Открытый урок по химии на тему 'Алканы'

Учитель

№ слайда

Тема урока: "Алканы".

1

План изучения алканов.

1. Определение. Общая формула класса углеводородов.

2. Гомологический ряд.

3. Виды изомерии.

4. Строение алканов.

5. Физические свойства.

6. Способы получения.

7. Химические свойства.

8. Применение.

2

Алканы. (Предельные углеводороды. Парафины. Насыщенные углеводороды.)

Алканы - углеводороды в молекулах которых все атомы углерода связаны одинарными связями (?-) и имеют общую формулу:

C_nH_2n+2

3

- Что такое гомологи?

Гомологический ряд метана

СН₄ метан

С₂H₆ этан

C₃H₈ пропан

C₄H₁₀ бутан

C₅H₁₂ пентан

C₆H₁₄ гексан

C₇H₁₆ гептан

C₈H₁₈ октан

C₉H₂₀ нонан

C₁₀H₂₂ декан

Ученик

4

Гомологи - это вещества, сходные по строению и свойствам

и отличающиеся на одну или более групп СH₂.

Структурная изомерия:

Алгоритм.

1. Выбор главной цепи:

5

2. Нумерация атомов главной цепи:

6

3. Формирование названия:

2 - метилбутан

7

Строение алканов.

Атом углерода во всех органических веществах находится в "возбуждённом" состоянии, т. е. Имеет на внешнем уровне четыре неспаренных электрона.

Каждое электронное облако обладает запасом энергии: s- облако имеет менший запас энергии, чем р-облако, в атоме углерода они находятся в разных энергетических состояниях. Поэтому при образовании химической связи происходит гибридизация, т. е. выравнивание электронных облаков по запасу энергии. Это отображается на форме и направленности облаков, происходит перестройка (пространственная) электронных облаков.

В результате sp³ - гибридизации все четыре валентных электронных облака гибридизованы: валентный угол между этими осями гибридизованных облаков 109° 28', поэтому молекулы имеют пространственную тетраэдрическую форму, форма углеродных цепей зигзагообразна; атомы углерода не находятся на одной прямой, т. к. при вращении атомов валентные углы остаются прежними.

Все органические вещества построены в основном за счёт ковалентных связей. Углерод - углеродные и углерод - водородные связи относятся к сигма - связям - это связь, образующаяся при перекрывании атомных орбиталей по линии, проходящей через ядра атомов. Возможно вращение вокруг сигма - связей, поскольку эта связь имеет осевую симметрию.

8

9

10

11

12

13

Физические свойства.

СН₄:C₄Н₁₀ - газы

T кипения: -161,6:-0,5 °C

T плавления: -182,5:-138,3 °C

С₅Н₁₂:C₁₅Н₃₂ - жидкости

T кипения: 36,1:270,5 °C

T плавления: -129,8:10 °C

С₁₆Н₃₄:и далее- твёрдые вещества

T кипения: 287,5 °C

T плавления: 20 °C

С увеличением относительных молекулярных масс предельных углеводородов закономерно повышаются их температуры кипения и плавления.

14

Получение.

В промышленности

1) крекинг нефтепродуктов:

C₁₆H₃₄ -> C₈H₁₈ + C₈H₁₆

2) В лаборатории:

а) Гидролиз карбидов:

Al₄C₃ +12 H₂O = 3 CH₄ + 4 Al(OH)₃

б) Реакция Вюрца:

C₂H₅Cl + 2Na -> C₄H₁₀ + 2NaCl

в) Декарбоксилирование натриевых солей карбоновых солей:

СН₃СООNa + 2NaОН -> СН₄ + Nа₂СО₃

15

16

Химические свойства

Для алканов характерны следующие типы химических реакций:

• Замещение атомов водорода;

• Дегидрирование;

• Крекинг;

• Окисление.

17

1) Замещение атомов водорода:

А) Реакция галогенирования:

CH₄ +Cl₂ -> CH₃Cl + HCl

Б) Реакция нитрования (Коновалова):

CH₄ + HNO₃ -> CH₃-NO₂ + H₂O + Q

В) Реакция сульфирования:

CH₄ + H₂SO₄ -> CH₃-SO₃ H + H₂O + Q

2) Реакция изомеризации:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃ ->

3) Реакция с водяным паром:

CH₄ + H₂O - CO + 3H₂

4) Реакция дегидрирования:

2СН₄ > НС=СН + 3Н₂ + Q

5) Реакция окисления:

CH₄ + 2O₂ -> Н-C + 2H₂O + Q

6) Горение метана:

CH₄ + 2O₂ > CO₂ + 2H₂O + Q

18

19

20

Применение.

(Возможно, заранее подготовленные выступления учащихся.)

Широко используются в качестве топлива, в том числе для

двигателей внутреннего сгорания, а также при производстве сажи

(1 - картрижи; 2 - резина; 3 - типографическая краска), при получение органических веществ (4 - растворителей; 5 - хладогентов, используемых в холодильных установках; 6 - метанол; 7 - ацетилен)

21

22