Конспект урока по химии на тему 'Алканы' (11 класс)

Тема урока: «Алканы, гомологический ряд и общая формула алканов, строение молекулы метана и его гомологов, sp3 гибридизация, изомерия и номенклатура.»

Цели и задачи урока:

- сформировать умение составлять структурные формулы органических соединений, используя алгоритм построения, устанавливать причинно-следственные связи между составом, строением и применением веществ;

- отработать навыки пользования номенклатурой IUPAC применительно к алканам;

- ознакомить учащихся с изомерией предельных УВ;

Тип урока: изучение нового материала.

Метод обучения: словесный, наглядный.

Ход урока:

Из ранее изученного материала вы знаете, что насыщенные углеводороды делятся на алканы и циклоалканы. Знакомство с углеводородами начнем с алканов.

Углеводы с общей формулой CnH2n+2 в молекулах которых атомы углерода соединены между собой только одинарной сигма-связью называются предельными (насыщенными) углеводородами, парафинами или алканами .

Вопрос классу: Почему алканы называются насыщенными углеводородами?

(Алканы являются насыщенными углеводородами и содержат максимально возможное число атомов водорода)

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, длина углеродной связи - 0,154 нм, энергия связи 340 кДж/моль .

Гибридизация SP³ < 109°28' L _c-c 0,154 нм Е _с-с 340 кДж/моль

Простейшим представителем класса является метан (CH₄), он начинает гомологический ряд.

Гомологи-углеводороды, сходные по строению, имеющие сходные свойства, относящиеся к одной и той же группе углеводородов или к одному и тому же классу, отличающиеся друг от друга на одну или несколько гомологических разностей (-СН2-).

Гомологический ряд алканов (первые 10 членов)

Молекулярная формула

Структурная формула

Название

CH₄

CH₄

C₂H₆

CH₃-CH₃

C₃H₈

CH₃-CH₂-CH₃

C₄H₁₀

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃

C₅H₁₂

CH₃-(CH₂)₃-CH₃

C₆H₁₄

CH₃-(CH₂)₄-CH₃

C₇H₁₆

CH₃-(CH₂)₅-CH₃

C₈H₁₈

CH₃-(CH₂)₆-CH₃

C₉H₂₀

CH₃-(CH₂)₇-CH₃

C₁₀H₂₂

CH₃-(CH₂)₈-CH₃

Такие гомологические ряды характерны для всех классов органических соединений. При отрыве от молекулы УВ одного атома Н, образуется УВ R.Н-р: Метан=>Метил. Суффикс -ан заменяется на -ил.

Вопрос классу: Со сколькими атомами водорода связан углерод? (4 атома водорода)

Вопрос классу: Атом углерода насыщен атомами углерода. Следовательно какой гибридизацией обладает молекула метана? (sp3 -гибридизация)

Насыщенный атом углерода в алканах связан с четырьмя другими атомами атомами. Следовательно его состоянию соответствует sp3 гибридизация. В этом случае каждая из четырех sp3 гибридных атомных орбитали углерода учувствует в осевом перекрывании с s атомными орбиталями водорода.

(Зарисовать в тетрадь)

Четыре сигма связи направлены в пространстве под углом 109°28' , что соответствует наименьшей энергии отталкивания электронов. Поэтому молекула простейшего представителя алкана -метан, имеет форму тетрайдера, в центре которого находиться атом углерода, а вершины атомы водорода.

(Зарисовать в тетрадь)

Изомерия - явление существования соединений, которые имеют одинаковый состав (одинаковую молекулярную формулу), но разное строение. Такие соединения называются изомерами.

Для алканов характерен только один вид изомерии структурный.

Изомерия углеродного скелета начинается с бутана ( С₄Н₁₀). Неразветвленная углеродная цепь называется нормальной.

С ростом числа атомов углеродов в составе соединения растет и число его изомеров.

Для называния алканов используют международную номенклатуру и рациональную.

Рассмотрим как по международной номенклатуре называют гомологов метана.

1. В формуле молекулы алкана выбирают главную цепь - самую длинную.

(1.выбрать самую длинную цепь)

H3C-CH-CH2-CH-CH2-CH3

-------- | ----------- |

CH3 ¦ CH2-CH2-CH3

---------------------

2. Затем эту цепь нумеруют с того конца, к которому ближе расположен заместитель (радикал). Если заместителей несколько, то поступают так, чтобы цифры, указывающие их положение, были наименьшими. Заместители перечисляют по алфавиту.

1 2 3 4

H3C-CH-CH2-CH-CH2-CH3

| 5 | 6 7

CH3 CH2-CH2-CH3

3. Называем радикалы. Если группы повторяются, то перечисляют цифры, указывающие их положение, а число одинаковых групп указывают приставками ди-, три-, тетра. Если группы неодинаковые, то их названия перечисляются в алфавитном порядке.

4) Углеводород называют в таком порядке: вначале указывают (цифрой) место расположения заместителя(радикала), затем называют этот заместитель (радикал), а в конце добавляют название главной (самой длинной) цепи. Таким образом, углеводород может быть назван:

2-метил-4-этилгептан.

С названием алканов по рациональной номенклатуре вы познакомитесь сами по тексту учебника стр 65-66.

Дом.задание: §3.1;3.2 Упр: 5,6,7 стр 74.