Розробка уроку на тему Метан його будова та валентні стану атома вуглецю

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Розробка уроку на тему: «Метан, його будова і валентні стани атома вуглецю».
(Урок для учнів 11 класів з органічної хімії, досліджуваний у розділі «Граничні вуглеводні на який відводиться 6 уроків).
Цілі уроку: сформувати уявлення про склад і будову метану, його знаходженні в природі і фізичних властивостях; вивчити валентні стани атома вуглецю.
Завдання уроку: 1) вивчити будову метану (молекулярна, електронна і структурна формули), фізичні властивості, знаходження в природі, тип хімічного зв'язку в молекулі, просторова будова молекули, будова атома вуглецю в трьох валентних станах, поняття гібридизації; 2) розвинути й узагальнити знання про хімічний зв'язок в органічних сполуках; 3) продовжити формування діалектико-матеріалістичного світогляду на прикладі молекули метану, етилену, ацетилену.
Обладнання: Періодична таблиця Д. І. Менделєєва, масштабна модель і шаростержневая модель метану, таблиця «Електронне та просторову будову молекули метану», фрагмент фільму про будову органічних сполук, комп'ютер, мультимедійний проектор, інтерактивна дошка, на столах учнів набір для створення шаростержневих молекул .
Тип уроку: комбінований.
Методи: словесний (лекція), наочний, проблемний виклад, робота з книгою.
Хід уроку
I. 1. Організаційний момент.
2. Фронтальне перевірка знань з теми «Будова атома вуглецю» 1) Записати електронну формулу атома вуглецю в основному і збудженому стану 2) Що називають хімічним зв'язком? 3) Який зв'язок називається σ-зв'язком? 4) Який зв'язок називається π - зв'язком? 5) Виконати біля дошки письмово питання № 11, 16 стор.20. (Учні перевіряють у зошитах домашнє завдання, два учні працюють біля дошки).
II. Вивчення нового матеріалу
1. Робота з книгою. (Учні знаходять відповіді на питання і на завдання).
1) Де в природі зустрічається метан і якими фізичними властивостями володіє?
2) Запишіть молекулярну, електронну і структурну формули в зошит. Яку валентність проявляє вуглець в органічних сполуках?
Хлопці на останнє запитання відповідають логічно: атоми вуглецю в органічних сполуках завжди чотиривалентний. Для цього при утворенні хімічних зв'язків атом повинен перейти в збуджений стан, при якому один з 2s-електронів переміщується на 2р-орбіталь.
Тепер розглянемо молекулу метану. Учні відповідають на питання:
1. Скільки хімічних зв'язків в молекулі метану?
2. Який тип хімічного зв'язку С-Н?
3. До якого типу відносяться ці зв'язки (до σ-або π-типу)?
4. За рахунок перекривання орбіталей якого типу відбувається утворення зв'язків вуглець-водень?
На останнє питання хлопці відповіли правильно: три зв'язку утворені за рахунок перекривання р-орбіталей атома вуглецю і s-орбіталі атомів водню, четверта зв'язок - результат перекривання двох s-орбіталей. Вчителем створюється проблемна ситуація. Очевидно, що в такому разі одна з зв'язків С-Н буде відрізнятися від трьох інших: по енергії, довжині, спрямованості. Однак за допомогою сучасних методів дослідження доведено, що всі зв'язки в метані абсолютно рівноцінні! Чому? Учні висловлюють сумніви в можливості утворення молекули, мотивуючи тим, що різні електрони, мабуть, не утворюють однакові хімічні зв'язки. Висунути припущення учні не можуть. Для пояснення цього факту висунута гіпотеза, звана теорією гібридизації. Вчитель пояснює гібридизацію електронних хмар, вирівнюючи їх за формою і енергії, говорить про утворення стійкої молекули метану. Відбувається вирівнювання електронних хмар (s і 3р) і утворюється 4 хмари однакової форми, тобто гібридних (на інтерактивній дошці намальовані електронні хмари) Утворення нових орбіталей симетрично розташованих і з однаковою енергією, отримало назву гібридизації. Учні записують у зошити визначення гібридизації: «гібридизації орбіталей називають процес вирівнювання їх за формою та енергії».
При «змішуванні» 2s - орбіталі і 2р-орбіталей утворюються чотири однакові SР 3 - гібридні орбіталі. Кожна з них має грушоподібної форми, сильно витягнуту в одну сторону від ядра. Така форма дуже вигідна: він сприяє більш повного перекриття з орбиталями інших атомів при утворенні хімічних зв'язків. Чим повніше таке перекривання, тим міцніше хімічний зв'язок.
Стан вуглецевого атома з SР 3 - гібридними орбиталями характерно для з'єднань з одинарною зв'язком: метану і подібних йому вуглеводнів. Як відомо, чотири однакові σ зв'язку становлять між собою кут 109 0 28 /. Тому молекула в просторі має форму тетраедра. Демонструю шаростержневую модель молекули метану. Ставлю перед учнями два питання: 1) чому саме під кутом 109 0 29 / утворюється хімічний зв'язок в молекулі? 2) чому при утворенні зв'язків хмари електронів втрачають форму симетричних вісімок, виявляються витягнутими в одному напрямі? (Демонстрація відеофрагменту).
Тільки при куті 109 0 28 / заряджені електронні хмари можуть перебувати на максимальному видаленні один від одного, і це сприяє більшій стійкості системи. Витягнута форма хмар атома вуглецю забезпечує найбільше перекривання їх з електронними хмарами атома водню, що сприяє утворенню більш міцних зв'язків. Між водневими атомами в цьому випадку будуть діяти менші сили відштовхування, що також призводить до більшої стійкості. Це перше валентний стан атома вуглецю. Учні заповнюють таблицю в зошитах:
Валентний стан атома вуглецю
Формула речовини
Тип гібридизації
Довжина зв'язку
Кут зв'язку
Друге валентний стан атома вуглецю. Існують органічні речовини, в яких атом вуглецю пов'язаний не з чотирма, а з трьома сусідніми атомами, залишаючись при цьому чотиривалентний. Як таке може бути? Тільки в тому випадку, якщо з одним із сусідів вуглець пов'язаний подвійним зв'язком. Валентний стан атомів вуглецю в етилену вже інше. Гібридизації піддаються не чотири, а тільки три орбіталі атома вуглецю: s і 2р - орбіталі. Це SР 2 - гібридизація. Четверте гантелеобразная р-хмара залишається негібрідізованним. (Демонстрація відеофрагменту). Учні записують у таблицю дані про довжину зв'язку (0,134 нм), вугіллі зв'язку (120 о), просторової форми молекули етилену. Вчитель пояснює, механізм утворення σ-і π-зв'язків у етилену, звертає увагу на різницю в природі зв'язків між атомами вуглецю (бічний перекривання, міцність, доступність для реагентів), проводить порівняння з одинарною С-С зв'язком у етан (довжина зв'язку 0,154 нм ).
Третє валентний стан атома вуглецю.
Учитель, говорить, що існують органічні речовини, в яких атом вуглецю пов'язаний тільки з двома сусідніми атомами. Це ацетилен. У цьому з'єднанні атоми вуглецю прибувають в третьому валентному стані SР-гібридизації.
Спільно учні відповідають на питання:
1.Сколько орбіталей схильні гібридизації в третьому валентному стані?
2.Як розташовані в просторі осі SР-гібридних орбіталей, виходячи з принципу їх взаємного відштовхування?
3. Скільки і яких орбіталей залишається негібріднимі?
4. Як розташовані в просторі осі двох негібрідізованних р-орбіталей по відношенню один до одного і осях SР-орбіталей. Аналіз малюнка 20. стор 69. (Демонстрація відеофрагменту). Учні заповнюють таблицю для третього валентного стану атома вуглецю: довжина зв'язку 0, 120 нм, кут зв'язку - 180 0.
III. Закріплення матеріалу
1. а) Зібрати шаростержневие молекули метану, етилену, ацетилену.
б) Показати валентні кути.
в) Показати напрямок ковалентних зв'язків.
2. Який тип гібридизації не існує і чому: SР 3, sp 2, sp 4, sp?
3. Визначте тип гібридизації кожного атома вуглецю в молекулах речовин, структурні формули, яких записані нижче.
1) СН 3 - СН 2 - СН 3, 2) СН 2 = СН - СН 2 - СН 3, 3) СН QUOTE С - СН 2 - СН 3;
IV. Завдання додому:
§ 5, № 1, та № 3 стор 25.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Диплом
19.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Розробка уроку на тему Метан його будова та валентні стану атома вуглецю 2
Нуклеофільне заміщення біля тетраедричного атома вуглецю
Будова атома
Електронна будова атома Періодичний закон
Оцінка фінансово економічного стану ВАТ ГТС і розробка заходів щодо його поліпшення
Конспект уроку з біології Квітка видозмінений пагін Будова і різноманітність квіток
Розробка фінансового плану будівельного підприємства на основі аналізу його фінансового стану
Розвиток періодичного закону Залежність властивості елементів від ядра його атома
Методика проведення відкритого уроку на тему Білки
© Усі права захищені
написати до нас