Насыщенные одноатомные спирты, состав молекулы, электронная и структурная формулы. Понятие про функциональную группу.

УРОК 1.

Тема урока. Насыщенные одноатомные спирты, состав молекулы, электронная и структурная формулы. Понятие про функциональную группу.

Задачи урока: сформировать понятия про кислородсодержащие органические вещества; дать понятие про «спирты» и их функциональные группы; продолжать формирование умений составлять структурные и электронные формулы органических веществ путем написания формул для одноатомных спиртов. Познакомить с гомологическим рядом спиртов.

Оборудование и реактивы: периодическая система Д.И.Менделеева, штатив,  пробирки, этанол, металлический натрий, вода.

Базовые понятия: кислородсодержащие органические соединения, функциональная группа, насыщенные одноатомные спирты.

Тип урока: формирования новых знаний

Метод: лекция с демонстрациями.

ХОД  УРОКА.

ДЕВИЗ УРОКА:

·        НЕПРЕКРАЩАЮЩИЕСЯ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕСТРОЙКИ МОЛЕКУЛ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ – ПРИЗНАКИ ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИИ.

І. Организационный момент.

ІІ. Сообщение темы, девиза и задач урока.

ІІІ. Восприятие нового материала.

Учитель. В 10 классе мы с вами начали изучать органическую химию и знакомились с новыми для вас веществами.

      «МОЗГОВОЙ ШТУРМ»:

1. Какие вещества  называют органическими?

2. Какие классы органических соединений мы изучали в 10 классе?

3. Какие элементы входят в состав этих веществ?

4. Какой вид химической связи осуществляется между ними?

Учитель. Кроме углеводородов известно много других органических соединений, которые содержат не только Карбон и Гидроген, но и другие химические элементы. Сегодня мы начнем изучение кислородсодержащих органических соединений, в состав которых, кроме Карбона и Гидрогена, входит Оксиген. Эти органические вещества играют очень важную роль в жизнедеятельности организмов – это жиры, углеводы, белки; их используют для получения волокон, лаков, мыла, парфюмерных изделий и т.д.

     Первый класс этих соединений – спирты. А изучение их мы начнем с представителя этого класса этилового спирта и на его примере рассмотрим строение насыщенных одноатомных спиртов. Формула этанола – С₂Н₆О.

Задания классу.

Попробуйте составить структурную формулу этанола.

Подумайте, где может находиться атом Оксигена в молекуле спирта?

Учащиеся могут составить две структурные формулы:

А)              Н  Н                                   Б)               Н           Н

                   ׀   ׀                                                        ׀            ׀

           Н – С - С – О – Н                                 Н – С – О – С - Н

                   ׀    ׀                                                        ׀            ׀

                  Н   Н                                                      Н           Н                

  Учитель. Какая из приведенных формул является правильной? Попробует вместе ответить на этот вопрос.

Обратите внимание на ваши структурные формулы и попробуйте объяснить: одинаковые ли свойства атомов Гидрогена в первой и второй формулах?

(учащиеся обращают внимание на то, что в первой формуле один атома Гидрогена является неравноценным по отношению к другим атомам).

Учитель. Вы правильно заметили, что в первой формуле пять атомов Гидрогена равноценны, поскольку они присоединяются к атому Карбона, а шестой – нет, потому что он соединен с атомом Оксигена. Во второй формуле все атомы Гидрогена равноценны, поскольку они соединяются с атомами Карбона.

      Как вы думаете, одинаковые ли свойства атомом Гидрогена, соединяющихся непосредственно с атомами Карбона и атомом Гидрогена, связанного с Оксигеном в гидроксогруппе?

    Давайте проверим наши предположения экспериментальным путем.

(Демонстрация взаимодействия спиртов с натрием).

Учитель. Как вы считаете, сколько атомов Гидрогена выделится в результате взаимодействия одной молекулы спирта с натрием?

(Учащиеся делают разные предположения).

Учитель. Для того чтобы ответить на этот вопрос, мы должны измерить объем водорода, который  выделится в результате реакции. Проведем эксперимент.

Помещаем в колбу кусочки металлического натрия и добавляем определенное количество этилового спирта(4,6 г). Объем водорода можно определить по объему вытесненной  воды. (Слайд 1).

Учитель. Экспериментально мы доказали, что вследствие взаимодействия 4,6 г спирта выделяется 1,12 л водорода. Вычислите, сколько атомов Гидрогена выделяется в результате взаимодействия 1 моль спирта с натрием.

(уч-ся проводят вычисления и приходят к выводу, что только один атом Гидрогена является более подвижным и легко замещается Натрием).

Общий вывод. Для этилового спирта характерна первая структурная формула.

Учитель. Составьте электронные формулы этана и этилового спирта и попробуйте объяснить, почему атом Гидрогена более подвижный в гидроксогруппе.

             Н   Н                                                                Н    Н

              ׀    ׀                                                                  ׀    ׀ 

       Н : С : С : Н                                                     Н : С : С : О : Н

              ׀    ׀                                                                   ׀   ׀  

             Н   Н                                                                 Н   Н

(во время обсуждения учащиеся приходят к выводу, что в этане ковалентная полярная связь, где электронные пары смещаются к атомам Карбона, а все атомы гидрогена равноценные и не смещаются к Натрию).

Учитель. В  молекуле этанола  электроотрицательный атом Оксигена, который входит в состав гидроксогруппы, оттягивает на себя общие электронные пары, получая при этом отрицательный заряд, а соседние атомы Карбона и Гидрогена – положительный. Учитывая полярность связи –О-Н и значительный  положительный заряд, сосредоточенный на атоме Гидрогена, можно сделать  вывод, что Гидроген гидроксогруппы имеет «кислотный характер». Этим он отличается от атомов  Гидрогена, которые входят в состав углеводородного радикала. Атом Оксигена группы –О-Н имеет частичный отрицательный заряд.

Вывод. Отличие между свойствами этана и этанола связана с наличием в молекуле этанола группы –ОН.

Учитель. А влияет ли углеводородный радикал на гидроксогруппу? Чтобы ответить на этот  вопрос, обратимся снова к эксперименту. Вы знаете, что вода вступает в реакцию с металлическим натрием по типу реакции замещения одного атома Гидрогена в молекуле воды. Сравним взаимодействие воды и спирта с натрием. 

Демонстрация эксперимента: взаимодействие воды с металлическим натрием и взаимодействия этанола с металлическим натрием. (Выделение водорода более интенсивно осуществляется в первой колбе).

Учитель. Как вы можете объяснить это явление?

Учащиеся вместе с учителем выясняют, что и в молекуле воды, и в молекуле спирта общие электронные пары смещаются в сторону более электроотрицательного элемента Оксигена.

                          Н : О : Н                       Н₃С – СН₂ : О : Н

                         →        ←                                  →           ←

    Углеводородный радикал имеет свойство  отталкивать от себя электронную пару, поэтому смещение электронной плотности в сторону от радикала приводит к ослаблению полярности связи О – Н, если сравнить с молекулой воды, а это приводит к тому, что атом Гидрогена гидроксогруппы в молекуле спирта является менее подвижным по сравнению с атомом Гидрогена в молекуле воды.

    ( Демонстрация моделей воды, этанола, спирта (шаростержневые)).            

Учитель. Сегодня на уроке мы с вами пришли к выводу, что гидроксильная группа (-ОН) определяет характерные свойства этилового спирта. В органичной химии группы, которые характеризуют химические свойства определенных классов, имеют названии е функциональной группы. И мы можем   составить истинную молекулярную формулу этанола, выделив функциональную группу  -ОН. Таким образом, молекулярная формула этанола – С₂Н₅ОН.

ІѴ. Обобщение и систематизация знаний.

1.Вы знаете, что гомологи имеют сходное строение. Что общего должно быть в молекулах гомологического ряда спиртов?

2.Составте структурные формулы таких спиртов: СН₄О; С₃Н₈О; С₄Н₁₀О.

3.Попробуйте составить общую формулу одноатомных насыщенных спиртов.

4.Какие выводы мы можем сделать?

Выводы.

1.В состав молекулы спиртов входит углеводородный радикал, связанный с гидроксогруппой.

2.ОН – функциональная группа спиртов. Она определяет характерные для них свойства.

3.Атом Гидрогена в гидроксогруппе подвижный.

4.Строение органических веществ можно доказать экспериментальным путем.

5.Сложные молекулы взаимно влияют друг на друга.

Задача. Определите молекулярную формулу органического вещества, в состав которого входит 52,17% Карбона,34,78% Оксигена и 13,05% Гидрогена. Относительная плотность этого вещества по водороду равна 23.

Ѵ.Рефлексия.

·        Что нового вы узнали на уроке, что научились делать?

·        Оценка своей работы и оценка урока.

·        Оценивание учителем.

·         ѴІ. Домашнее задание.

      § 1, стр.8 – 9, задания 1,2.