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.