной любознательности, внимательности.

Тип урока: урок изучения нового материала

Оборудование: Мультимедийный компьютер, с использованием видео – проектора.

Ход урока

1.Вводная часть (Ориентировочно – мотивационный этап).

На сегодняшнем уроке мы приступаем к изучению углеводородов и, в частности, алканов. Мы рассмотрим особенности строения этих углеводородов, используя компьютерный конструктор молекул, основные правила номенклатуры и изомерию.

2.Изучение нового материала(Операционно – исполнительный этап).

Откройте тетради и запишите тему урока: Алканы. Строение, изомерия и номенклатура.

Так что же такое алканы?

Алканы – углеводороды, в молекулах которых атомы связяны одинарными связями и которые соответствуют общей формуле C_nH_2n+2.

В молекулах алканов все атомы углерода находятся в состоянии sp³ – гибридизации. Это означает, что все четыре гибридные орбитали атома углерода одинаковы по форме и направлены равносторонней треугольной пирамиды – тетраэдра. Углы между орбиталями равны 109,28˚. Рассмотрим это на примере молекулы метана. Для этого построим модель молекулы с помощью виртуального конструктора молекул. (демонстрация построения с помощью видео – проектора).

Учитель демонстрирует построение молекулы, чтобы научить пользоваться конструктором.

Построение модели молекулы метана с помощью конструктора программы «Виртуальная лаборатория 9-11».

Включаем конструктор молекул, нажимаем на клавишу «С», а теперь на черный экран в середине. На экране появляется шар (атом углерода), а т.к., атом углерода в молекуле метана связан с четырьмя атомами водорода, нажимаем на клавишу «Н», а теперь на атом углерода четыре раза, получаем молекулу метана.

Продолжаем нажимать на углерод.

Вопрос: Почему при дальнейшем нажатии на атом углерода связей с водородом больше не образуется? (углерод не может быть пятивалентным).

Теперь рассмотрим получившуюся модель с помощью функции «Визуализация». Нажимаем на клавишу «визуализация атомных орбиталей».

Вопрос: Итак, какую форму имеет молекула метана? (тетраэдр).

Вы видите из модели, что все орбитали одинаковы, а значит имеют одинаковую? (энергию).

Теперь построим молекулу этана.

Построение модели молекулы этана с помощью конструктора программы «Виртуальная лаборатория 9-11».

Также строит и показывает учитель.

Молекулу можно построить двумя способами:

Нажимаем на клавишу «С» и теперь на черный экран в середине конструктора. На экране появляется шар (атом углерода), нажимаем на этот шар один раз, появляется второй атом углерода, соединенный с первым одной связью. Теперь расставляем атомы водорода: нажимаем на клавишу «Н» и на каждый из атомов углерода по три раза.

Однако мы знаем, что каждый атом углерода связан с тремя атомами водорода, поэтому, нажав на «Н» и три раза на атом углерода в центре экрана, получаем метильный радикал, к которому присоединяем такой же, нажав на клавишу «С» и на углерод в центре, видим, что к метилу присоединился еще один атом углерода, а затем нажимаем на «Н» и три раза на второй атом углерода, присоединили три атома водорода.

Молекула построена.

Обратите внимание, что этан в отличие от метана содержит два атома углерода, соединенные друг с другом одинарной связью. Воспользуемся функцией визуализации, для этого нажимаем клавишу «визуализация атомных орбиталей». Вы видите, что перекрывание происходит по оси, соединяющей ядра атомов углерода, т.е., это сигма – связи.

Вопрос: Внимательно посмотрите на молекулу и скажите связи С-Н короче или длиннее связи С-С? (короче).

Теперь самостоятельно постройте молекулу бутана и сравните полученные молекулы.(класс работает с компьютерами).

Построение модели молекулы бутана с помощью конструктора программы «Виртуальная лаборатория 9-11» учащимися.

При построении учащиеся отмечают, что получаются молекулы разной формы (у кого-то дугообразной формы, у кого-то зигзагообразной). Возникает спор в достоверности построенного ими. Проблемная ситуация.

Вопрос: Как вы думаете, правильно ли у вас построена молекула. Ответ обоснуйте?

Исследовательско – поисковый подход: Учитель: для ответа на этот вопрос нажмите на клавишу «Визуализация атомных орбиталей» и прочитайте первый абзац учебника на стр.68. (Вокруг одинарной С-С связи возможно практически свободное вращение, и молекулы алканов могут приобретать самую разнообразную форму). Приходим к решению, что молекулы построены правильно.

Теперь рассмотрим особенности изомерии алканов.

Для алканов характерна структурная изомерия. Структурные изомеры отличаются друг от друга строением углеродного скелета.

Рассмотрим пентан. Для него характерно два изомера: 2метил бутан.

Вопрос: какой второй изомер?(2,2диметил пропан).

Рассмотрим правила номенклатуры алканов: Пример:224триметил пентан записываем на доске.

1. Сначала определяем главную цепь – самая длинная цепочка атомов углерода в молекуле.(подряд первые пять атомов).

2. Нумеруем главную цепь, нумерацию начинаем с того конца, к которому ближе заместитель. Старшинство углеводородных заместителей определяется по тому, в каком порядке следует в алфавите буква, с которой начинается их название: метил старше, чем пропил и соответственно чем этил.

3. Формирование названия. В начале названия указываем цифры – номера атомов углерода, при которых находятся заместители(224). После номера через дефис указываем количество заместителей(в данном случае –три) иназвание заместителей(метил). Главная цепь называется как углеводород – член гомологического ряда метана(пентан).

3.Закрепление (рефлексивно – оценочный этап)

Назовите вещество (23диметилбутан – записано на доске) и приведите пример его изомера.

4.Домашнее задание: Пар № 11, упр.2