Предмет органической химии. Особенности строения органических веществ. Урок в 9 классе.
Цель урока: сформировать представление о составе и строении органических соединений, их отличительных признаках; выявить причины многообразия органических веществ; продолжить формирование умения составлять структурные формулы на примере органических веществ.
Задачи урока.
Образовательные: сформировать понятие о предмете органической химии, рассмотреть особенности органических веществ; закрепить понятие «валентность»; ознакомить с основными положениями теории химического строения органических соединений; начать формировать навыки составления структурных формул; раскрыть значение органических веществ.
Воспитательные: продолжить формирование познавательного интереса к предмету через использование нестандартных форм обучения и создание ситуации успеха.
Развивающие: развивать учебно-интеллектуальные умения выделять главное и существенное, устанавливать причинно-следственные связи (развивать логическое мышление); продолжить развитие учебно-организационных умений, направленных на выполнение поставленной задачи, осуществление самоконтроля и самоанализа учебной деятельности.
Реактивы и оборудование: органические (жидкие и твердые) кислоты (лимонная – С6Н8О7, стеариновая – С17Н35СООН, олеиновая – С17Н33СООН, уксусная – СH3COOH,), сахар – С12Н22О11, этиловый спирт (в спиртовке) – С2Н5ОН, образцы изделий из пластмассы и синтетических волокон (линейки, ручки, капроновые ленты, пуговицы, цветочные кашпо, полиэтиленовые пакеты и т. д.), парафиновая свеча, спички, фарфоровая чашка, пробирка, держатель, шаростержневые модели метана, пропана, бутана
Тип урока: изучение новых знаний.
Методы и методические приемы:
1. Дискуссия.
2. Самостоятельная работа с текстом.
3. Проблемная ситуация.
4. Частично-поисковый лабораторный метод.
«Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие. Куда не посмотрим, куда не оглянемся – везде перед очами нашими успехи её применения...»
М. В. Ломоносов.
I. Организационный момент (1 мин.)
Здравствуйте ребята! Садитесь.
Проверяю наличие учебных принадлежностей к уроку.
II. Мотивационный момент (2 мин.)
Мы закончили очередную тему из химии элементов. Прежде чем определиться с названием новой темы, вспомним те химические понятия, которые нам помогут в изучении нового материала.
Ø Что изучает химия?
Учащиеся: Химические вещества и их превращения
III. Актуализация знаний (3 мин.)
Ребята, напишите в центре страницы слова «химические вещества». Какие ассоциации у вас связаны с этими словами? Напишите примеры химических веществ в тетради, разместив их вокруг слов «химические вещества».
/оформляю ответы учащихся на доске в виде схемы, поочередно спрашивая всех и следя, чтобы названия веществ не повторялись/
В течении двух лет мы с вами изучали один из разделов химии под названием «неорганическая химия».
Посмотрите на схему и перечислите вещества, которые относятся к неорганической химии. (Например: алмаз, серная кислота, азот, нитрат цинка, карбид кальция.)
Ø Какие вещества мы с вами еще не изучали? Назовите их.
(Например: белки, жиры, углеводы, бензол, крахмал, метан.)
Эти вещества относятся к органическим, и изучают их в разделе органической химии.
Все, что нас окружает, кроме горных пород и океана, относится к органической химии. Список органических веществ в настоящее время насчитывает около 25 млн наименований, причем каждый год он пополняется на 200–300 тыс. новых соединений. При этом общее число неорганических веществ около 1 млн (700 000).
Чем обусловлено такое многообразие органических веществ? В чем их особенность? Что общего в составе этих веществ? Почему данные вещества называются органическими? Ответы на эти вопросы мы попробуем получить сегодня на уроке.
Ø Сформулируйте тему урока.
Ø Чему мы должны научиться, какова цель нашего урока?
IV. Изучение нового материала (20 мин)
Ребята, чтобы ответить на вопрос, что такое органические вещества и органическая химия, вам необходимо поработать с учебником. Прочитайте первые пять абзацев § 32 учебника, с. 193. Составьте определения. Запишите их в тетрадь.
Учащиеся работают с текстом учебника с. 193,
текст читают дозированно, после каждой смысловой части останавливаются, совместно обсуждают проблемные вопросы темы, ведут записи в тетради.
После прочтения первого фрагмента отвечают на вопросы учителя.
Вопросы учащимся для обсуждения:
Ø Как произошел термин «органические вещества»?
Органическая химия – наука об органических соединениях и их превращениях. Первоначально органическим считались вещества, найденные в живых организмах и животных. Например:
1. Это жиры, которые формируются в живых организмах;
2. Углеводы в большом количестве содержащиеся в растениях;
3. Природные волокна – источники которых хлопок, бамбук, тутовый шелкопряд
4. Природный газ – источник огромного количества углеводородов, нефть, газ и каменный уголь – это природные ископаемые, которые образовались при разложение ранее живших организмов.
Но в настоящее время получено очень много новых веществ, которые как считалось ранее образуются только в живых организмах.
например: пластмассы, моющие средства, лекарства и многое другое.
Т.о. органическая химия включает в себя не только вещества, которые синтезируются в живых организмах, но и получают в лабораториях. Но название предмета сохранилось.
Ø Кто ввел термин «органическая химия»?
С органическими веществами человек знаком давно: он употребляет их в пищу, шьёт из них одежду, строит жилища. Первые попытки классификации веществ на органические и неорганические были предприняты ещё в 9-10 веках. Арабский алхимик Абу Бакр ар-Рази впервые разделил вещества на минерального, растительного и животного царства. Такая классификация просуществовала до 19 века. В 19 веке шведский химик Якоб Берцелиус предложил делить вещества на органические и неорганические и предложил раздел химии, изучающий эти вещества назвать органической химией. Подумаем почему он так назвал вещества? Берцелиус был представителем виталистического направления, сторонники этого направления считали, что органические вещества создаются только в живых организмах под действием особой «жизненной силы», получить их в лаборатории нельзя, такие взгляды тормозили развитие науки, но они не могли остановить поступательного процесса познания природы.
Термин “органическая химия” был введен шведским ученым Й. Берцелиусом в начале XIX века.
Список важнейших открытий органической химии можно представить следующим образом:
Марковников – выделил из нефти особую группу веществ и дал им название нафтены;
Шеврель – определил состав жиров;
Собатье – ему мы обязаны созданием маргарина;
Вюрц – разработал синтез фенолов, красителей и ряда лекарств;
Зелинский – занимался изучением нефти и ее переработкой, но нам он в большей степени знаком как изобретатель противогаза;
Зинин – синтезировал анилин и красители на его основе;
Шееле – в своей аптекарской лаборатории выделил кислоты: щавелевую, лимонную, яблочную и другие, дал им названия.
Дем онстрирую разнообразные органические вещества: органические кислоты (твердые и жидкие) – лимонную С6Н8О7, стеариновую С17Н35СООН, олеиновую С17Н33СООН, уксусную СH3COOH, аминоуксусную NН2СН2СООН, сахар С12Н22О11, этиловый спирт (в спиртовке) С2Н5ОН, парафиновую свечу и нефть, в состав которых входят вещества с общей формулой СхНу, бумагу, состоящую из целлюлозы (С6Н10О5)n.
Все это органические вещества.
Ø Что общего у всех органических веществ?
Учащиеся: В состав всех органических веществ входит химический элемент углерод.
Ø Дайте определение предмету органическая химия.
Учащиеся: Органическая химия – это химия соединений углерода
Ø Какие еще элементы находятся в составе органических веществ?
Учащиеся: Помимо углерода в состав входит элемент водород. Могут еще входить О, S, N и другие элементы.
Ø Какое химическое свойство вы можете предположить для органических веществ?
Учащиеся: Во все перечисленные соединения входит углерод и водород. Они горят
Все органические вещества горят.
Демонстрирую горение спиртовки (C2H5OH), обращает внимание на характер пламени, вносит последовательно в пламя спиртовки и свечи фарфоровую чашку, показывает, что от пламени свечи образуется копоть. (спиртовое пламя бледное, бесцветное, у свечи – яркое, светящееся)
Ø какие вещества образуются в ходе горения органических веществ на примере парафина?
Учащиеся: образоваться может углекислый или угарный газ, чистый углерод (сажа, копоть).
| Индивидуальная работа у доски CхHу + O2 = CO2 + H2O |
При горении органических веществ образуются углекислый газ и вода
Ø Как подтвердить, наличие продуктов окисления: воды и углекислого газа?
! Обсуждаем технику безопасности при работе со спиртовкой
Пропустить углекислый газ через известковую воду, она помутнеет.
Выполнение лабораторного опыта в группах по четыре человека: пробирку с парафином и оксидом меди (II) нагревают, через газоотводную трубку пропускают углекислый газ в известковую воду, наблюдают помутнение из-за образовавшегося карбоната кальция.
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O
Не все органические вещества способны гореть, но все они разлагаются при нагревании без доступа кислорода, обугливаются.
Демонстрирую обугливание сахара при нагревании
Приведите примеры из жизни, когда происходит разложение органических веществ, т.е. их обугливание. Например, что происходит с продуктами, содержащими крахмал, белок?
Учащиеся: Образуется уголь. Если пережарить картошку, оладьи, блины, хлеб, происходит обугливание крахмала, входящего в состав картофеля и муки. При подгорании яиц или мяса обугливается белок, содержащийся в этих продуктах.
Ø Ребята, определите вид химической связи в органических веществах, исходя из их состава.
Учащиеся: (смотрит на формулы органических веществ, написанные на доске). В органических веществах ковалентная полярная связь.
Ø Что произойдет, если на раскаленную сковороду положить поваренную соль, сахар?
Учащиеся: Сахар начнет плавиться, а поваренная соль останется без изменений.
Ø Как вы думаете, почему поваренная соль и сахар ведут себя по-разному при нагревании?
Учащиеся: Данные вещества имеют разное строение кристаллических решеток.
Ø Какая кристаллическая решетка у поваренной соли и у сахара?
Учащиеся. В поваренной соли NaCl – ионная кристаллическая решетка, а в сахаре – молекулярная.
Ø Чем отличаются вещества с молекулярной и ионной кристаллическими решетками?
Учащиеся. Вещества с ионными кристаллическими решетками имеют более высокие температуры кипения и плавления, чем вещества с молекулярными решетками.
Ø И мы с вами это можем наблюдать при плавлении сахара на раскаленной сковороде. Ребята, давайте запишем признаки органических веществ.
Итак, запишем признаки (особенности) органических веществ.
Далее ученики в тетрадях записывают признаки органических веществ:
1. Содержат углерод.
2. Горят и (или) разлагаются с образованием углеродсодержащих продуктов.
3. Связи в молекулах органических веществ ковалентные.
4. Кристаллическая решетка молекулярная.
Изучение органических веществ в XIX веке столкнулось с рядом затруднений. Одно из них – «непонятная» степень окисления углерода.
Ø Определите степень окисления углерода в соединениях: СН4 – метан, С2Н4 – этилен, С2Н2 – ацетилен, пропан -С3Н8
Устно рассчитывают степени окисления элементов. Испытывают затруднения. В метане С2H4 степень окисления - IV, в этилене С2Н4, в ацетилене С2Н2, в пропане С3Н8 соответственно II, I и 8/3.
Полученные степени окисления маловероятны. Значит, к органическим веществам нельзя применять методы неорганической химии.
Вместо понятия степени окисления в органической химии применяют понятие валентность.
Валентность – способность атомов образовывать определенное количество ковалентных связей.
Так, в молекуле водорода Н2 образуется одна ковалентная химическая связь Н-Н, т.е водород одновалентен.
Азот в аммиаке трехвалентен NH3или N – H
Сера в сероводороде и кислород в воде двухваленты:
H2S или H-S-H, H2O или H-O-H
Рассмотрим строение атома углерода.
1. Рассматривают электронную конфигурацию атома углерода, графическое изображение валентных электронов, переход атома в возбужденное состояние, наличие у атома углерода 4-х неспаренных электронов.(валентность углерода в органических соединениях всегда IV, (атомы углерода соединяются между собой в углеродные цепочки)