Предмет органической химии. Строение углеводородов. Номенклатура.
методическая разработка по химии (9 класс) по теме

Речная средняя школа Адамовского района

Оренбургской области

Учитель химии Зеленкова В.Д.

ПРЕДМЕТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

СТРОЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ, НОМЕНКЛАТУРА

План-конспект 2-х часового открытого урока в 9-м классе

Цели урока:

1. Получить общее представление об Органической химии
2. Познакомить учащихся с новыми терминами и понятиями
3. Акцентировать внимание на единстве химии органической и неорганической (на примере строения вещества и выражении его состава в виде формул)
4. Дать возможность повысить общекультурный уровень, напомнить о связи химии с другими науками

Главные вопросы урока:

1.   Знакомство с общим определением «Органическая химия» и его историческим происхождением

2.   Акцентуация особенностей органических веществ в их связи со строением атома углерода

3.   Знакомство с новыми понятиями «Гомологи, изомеры, биотехнология, генная инженерия и др.»

4.   Значение органической химии

5.   Названия органических веществ

6.   Составление структурных формул органических веществ

Планируемые результаты обучения:

1. Знание основных понятий и терминов по теме
2. Умение ориентироваться в предложенном дидактическом материале
3. Приобретение навыков в умении составлять краткие схемоконспекты по главным вопросам темы
4. Умение выполнять задания на понимание и применение полученных знаний

Методы организации познавательной деятельности учащихся:

1. Прослушивание лекционного материала и выбор из него опорных слов и знаков
2. Практическая работа с учебными текстами, шаростержневыми моделями, компьютерными презентациями
3. Составление опорного схемоконспекта с помощью учителя

Учебно-методическое сопровождение урока: 

1. Конспект урока
2. Комплект учебников Л.С.Гузея, Р.П.Суровцевой «Химия, 9 класс»
3. Раздаточный материал «Предмет органической химии»
4. Компьютерная презентация 1 - «Предмет органической химии»
5. Компьютерная презентация 2 - «Основные положения теории Бутлерова»
6. Компьютерная презентация 3 -  «Номенклатура органических соединений – алканов»
7. Шаростержневые молекулы органических веществ
8. Раздаточный материал «Алгоритм составления названия алкана и его структурной формулы»
9. Набор итоговых тестов
10. На классной доске – Таблица – рекомендуемая схема записей в тетради (деятельность учащегося, 2-й этап)

Организация работы на уроке

1 этап – Организационный:

        Знакомство с присутствующими на уроке, определение темы и цели урока, система оценки результатов урока

2 этап – Общепознавательный:

Учащимся предлагается в §20.1 учебника  и в дидактической карточке найти определения, что такое Органическая химия, кто впервые ввел это понятие, каковы его исторические предпосылки и сравнить их с предлагаемыми в Презентации 1.

В дидактической карточке найти важнейшие особенности органических веществ. Сравнить их с данными Презентации 1. Выбрать незнакомые термины (Гомологи, изомеры и др.), крупно записать их в тетради.

Найти фамилию создателя теории строения Органических веществ, определить значение теории для развития химии.

Определить, каково значение органической химии в жизни человека. Сделать вывод  о роли органической химии, сравнить с выводами в Презентации 1.

Устно ответить на вопросы:

1. Кто ввел понятия «органические вещества» и «органическая химия»?
2. Что изучает органическая химия? Дайте определение этой науке.
3. Что отличает органические вещества от неорганических? 
4. Какие группы природных и синтетических органических веществ вы знаете?         

3 этап – Теоретический:

Учащимся предлагается прослушать информацию учителя об особенностях строения атома Углерода, прочесть выделенный текст учебника на стр.152, сделать вывод о роли углерода в природе: «Углерод способен образовывать большое число разнообразных и достаточно прочных соединений…»

На основе Презентации 2 и текста §20.3-20.4 дать определения Гомологов и Изомеров, сделать запись в тетради.

4 этап – Практический

        На основе работы с шаростержневыми молекулами делаем зарисовки состава веществ с учетом Изомерии и Гомологии. Акцентуация понятия «Гомологический ряд».

        Обращаем внимание на основные положения теории А.М.Бутлерова!

        Вспоминаем общее понятие «Структурная формула» и положение о связи строения вещества и его свойств.

        Составляем структурные формулы углеводородов (стр.158 учебника)

5 этап – Номенклатурный

           Учащимся предлагается просмотреть Презентацию 3 (слайды 1-4) и запомнить определение «Номенклатура»: это система названий, употребляющихся в какой-либо науке.

 В химии – это система формул и названий химических веществ. Она включает правила составления формул и названий.

              Выполняем в тетради Опорную схему – названия углеводородов состоят из корня (число атомов углерода в молекуле) и суффикса (характер связи атомов углерода между собой): АЛКАНЫ, АЛКЕНЫ, АЛКИНЫ, ЦИКЛИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ. Под каждым названием дается общая формула гомологического ряда.

              Знакомство с номенклатурой алканов (Презентация 3, слайды 5-9) и  номенклатурой радикалов.

             Используя раздаточный материал «Алгоритм составления названия алкана и его структурной формулы» учимся давать названия углеводородов, построенных на Практическом этапе 4.

6 этап – Обобщающий

        Предлагается повторить опорные понятия темы: органические вещества, углеводороды, гомологи, изомеры, номенклатура, радикалы, алканы.

7 этап – Контрольный

        Учащимся предлагается выполнить контрольный тест на понимание изученных терминов (Презентация 3, слайды 10-12)

8 этап – Подведение итогов, Домашнее задание – Презентация 3, слайд 13-14

ПРИЛОЖЕНИЯ

Раздаточный материал (по 1 комплекту на парту)

1. Предмет органической химии.

Органической химией изначально называлась химия веществ, полученных из организмов растений и животных. С такими веществами человечество знакомо с глубокой древности. Люди умели получать уксус из прокисшего вина, а эфирные масла из растений, выделять сахар из сахарного тростника, извлекать природные красители из организмов растений и животных.

Химики разделяли все вещества в зависимости от источника их получения на минеральные (неорганические), животные и растительные (органические).

Долгое время считалось, что для получения органических веществ нужна особенная «жизненная сила» - vis vitalis, которая действует только в живых организмах, а химики способны лишь выделять органические вещества из продуктов жизнедеятельности , но не могут синтезировать их. Поэтому шведский химик Й.Я. Берцелиус определил органическую химию как химию растительных или животных веществ, образующихся под влиянием «жизненной силы».

Именно Берцелиус ввел понятие органические вещества и органическая химия.

Развитие химии привело к накоплению большого количества фактов и к краху учения о «жизненной силе» -витализма. Немецкий ученый Ф. Вёлер в 1824 г. осуществил первый синтез органических веществ - получил щавелевую кислоту путем взаимодействия двух неорганических веществ – дициана и воды:

А в 1828 г. Вёлер, нагревая водный раствор неорганического вещества цианата  аммония, получил мочевину – продут жизнедеятельности живых организмов. Изумлённый таким результатом, Вёлер написал Берцелиусу: «Должен сказать вам, что я умею приготовить мочевину, не нуждаясь не в почке, ни в живом организме вообще»
         В последние годы блестящие синтезы анилина Г. Кольбе и Э. Франклендом (1842), жира М. Берло (1854), сахаристых веществ А.Бутлеровым (1861) и др. окончательно похоронили миф о «жизненной силе».
         Появилось классическое определение К. Шорлеммера, не потерявшее своего значения и более 120 лет спустя:

"Органическая химия есть химия углеводородов и их производных, т.е. продуктов, образующихся при замене водорода другими атомами или группами атомов".

      Сейчас органическую химию чаще всего называют химией соединений углерода. Почему же из более чем ста элементов Периодической системы Д. И. Менделеева природа именно углерод положила в основу всего живого? Ответ на этот вопрос неоднозначен. Многое вам станет понятно, когда вы рассмотрите строение атома углерода и поймете слова Д. И. Менделеева, сказанные им в «Основах химии» об этом замечательном элементе: «Углерод встречается в природе как в свободном, так и в соединительном состоянии, в весьма различных формах и видах…  Способность атомов углерода соединяться между собой и давать сложные частицы проявляется во всех углеродистых соединениях… Ни  в  одном из элементов… способности к усложнению не развито в такой степени, как в углероде… Ни одна пара элементов не дает столь много соединений, как углерод с водородом».

Многочисленные связи атомов углерода между собой и с атомами других элементов (водорода, кислорода, азота, серы, фосфора), входящих в состав органических веществ, могут разрушаться под влиянием природных факторов. Поэтому углерод совершает непрерывный круговорот в природе: из атмосферы (углекислый газ) – в растения (фотосинтез), из растений – в животные организмы, из живого – в мертвое, из мертвого – в живое…

Органические вещества имеют ряд особенностей, которые отличают их от неорганических веществ:

1.      Неорганических веществ насчитывается немногим более 100 тыс., тогда как органических – почти 18млн (табл. 1).

Таблица 1. Рост числа известных органических соединений

   2.      В состав всех органических веществ входят углерод и водород, поэтому большинство из них горючи и при горении обязательно образуют углекислый газ и воду.

3.      Органические вещества построены более сложно, чем неорганические, и многие из них имеют огромную молекулярную массу, например те, благодаря которым происходят жизненные процессы: белки, жиры, углеводороды, нуклеиновые кислоты и. т. д.

4.      Органические вещества можно расположить в ряд сходных по составу, строению и свойствам – гомологов

Гомологическим рядом называется ряд веществ, расположенных в порядке возрастания их относительных молекулярных масс, сходных по строению и химическими свойствам, где каждый член отличается от предыдущего на гомологическую разность СН2

5.      Для органических веществ характерной является изомерия, очень редко встречающаяся среди неорганических веществ. Вспомните примеры изомеров, с которыми вы знакомились в 9 классе. В чем причины  различий в свойствах изомеров?

Изомерия – это явление существования разных веществ –изомеров с одинаковым качественным и количественным составом, т.е. одинаковой молекулярной формулой. 

Величайшим обобщением знаний о неорганических  веществах является Периодический закон и Периодическая  система элементов Д. И. Менделеева. Для органических веществ аналогом такого обобщения служат теория строения органических соединений А. М. Бутлерова. 

Велико значение органической химии в нашей жизни.  В любом организме, в любой момент протекает множество превращений одних органических веществ в другие. Поэтому без знаний органической химии невозможно понять, как осуществляется функционирование систем, образующих живой организм, т.е. сложно понимание биологии и медицины.

Многие современные продукты и материалы, без которых мы не можем обходиться, являются органическими веществами (табл. 2)

Развитие биотехнологии, т.е. получения органических веществ не из живых организмов, а из клеточных культур (например, получение белков с помощью дрожжей на основе углеводородного сырья), генной инженерии, т.е. синтеза важнейших соединений белковой природы (например, синтез инсулина, интерферона), создание новых видов высокопродуктивных организмов было бы невозможно без достижения органической химии. 

Таблица 2. Некоторые природные и синтетические вещества.

          2. Алгоритм составления названия алканов:

1. Выбрать самую длинную цепь (на первом этапе обучения целесообразно ее обводить).
2. Пронумеровать атомы углерода в этой цепи, начиная от ближайшего к разветвлению конца.
3. Обвести радикалы. Назвать их, начиная с простейшего, указав номер атома, у которого стоит этот радикал. Если радикал встречается несколько раз, использовать множительную приставку – ди-, три-, тетра- и т.д.
4. Общее название углеводорода дать по числу атомов углерода в цепи (корень названия         + суффикс АН).

Алгоритм построения структурной формулы по названию алкана:

1. В названии алкана выделяют корень. Обвести его значком корня.
2. Изобразить углеродный скелет в соответствии с наименованием корня.
3. Пронумеровать атомы углерода в углеродном скелете (с любой стороны).
4. Проставить символы радикалов у соответствующих атомов углерода.
5. Дополнить свободные валентности атомов углерода, символами атомов водорода, помня, что атом углерода в органических соединениях всегда четырех валентен.

Список литературы

1. Программы для общеобразовательных учреждений, ХИМИЯ, 8 – 11 класс, Москва, Дрофа, 2009г.
2. Р.П.Суровцева и др., ХИМИЯ, методическое пособие 8 - 9 класс, Москва, Дрофа, 2004г.
3. Л.С.Гузей, Р.П.Суровцева, ХИМИЯ – учебники 9 класс, Москва, Дрофа, 2008г.
4. Энциклопедический словарь юного химика, Москва, Педагогика, 1990г.

Интернет-ресурсы

5. http://www.xumuk.ru/
6. http://www.chem.msu.su/rus/elibrary/
7. http://www.hemi.nsu.ru/
8. http://ppt.3dn.ru/index/0-15
9. http://yakovleva.ucoz.ru/load/23
10. http://www.it-n.ru/communities.aspx?cat_no=4605&tmpl=com ХИМОЗА
11. http://pedsovet.org/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,1366/

Предмет органической химии.

Органической химией изначально называлась химия веществ, полученных из организмов растений и животных. С такими веществами человечество знакомо с глубокой древности. Люди умели получать уксус из прокисшего вина, а эфирные масла из растений, выделять сахар из сахарного тростника, извлекать природные красители из организмов растений и животных.

Химики разделяли все вещества в зависимости от источника их получения на минеральные (неорганические), животные и растительные (органические).

Долгое время считалось, что для получения органических веществ нужна особенная «жизненная сила» - vis vitalis, которая действует только в живых организмах, а химики способны лишь выделять органические вещества из продуктов жизнедеятельности , но не могут синтезировать их. Поэтому шведский химик Й.Я. Берцелиус определил органическую химию как химию растительных или животных веществ, образующихся под влиянием «жизненной силы».

Именно Берцелиус ввел понятие органические вещества и органическая химия.

Развитие химии привело к накоплению большого количества фактов и к краху учения о «жизненной силе» -витализма. Немецкий ученый Ф. Вёлер в 1824 г. осуществил первый синтез органических веществ - получил щавелевую кислоту путем взаимодействия двух неорганических веществ – дициана и воды:

А в 1828 г. Вёлер, нагревая водный раствор неорганического вещества цианата  аммония, получил мочевину – продут жизнедеятельности живых организмов.

Изумлённый таким результатом, Вёлер написал Берцелиусу: «Должен сказать вам, что я умею приготовить мочевину, не нуждаясь не в почке, ни в живом организме вообще»

В последние годы блестящие синтезы анилина Г. Кольбе и Э. Франклендом (1842), жира М. Берло (1854), сахаристых веществ А.Бутлеровым (1861) и др. окончательно похоронили миф о «жизненной силе».

Появилось классическое определение К. Шорлеммера, не потерявшее своего значения и более 120 лет спустя:

"Органическая химия есть химия углеводородов и их производных, т.е. продуктов, образующихся при замене водорода другими атомами или группами атомов".

Сейчас органическую химию чаще всего называют химией соединений углерода. Почему же из более чем ста элементов Периодической системы Д. И. Менделеева природа именно углерод положила в основу всего живого? Ответ на этот вопрос неоднозначен. Многое вам станет понятно, когда вы рассмотрите строение атома углерода и поймете слова Д. И. Менделеева, сказанные им в «Основах химии» об этом замечательном элементе: «Углерод встречается в природе как в свободном, так и в соединительном состоянии, в весьма различных формах и видах…  Способность атомов углерода соединяться между собой и давать сложные частицы проявляется во всех углеродистых соединениях… Ни  в  одном из элементов… способности к усложнению не развито в такой степени, как в углероде… Ни одна пара элементов не дает столь много соединений, как углерод с водородом».

Многочисленные связи атомов углерода между собой и с атомами других элементов (водорода, кислорода, азота, серы, фосфора), входящих в состав органических веществ, могут разрушаться под влиянием природных факторов. Поэтому углерод совершает непрерывный круговорот в природе: из атмосферы (углекислый газ) – в растения (фотосинтез), из растений – в животные организмы, из живого – в мертвое, из мертвого – в живое…

Органические вещества имеют ряд особенностей, которые отличают их от неорганических веществ:

1.      Неорганических веществ насчитывается немногим более 100 тыс., тогда как органических – почти 18млн (табл. 1).

Таблица 1. Рост числа известных органических соединений

   2.      В состав всех органических веществ входят углерод и водород, поэтому большинство из них горючи и при горении обязательно образуют углекислый газ и воду.

3.      Органические вещества построены более сложно, чем неорганические, и многие из них имеют огромную молекулярную массу, например те, благодаря которым происходят жизненные процессы: белки, жиры, углеводороды, нуклеиновые кислоты и. т. д.

4.      Органические вещества можно расположить в ряд сходных по составу, строению и свойствам – гомологов

Гомологическим рядом называется ряд веществ, расположенных в порядке возрастания их относительных молекулярных масс, сходных по строению и химическими свойствам, где каждый член отличается от предыдущего на гомологическую разность СН2

5.      Для органических веществ характерной является изомерия, очень редко встречающаяся среди неорганических веществ. Вспомните примеры изомеров, с которыми вы знакомились в 9 классе. В чем причины  различий в свойствах изомеров?

Изомерия – это явление существования разных веществ –изомеров с одинаковым качественным и количественным составом, т.е. одинаковой молекулярной формулой. 

Величайшим обобщением знаний о неорганических  веществах является Периодический закон и Периодическая  система элементов Д. И. Менделеева. Для органических веществ аналогом такого обобщения служат теория строения органических соединений А. М. Бутлерова. 

Велико значение органической химии в нашей жизни.  В любом организме, в любой момент протекает множество превращений одних органических веществ в другие. Поэтому без знаний органической химии невозможно понять, как осуществляется функционирование систем, образующих живой организм, т.е. сложно понимание биологии и медицины.

Многие современные продукты и материалы, без которых мы не можем обходиться, являются органическими веществами (табл. 2)

Развитие биотехнологии, т.е. получения органических веществ не из живых организмов, а из клеточных культур (например, получение белков с помощью дрожжей на основе углеводородного сырья), генной инженерии, т.е. синтеза важнейших соединений белковой природы (например, синтез инсулина, интерферона), создание новых видов высокопродуктивных организмов было бы невозможно без достижения органической химии. 

Таблица 2. Некоторые природные и синтетические вещества.

Алгоритм составления названия алканов:

1. Выбрать самую длинную цепь (на первом этапе обучения целесообразно ее обводить).
2. Пронумеровать атомы углерода в этой цепи, начиная от ближайшего к разветвлению конца.
3. Обвести радикалы. Назвать их, начиная с простейшего, указав номер атома, у которого стоит этот радикал. Если радикал встречается несколько раз, использовать множительную приставку – ди-, три-, тетра- и т.д.
4. Общее название углеводорода дать по числу атомов углерода в цепи (корень названия  + суффикс АН).

Алгоритм построения структурной формулы по названию алкана:

1. В названии алкана выделяют корень. Обвести его значком корня.
2. Изобразить углеродный скелет в соответствии с наименованием корня.
3. Пронумеровать атомы углерода в углеродном скелете (с любой стороны).
4. Проставить символы радикалов у соответствующих атомов углерода.
5. Дополнить свободные валентности атомов углерода, символами атомов водорода, помня, что атом углерода в органических соединениях всегда четырех валентен.