Ход урока
І. Организационный момент.
ІІ. Актуализация знаний и умений. Проверка домашнего задания.
Фронтальный опрос класса по теории строения органического вещества А.М.Бутлерова
Вопросы:
1. Вещества делятся на две большие группы. Какие? (органические и неорганические)
2. В состав органических соединений входит атом? (углерода)
3. Органическая химия – это …………..? (химия углеводородов и их производных)
4. Источники органических веществ? (делятся на две большие группы – природные и синтетические)
5. Что относятся к природным органическим соединениям и к синтетическим органическим веществам? (природный газ, нефть, уголь, торф, сланец, озокерит, продукты лесного хозяйства, хлопок, продукты сельского хозяйства и т.д.), (получают искуственно, путем органического синтеза)
6. Основные положения теории химического строения А. М. Бутлерова.
7. Что называется изомерами?
8. Родоначальником всех органических соединений являются? (углеводороды)
9. Какие соединения называются углеводородами и какие их виды вам известны?
10. Алифатические углеводороды бывают насыщенные и ненасыщенные. Что относятся к насыщенным и ненасыщенным углеводородам?
III. Изучение нового материала.
Алка́ны – насыщенные углеводороды, в молекулах которых атомы углерода соединены между собой только одинарной сигма – связью и которые имеют общую формулу: CnH2n+2.
Алканы называются парафинами, или углеводородами ряда метана. Первым членом алканов является метан, поэтому их называют углеводородами ряда метана.
Алканы являются насыщенными углеводородами и содержат максимально возможное число атомов водорода. Каждый атом углерода в молекулах алканов находится в состоянии sp3-гибридизации — все 4 гибридные орбитали атома С равны по форме и энергии, 4 электронных облака направлены в вершины тетраэдра под углами 109°28'. За счёт одинарных связей между атомами С возможно свободное вращение вокруг углеродной связи. Тип углеродной связи — σ-связи, связи малополярны и плохо поляризуемы. Длина углеродной связи — 0,154 нм.
Простейшим представителем класса является метан (CH4).
По номенклатуре ИЮПАК названия алканов образуются при помощи суффикса –ан
Названия алканов.
Гомологи – вещества, имеющие одинаковую общую формулу, сходные по химическим свойствам, но отличающиеся друг от друга по составу молекул на одну или несколько групп атомов СН2 , которые называются гомологической разностью.
Изомерия алканов.
Изомерия – вещества, имеющие одинаковый состав молекул (т.е. одну и ту же молекулярную формулу), но различное химическое строение и обладающие поэтому разными свойствами. Такие соединения называются изомерами.
1. В формуле молекулы алкана выбираем главную цепь — самую длинную.
2. Затем эту цепь нумеруем с того конца, к которому ближе расположен заместитель (радикал). (Если заместителей несколько, то поступают так, чтобы цифры, указывающие их положение, были наименьшими) Заместители перечисляем по алфавиту.
3. Называем углеводород: вначале указываем (цифрой) место расположения заместителя, затем называем этот заместитель (радикал), а в конце добавляем название главной (самой длинной) цепи.
Таким образом, углеводород может быть назван: 2 - метил - 4 - этилгептан (но не 6-метил-4-этилгептан).
Получение
Способы выделения их из природного сырья.
Природные источники алканов | Способы получения |
1. Нефть 2. Нефтяной газ 1. Природный газ 2. Каменный уголь | Фракционная перегонка. Фракции. 1) ректификационные газы (С3Н8, С4Н10 ) 2) газолиновая фракция (С5Н12 до С11Н24 ) 3) лигроиновая фракция (С8Н18 до С14Н30 ) 4) керосиновая фракция (С12Н26 до С18Н38 ) 5) дизельное топливо (С13Н28 до С19Н36 ) 6) мазут(С18Н38 - С25Н52, С28Н58 - С38Н78) Крекинг: 1. Термический; 2. Каталитический Фракционное разделение 1. газовый бензин 2. пропан-бутановая смесь 3. сухой газ Коксование 1. коксовый газ 2. каменноугольная смола 3. надсмольная вода 4. кокс |
«Синтетические способы получения алканов»
Способ получения | Химизм реакции |
Изомеризация | |
Гидрирование | |
Синтез Вюрца | |
Декарбоксилирование | |
Гидролиз карбидов |
Физические свойства
Первые четыре члена алканов – газы, начиная от пентана до пентадекана (С15Н32) – жидкости, высокомолекулярные алканы, в составе которых имеются 16 и больше атомов углерода, - твердые вещества. При нормальной температуре и при повышении давления пропан и бутан могут находиться и в жидком состоянии. Температуры кипения и плавления нормальных алканов выше температур кипения и плавления соответствующих им разветвленных алканов. Алканы – неполярные соединения. Они легче воды, не смешиваются с водой (не растворяются в воде) и не растворяются в других полярных растворителях. Жидкие алканы являются хорошими растворителями и используюся в качестве растворителей многих органических веществ. Метан и этан, а также высокомолекулярные алканы не имеют запах, но некоторые средние представители отличаются своеобразным запахом. Алканы – горючие соединения.
Химические свойства
1. Реакция замещения: Галогенирование: СН4 + Сl2 →СН3Cl + НCl (хлорметан)
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl (дихлорметан)
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl (трихлорметан)
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl (тетрахлорметан).
1. Реакция нитрования: С2Н6 + НNO3 →C2H5NO2 + H2O
2. Реакции разложения: СН4 →С+2Н2, 2СН4→С2Н2 + 3Н2
3. Реакции окисления: СН4 + 2О2→СО2+2Н2О
2СН4 + О2→2СО+4Н2
1. Каталитическое окисление метана приводит к образованию важных кислородсодержащих органических соединений.
2CH4 +O2=2CH3OH
Применение
IV. Закрепление темы
1. Выпишите формулы алканов из формул приведенных ниже углеводородов: С2Н4, С3Н8, С4Н6, С5Н12, С6Н6, С7Н16. Назовите их. (Стр.57 зад.3)
2. Напишите, дополнив атомами водорода углеродный скелет, полные структурные формулы нижеприведенных углеводородов. Назовите их. (стр.57 зад. 6)
3. Напишите структурные формулы следующих алканов: а) н – пентан; б) 2 – метилбутан; в) 2,4 – диметилпентан; г) 3 – метил – 4 – этилгексан; д) триметилметан (стр. 57 зад.9)
4. Напишите структурные формулы следующих веществ:
а) 2,3 – диметилбутана,
б) 2,4 – диметил - 3 – этилпентана
в) н – пентана
V. Подведение итогов урока
- что нового на уроке узнали?
- что было интересным?
VІ. Домашнее задание
Параграф 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 написать минидоклад про метан и этан