Урок химии в 9 классе на тему: "Первоначальные сведения о строении органических веществ. Основные положения теории строения органических соединений А.М.Бутлерова

Рыженкова В.В.

Химия

Урок №57

Дата:

Класс: 9

Тема урока: Первоначальные сведения о строении органических веществ. Основные положения теории органических соединений А.М.Бутлерова

Тип урока: урок усвоения новых знаний

Цели урока: познакомить с предметом органическая химия, с особенностями строения органических веществ; раскрыть основные положения теории органических соединений А.М. Бутлерова

         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.                                  

       Формировать мировоззрение, соответствующее современному уровню развития науки, коммуникативную компетентность. Испытывать чувство гордости по отношению к достижениям отечественных учёных (работы А.М.Бутлерова)

Планируемые результаты обучения:

Предметные: знать, что является  предметом изучения органической химии, особенности строения органических веществ, основные положения теории химического строения органических соединений, значение органических веществ.

Метапредметные: умения выделять главное и существенное, устанавливать причинно-следственные связи.

Личностные: формировать мировоззрение, соответствующее современному уровню развития науки, коммуникативную компетентность. Испытывать чувство гордости по отношению к достижениям отечественных учёных (работы А.М.Бутлерова)

Оборудование, ТСО урока: портрет А.М.Бутлерова, интерактивная доска (презентация или видеоурок –Российская электронная школа)

Структура урока:

1.Организационный момент. Эмоциональный настрой.

2. Проверка домашнего задания, воспроизведение и коррекция опорных знаний учащихся.

       1) Индивидуально у доски. Решить расчетную задачу: Цинк массой 14,5 г растворили в избытке водного раствора гидроксида натрия. Рассчитайте объём (н.у.) газа (в литрах), выделившегося в результате этой реакции. Рассмотрим  строение атома углерода.

2)      Фронтальная работа. Рассмотрим  строение атома углерода. Рассматривают электронную конфигурацию атома углерода, графическое изображение валентных электронов, переход атома в возбужденное состояние, наличие у атома углерода 4-х не спаренных электронов.( валентность углерода в органических соединениях всегда IV, (атомы углерода соединяются между собой в углеродные цепочки)

3. Мотивация.  Какой химический элемент есть во всех соединения, формулы которых перед вами? Назовите из перечня известные вам вещества. Выберите формулы веществ, которые вы видите впервые C₂H₅O–Na, CS₂, СО , H₂CO₃ ,CH₃CN , (NH₃CH₃)⁺Cl^– , HCN .Вам интересно узнать, что это за вещества? 

4.Целеполагание, совместное планирование учебной деятельности.

5.Усвоение учебного материала

Ученые-химики изначально делили известные вещества на минеральные, животные и растительные, используя признак классификации – источник их получения. В дальнейшем вещества делят на две группы неорганические и органические. Признаком классификации послужило наличие в веществах атомов химического элемента углерода. Конечно, чёткой границы между органическими и неорганическими веществами нет и данная классификация условна, так как некоторые неорганические вещества обладают признаками органических веществ и могут превращаются в органические в одну стадию (карбиды, угарный газ и другие). Но и объединить в единую группу все вещества невозможно, так как органические вещества значительно отличаются от неорганических веществ. Органические вещества имеют общие признаки, которые отличают их от неорганических веществ:

наличие в составе молекулы атомов углерода; большинство способны гореть и (или) разлагаться с образованием углеродсодержащих продуктов; наличие в молекуле только ковалентных связей; непосредственное соединение углерода с атомами других элементов; валентность углерода равна IV. Йенс Якобс Берцелиус - шведский химик придерживался виталистической теории и определил органическую химию как химию растительных или животных веществ, образующихся под влиянием «жизненной силы» - vis vitalis; в 1806 году ввел понятия «органическая химия» и «органические вещества». Классическое определение понятия «органическая химия» была сформулировано немецким химиком в 1889 г. Карлом Шорлеммером (1834 – 1892): «Органическая химия есть химия углеводородов и их производных». В настоящее время органическую химию называют химией углерода и его соединений. Согласно схеме «Классификация веществ» неорганических веществ насчитывается около 700 тыс., а органических веществ – около 40 млн. Почему количество органических веществ превышает количество неорганических веществ.

 Причин многообразия органических веществ несколько:

1)      Атомы углерода, соединяясь друг с другом, могут образовать цепи разной длины (от 1 до 100 атомов), разной формы (линейные, циклические, разветвленные);

2)      углерод может образовывать простые, двойные, тройные связи; углерод может соединяться с различными элементами;

3)      существование изомеров и гомологов.

4)      Изомерия – явление существования разных веществ-изомеров, имеющих одинаковый количественный и качественный состав, но разное строение и потому разные свойства. Это было известно с 1823 года. Берцелиус (1830 год) предложил назвать изомерами вещества, имеющие качественный и количественный состав, но обладающие различными свойствами. К примеру, было известно около 80 разнообразных веществ, отвечающих составу C₆H₁₂O₂. В 1861 году загадка изомерии была разгадана.

5)      Например:молекулярной формуле C₂H₆O соответствуют два вещества: CH₃-CH₂-OH этиловый спирт – жидкость, t_кип = 78,4 Сº, хорошо растворим в воде, взаимодействует со щелочными металлами; CH₃-O-CH₃ диметиловый эфир – газ, –t_кип = –24 Сº, нерастворим в воде, не взаимодействует со щелочными металлами.

Гомологический ряд – это ряд соединений, сходных по строению и свойствам и расположенных в порядке увеличения их относительных молекулярных масс. Гомологи – это вещества, имеющие сходное строение и отличающиеся друг от друга на одну или несколько групп –СН₂ – гомологическую разность. Например: Гомологический ряд метана с общей формулой C_nH_2n+2: CH₄ метан; C₂H₆ этан; C₃H₈ пропан; C₄H₁₀ бутан и т.д.

Основой каждой науки является теория. Для органической химии такой теорией служит теория строения органических веществ Александра Михайловича Бутлерова. Предпосылками появления теории являются:

1. Накопление большого количества теоретического и практического материала об органических веществах и их свойствах;

2. Ученые не могли объяснить множество противоречий в известном фактическом материале (например, многообразие органических веществ и существование изомеров);

3. Работы предшественников А.М.Бутлерова и его собственная работа как талантливого исследователя и ученого.

Таблица 1. История развития органической химии.

Ученый	Год	Вклад в науку
Йенс Якобс Берцелиус	1806	ввел понятия «органическая химия» и «органические вещества»
Фридрих Вёллер	1824	синтезирована щавелевая кислота
	1828	показал, что неорганическое вещество - циановокислый аммоний - при нагревании превращается в продукт жизнедеятельности животного организма - мочевину
Карлом Шорлеммером	1889	сформулировал классическое определение понятия «органическая химия» («Органическая химия есть химия углеводородов и их производных»)
Николай Николаевич Зинин	1842	синтезировал анилин
Адольф Вильгельм Герман Кольбе	1845	синтезировал органическое вещество-уксусную кислоту, в качестве исходных веществ он использовал древесный уголь, серу, хлор и воду
	1847	были синтезированы и другие органические кислоты, которые раньше выделялись только из растений
Пьер Эжен Марселен Бертло	1854	удалось синтезировать вещества, относящиеся к классу спиртов
Александр Михайлович Бутлеров	1861	синтезировал сахаристые вещества

Обобщив все имеющиеся знания о строении органических веществ в середине 19 века, а также на основании своих исследований и умозаключений Александр Михайлович Бутлеров (1828–1886) разработал правильную материальную теорию о строении органических веществ.19 сентября 1861 года на съезде немецких естествоиспытателей и врачей в городе Шпейере русский химик-органик А. М. Бутлеров выступил с докладом «О химическом строении веществ», где представил свою теорию строения органических веществ, выдвинул новое понятие – структура соединения, которое отражало последовательность соединения атомов в молекуле, а изображать структуру соединений предложил с помощью черточек. Кратко теорию строения органических веществ можно сформулировать с помощью основных положений:

1 положение – атомы в молекулах соединяются в определенной последовательности согласно их валентности; строение вещества можно выразить структурной формулой.

2 положение – химические свойства веществ определяются не только качественным и количественным составом, но и химическим строением (структурой) вещества.

3 положение – по строению органического вещества можно предположить химические свойства.

4 положение – атомы или группы атомов в молекулах взаимно влияют друг на друга непосредственно или через другие атомы. Например: В молекуле толуола (метилбензола) заместители I рода – доноры электронов, поэтому ориентируют (направляют) реакцию в мета- и пара-положение (-СН₃, -ОН, -Hal, -NH₂) как показано в следующей формуле.

Очень велико значение теории строения органических веществ, которая смогла: объяснить противоречия в знаниях об окружающем мире; обобщить достижения в области химии и представить качественно новый подход к пониманию строения и свойств веществ; определить возможные направления получения принципиально новых веществ, необходимых для жизни людей: лекарственных средств, синтетических красителей, полимеров, пластмасс, взрывчатых и других соединений с заданными свойствами. Теория строения органических веществ А.М.Бутлерова является актуальной и на современном этапе развития химии. Дальнейшее развитие она получила в двух направлениях - стереохимия (учение о пространственном строении молекул) и учение об электронном строении атомов.

6. Закрепление.

Ø  Что же изучает органическая химия?

Ø  Какие химические вещества называются органическими.

Ø  В чем состоит особенность органических соединений?

Ø  Какова валентность углерода в органических соединениях?

Ø  Какова его степень окисления?

Ø  Какое химическое свойство является общим для органических соединений?

Составьте структурные формулы неорганических и органических веществ.

1 вариант	2 вариант
H2S CH3OH C2H6	NH3 CH3Сl C3H8

7. Первичный контроль: тестовые задания стр.180 учебника

8. Коррекция,  развивающие, дифференцированные упражнения

Задача. Вычислите объём водорода, который можно получить при полном разложении 250 л метана, если объемная доля выхода водорода равна 60 %. Объемы газов измерены при одинаковых условиях. Ответ укажите в литрах с точностью до целых.

Решение. 1. Запишем уравнение реакции. СН₄ → C + 2H₂

2. Рассчитаем теоретический объём (л) водорода.

СН₄ → C + 2H₂

1 моль      2 моль

3. Объемные отношения газов по уравнению 1:2, следовательно по закону объемных отношений газов при одинаковых условиях V(H₂)= 2V(СН₄); Vт(H₂)=2х250 л =500 л

4. Рассчитаем практический объём (л) водорода от теоретически возможного. Vпр(H₂)= Vт(H₂)хφ/100%; Vпр(H₂)= 500лх60%/100%=300 л.  Ответ: Vпр(H₂)=300 л.

9.Д/з §51; упражнения 6 стр.180

10. Подведение итогов, рефлексия