Презентация "Строение и свойства алканов" 10 класс

• - Зобова Ольга Федоровна
• МОУ «Ошейкинская СОШ», д. Ошейкино,
• Лотошинский район, Московская область
• - Учитель химии

«Строение и свойства алканов»

• Урок химии 10 класс
• Учитель химии
• Зобова О.Ф.
• МОУ «ОСОШ»

Творческие группы

• Математики
• и физики

• Геологи

• Химики

• Экологи и
• технологи

Проблемные вопросы совместного проекта

• Где геологу найти алканы?
• Что общего между молекулой метана и пакетом молока найдет математик и физик?
• Что делать химику с инертными алканами?
• Экологи и технологи спорят: алканы - зло или благо?

Вот что мы узнали!!!

• Вот что мы узнали!!!

• Группа «Геологи»
• НАХОЖДЕНИЕ АЛКАНОВ В ПРИРОДЕ.

• МЕТАН образуется в природе в результате разложения без доступа воздуха остатков растительных и животных организмов. Поэтому может быть обнаружен в заболоченных водоемах, где появляется в виде пузырьков газа, или накапливается в каменноугольных шахтах, куда выделяется из угольных пластов. В значительном количестве (80-97%) метан содержится в природном газе и в попутных нефтяных газах. В космосе метан является основной частью атмосфер многих планет, например Сатурна.

• ЭТАН, ПРОПАН И БУТАН входят в состав природного и попутного нефтяного газов.

• АЛКАНЫ содержатся в нефти.

•  Крупнейшие месторождения природного газа в России:
• Уренгой Ямбург Штокмановское
• Ленинградское Русановское Заполярное
• Медвежье Астраханское
• Западно-Камчатский шельф Сахалин-3

Проблемный вопрос: Почему алканы называются «предельными углеводородами»?

• Проблемный вопрос: Почему алканы называются «предельными углеводородами»?

• АЛКАНЫ (предельные, насыщенные, парафины) - это углеводороды с общей формулой Сп Н2п + 2 в молекулах которых между атомами углерода имеются только одинарные (сигма) связи, не способные на реакции присоединения.

• В молекулах алканов имеются только одинарные - связи. Все четыре валентности атома углерода в молекулах алканов полностью, т.е. до предела, насыщены атомами углерода и водорода. Между атомами углерода отсутствуют кратные связи. Отсюда происходят другие названия этих углеводородов - насыщенные или предельные.

ГОМОЛОГИЧЕСКИЙ РЯД АЛКАНОВ

• Вспомните, какие вещества мы называем гомологами?

• ГОМОЛОГИ – это вещества со схожими строением и свойствами, но различающиеся по составу на одну или несколько групп CH2 (гомологическая разность).

• СН4-С4Н10

• С5Н12-С15Н32

• С16Н34-…
• твердые

Группа «Математики и физики». Проблема исследования:

• Выяснить, что общего между молекулой метана и пакетом молока?

Валентные возможности атома углерода

• Валентность углерода в нормальном состоянии равна двум, т.к. во внешнем энергетическом уровне находится 2 неспаренных электрона. В атоме углерода в нормальном состоянии на р-подуровне второго энергетического уровня имеется одна свободная орбиталь, которую может занять один из 2-х спаренных электронов при переходе атома в возбужденное состояние. Валентность углерода при этом становится равна четырем.

Гибридизация электронных орбиталей в атоме углерода

• Гибридизация – это взаимное выравнивание s и р-электронных орбиталей в атоме углерода. Для атома характерна
• SP3 –гибридизация.

Вывод:

• В алканах все четыре неспаренных электрона у углеродных атомов участвуют в процессе гибридизации. Такой процесс называется
• SP3 – гибридизация

Особенности строения метана

• Гибридные облака углерода взаимно отталкиваются и располагаются в пространстве так, что их оси оказываются направленными к вершинам тетраэдра, где они перекрываются с орбиталаями электронов атомов водорода, образуя сигма-связи.

Строение алканов

• Все атомы углерода в молекулах алканов находятся в состоянии sр3-гибридизации, угол между связями С-C составляет 109°28', поэтому молекулы нормальных алканов с большим числом атомов углерода имеют зигзагообразное строение.

• Какое же пространственное строение будут иметь гомологи метана?

Выводы:

• Тип гибридизации углерода в алканах определяет направление гибридных электронных облаков в пространстве к вершинам тетраэдра . Такое же пространственное строение имеет и пакет молока.

Задание для учащихся:

• Пользуясь набором шаростержневых моделей составьте несколько молекул конформеров алканов.
• Обсудите результаты работы с соседями по парте.

• Изомерия углеродного скелета алканов

• СН3-СН2-СН2-СН2-СН3
• n- пентан

• СН3-СН-СН2-СН3
• \
• СН3
• 2-метилбутан

• СН3
• \
• СН3-С-СН3
• /
• СН3
• 2,2-диметилпропан

• Вывод:
• Для алканов характерна только структурная изомерия (углеродного скелета).

t° кипения и t° плавления увеличиваются

• C5H12…C15H32
• Жидкости (имеют запах)

• t° кипения и t° плавления увеличиваются
• Алканы – бесцветные вещества, легче воды, плохо растворяются в воде.

• CH4…C4H10
• Газы (без запаха)

• C16H34…
• Твердые вещества (без запаха)

• Физические свойства алканов

Номенклатура алканов

• 1. Выбирают наиболее длинную (главную) цепь и нумеруют ее ближе к тому концу, к которому стоит радикал ( заместитель, обозначен желтым цветом).
• 2. Название строится в следующей последовательности:
• А) ПРЕФИКС: состоит из цифры, указывающей на номер углеродного атома, возле которого стоит радикал. Например: 3- и пишется название самого радикала. Например: 3-метил,7-этил……. Если молекула содержит несколько одинаковых радикалов, то после перечисления всех цифр, указывающих их местоположение, к радикалу добавляют числовую приставку ( ди –два, три – три, тетра – четыре). Например: 2,3 – диметил………….., или 3,4,5 – триэтил…….
• Б) КОРЕНЬ: ставится в соответствии с гомологическим рядом алканов ( смотрите по количеству атомов углерода в главной цепи)
• В) СУФФИКС: у алканов суффикс «АН».

• (3) (4) (5) (6) (7)
• СН3 – СН – СН 2 – СН2 – СН2 – СН – СН2 – СН3
• ! !
• (2) СН 2 СН 2 – СН2 – СН3
• ! (8) (9) (10)
• (1) СН3
• Данное вещество называется: 3-метил, 7-этилдекан

• Алгоритм составления названий органических соединений

Группа «Химики» Химические свойства алканов

• Проблемный вопрос: Почему алканы считают химически инертными веществами?

• NO2

• CH3 CH CH3 + HNO3 CH3 C CH3 + H2O
• CH3 CH3

• СН3 - СН3 + Сl2 CH2Cl - CH3 + HCl

• Реакции замещения у алканов.

• 1. Галогенирование (действие галогенов).

• ЗАПОМНИ: Реакция начинается при освещении и носит радикально-цепной
• характер, т.е. идет через образование свободных радикалов.

• 2. Нитрование (Реакция Коновалова).

• ЗАПОМНИ: Реакция нитрования происходит при нагревании и приводит
• к образованию нитросоединений

2. Реакции окисления алканов.

• А) Горение
• CnH2n+2 + O2 CO2 + H2O

В промышленности широко применяется каталитическое окисление алканов, в результате которого получаются разнообразные кислородосодержащие соединения: спирты, карбоновые кислоты, альдегиды, кетоны и т. п. Данный процесс можно изобразить следующей схемой: Алкан Гидропероксид Спирт Альдегид

• Б) Каталитическое окисление алканов.

3. Реакции разложения алканов

• При сильном нагревании без доступа воздуха происходит полное разложение алканов на простые вещества.
• CH4 C + 2H2

• Крекинг

• 1. Пиролиз

• C16H34

• гексадекан

• t°C

• C8H18

• октан

• +

• C8H16

• октен

• t°C

4. Отношение алканов к растворам перманганата калия и бромной воды. Чтобы отличить предельные углеводороды от непредельных используют растворы перманганата калия и брома. Вывод: Предельные углеводороды не вступают в реакции присоединения. Для них характерны реакции замещения , окисления и разложения. Алканы не обесцвечивают раствор перманганата калия и бромную воду.

• Запомни!

Получение метана

• В промышленности:
• а) из природного газа;
• б) синтез из оксида углерода (II) и водорода (из синтез-газа):
• В лаборатории:
• а) гидролиз карбида алюминия:
• б) сплавление солей уксусной кислоты (ацетатов) со щелочами:

• Ni, 300°C

• H2O

• +

• CH4↑

• 3

• H2

• CO

• +

• Al(OH)3

• 12

• 3

• 4

• CH4↑

• +

• H2O

• Al4C3

• +

• t°

• Na2CO3

• +

• CH4↑

• NaOH

• (твердый)

• (твердый)

• ацетат натрия

• +

• CH3COONa

Группа «Технологи» Применение метана Применение гомологов метана Группа «Экологи». О вреде алканов и их производных.

• Углеводороды
• при определенных метеорологических условиях активно способствуют образованию смога.

• Соединения углеводородов, выброшенных с выхлопными газами и представляющие собой смесь нескольких сотен химических соединений, являются причиной многих хронических заболеваний.

• Утечка нефти приводит
• к экологическим катастрофам.

Какие птицы помогали шахтёрам? Канарейки очень чувствительны к содержанию в воздухе метана. Эту особенность использовали в своё время шахтёры, которые, спускаясь под землю, брали с собой клетку с канарейкой. Если пения давно не было слышно, значит следовало подниматься наверх как можно быстрее.

•  
• Как алканы
• влияют на климат?
• Выделяемый из болот метан считается одним из основных парниковых газов и остается предметом активных обсуждений и исследований в связи с проблемами глобального изменения климата.

• Удивительное

• рядом!

• Тест по теме «Алканы»
• Готовимся к ЕГЭ!
• 1.Гомологический ряд алканов
• описывается общей формулой
• а) СnH2n-2
• б) CnH2n
• в) СnH2n+2
• г) CnH2n+1
• 2. В пропане связи углерод-углерод:
• а) одинарные
• б) двойные
• в) полуторные
• г) Пи-связи
• 3. Молекула метана имеет форму
• а) пирамиды
• б) параллепипеда
• в) тетраэдра
• г) конуса
• 4. Для алканов характерна гибридизация:
• а) SP
• б) SP2
• в) SP4
• г)SP3
• 5. Угол между атомами углерода в алканах
• составляет:
• а) 120 градусов
• б) 90 градусов
• в) 109 градусов
• г) 110 градусов

• 6. Радикал – это
• а) группа атомов с неспаренными электронами
• б) группа атомов, отличающаяся от метана на СН2-
• в) группа атомов, имеющая положительный заряд
• г) функциональная группа атомов,
• 7. Установите порядок для определения названия УВ
• а) Определяют местонахождение радикалов
• б) Выбирают самую длинную цепь и нумеруют атомы углерода в ней
• в) Определяют корень названия по числу атомов углерода в длинной цепи
• г) Составляют приставку в виде цифр и греческих числительных
• 8. Установите соответствие:
• 1. Пропан а) СН3-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2- СН3
• 2. Пентан б) СН3-СН2-СН3
• 3. Бутан в) СН3-СН2-СН2-СН3
• 4. Октан г) СН3-СН2-СН2-СН2-СН3
• 9. Среди данных формул найдите 2 изомера:
• а) СН3-СН2-СН2-СН2-СН3
• б) СН3-СН2-СН2-СН3
• в) СН3-СН-СН2-СН3
• \
• СН3
• 10. Формулы только алканов записаны в ряду:
• а) С3Н6, С2Н4, С6Н14
• б) С4Н10, С2Н6, С3Н8
• в) С2Н2, С3Н8, С6Н6
• г) С6Н6, С4Н8, С2Н6

Взаимопроверка. Правильные ответы:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
в	а	в	г	в	а	Б,а,г,в	1-б, 2-а, 3-г 4-в	А,в	б

2. Закончить уравнения, назвать получившиеся вещества, указать области их применения.

• а. C4H10 + O2 =
•  
•  
• б. этан + Cl2 =
•  
• в. C5 H12 →
•  

• t°C

4.Решите задачу:

• В состав органического вещества входит углерод, массовая доля которого – 92,23% и водород массовая доля которого 7,77%. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 13. Определите молекулярную формулу вещества.

Рефлексия

• 5

• 4

• 3

• Прием «Гора успеха!» Произведи самооценку и определи свое положение на «Горе успеха»

• ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
• § 7-8 , упр. 13-17 (с. 28), задачи 1-2, ЕГЭ: 1.4.3. 1.4.4.

• Спасибо за работу на уроке!

Используемая литература

• «Репетитор по химии (издание 15-ое)», под редакцией Егорова А. С., Феникс – Ростов-на-Дону, 2006
• Габриелян О. С., Маскаев Ф. Н., Пономарев С. Ю., Теренин В. И. « Химия 10 класс: профильный уровень». (Учебник для общеобразовательных учреждений), Дрофа – Москва, 2005
• Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. «Химия 10: органическая химия (Учебник для 10 класса средней школы)», Просвещение – Москва, 1991
• Перекалин В. В., Зонис С. А. «Органическая химия (учебное пособие для студентов педагогических институтов по химическим и биологическим специальностям)», Просвещение – Москва, 1982
• «Органическая химия. Том1 (Основной курс)» под редакцией Н. А. Тюкавкиной (учебник для студентов вузов по специальности «Фармация»), Дрофа – Москва, 2004

Интернет ресурсы:

• 1. http://us.fotolia.com/id/1005661
• 2. http://aerphis.wordpress.com/
• 3. http://www.himlib.ru/index.
• 4. http://festival.1september.ru/articles
• 5. http://student.km.ru/ref_show_frame.
• 6. http://ido.tsu.ru/schools/chem/data/res/org/uchpos/text/Untitled2.html