Конспект урока по химии в 9 классе "Общие представления об органических веществах"docx

IX класс

Тема: «ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВАХ»

(Урок изучения нового материала)

Форма урока: рассказ учителя и демонстрация образцов и мо­делей органических веществ.

В связи с переходом на концентрические программы в IX классе изучаются основы органической химии, закладываются представления об органических веществах. Ниже приводится разработка двухчасового урока, который был проведен в IX классе после изучения темы «Углерод и его соединения».

Цели урока: сформировать представление о составе и строе­нии органических соединений, их отличительных признаках; выявить при­чины многообразия органических веществ; продолжить формирование умения составлять структурные формулы на примере органических ве­ществ; сформировать представление об изомерии и изомерах.

Предварительное домашнее задание: вспомнить, как образуется ковалентная связь в молекулах неорганических веществ, как графически можно показать ее образование.

Материалы и оборудование к уроку: образцы орга­нических веществ (уксусная кислота, ацетон, аскорбиновая кислота, са­хар- в фабричных упаковках с этикетками, бумага, свеча, спиртовка со спиртом, сухое горючее (уротропин), нефть; образцы изделий из пластмас­сы и синтетических волокон (линейки, ручки, банты, пуговицы, цветочные кашпо, полиэтиленовые пакеты и т. п.); спички, фарфоровая чашка, тигель­ные щипцы. Шаростержневые модели метана, этилена, ацетилена, пропана, бутана, изобутана, циклогексана. На каждый ученический стол - ванночка с шаростержневыми моделями.

Ход урока:

I. Учитель рассказывает, как произошел термин «органические ве­щества».

До начала XIX века вещества делили по происхождению на мине­ральные, животные и растительные. В 1807 году шведский химик Й. Я. Берцелиус ввел в науку термин «органические вещества», объединив в одну группу вещества растительного и животного происхождения. Науку об этих веществах он предложил называть органической химией. В начале XIX века считалось, что органические вещества в искусственных условиях получить нельзя, они образуются только в живых организмах или под их воздействием. Ошибочность этого представления была доказана синтезами органических веществ в лабораторных условиях: в 1828 году немецкий хи­мик Ф. Вёдер синтезирует мочевину, его соотечественник А. В. Кольбе в 1845 г. получает уксусную кислоту, в 1854 г. французский химик П. Э. Бертло - жиры, в 1861 г. русский химик А. М. Бутлеров - сахаристое вещество. (Эта информация предварительно записана на доске и закрыта, во время сообщения учитель открывает эту запись.)

Оказалось, что резкой границы между органическими и неорганиче­скими веществами не существует, они состоят из одних и тех же химиче­ских элементов и могут быть превращены друг в друга.

Вопрос: На каком же основании органические вещества выделя­ют в отдельную группу, каковы их отличительные признаки?

Учитель предлагает учащимся вместе попытаться это выяснить.

II. Учитель показывает образцы органических веществ, называет их и, если возможно, указывает молекулярную формулу (для некоторых ве­ществ формулы записаны заранее на доске и закрыты, во время демонст­рации эти записи открываются): уксусная кислота С₂Н₄О₂ ацетон С₃Н₆О, этиловый спирт (в спиртовке) С₂Н₆О, сухое горючее уротропин C₆H₁₂N₄, витамин С или аскорбиновая кислота С₆Н₈О₆, сахар С₁₂Н₂₂О₁₁, парафиновая свеча и нефть, в состав которых входят вещества с общей формулой С_ХН_У, бумага, состоящая из целлюлозы (С₆Н₁₀О₅)_п.

Вопросы: Что общего вы заметили в составе этих веществ? Ка­кое химическое свойство вы можете предположить для этих веществ?

Учащиеся отвечают, что во все перечисленные соединения входят углерод и водород. Предполагают, что они горят. Учитель демонстрирует горение уротропина, свечи и спиртовки, обращает внимание на характер пламени, вносит последовательно в пламя спиртовки, уротропина и свечи фарфоровую чашку, показывает, что от пламени свечи образуется копоть. Далее обсуждается вопрос о том, какие вещества образуются в ходе горе­ния органических веществ. Учащиеся приходят к выводу, что образоваться может углекислый или угарный газ, чистый углерод (сажа, копоть). Учи­тель сообщает, что не все органические вещества способны гореть, но все они разлагаются при нагревании без доступа кислорода, обугливаются. Учитель демонстрирует обугливание сахара при нагревании. Учитель про­сит определить вид химической связи в органических веществах, исходя из их состава.

Далее ученики в тетрадях записывают признаки органических ве­ществ: 1. Содержат углерод. 2. Горят и (или) разлагаются с образованием углеродсодержащих продуктов. 3. Связи в молекулах органических ве­ществ ковалентные.

III. Учитель предлагает учащимся сформулировать определение по­
нятия «органическая химия». Определение записывается в тетради. Орга­
ническая химия - наука об органических веществах, их составе, строении,
свойствах и способах получения.

Синтезы органических веществ в лабораторных условиях ускорили развитие органической химии, ученые стали экспериментировать и полу­чать вещества, которые не встречаются в природе, но соответствуют всем признакам органических веществ. Это пластмассы, синтетические каучуки и волокна, лаки, краски, растворители, лекарства. (Учитель демонстриру­ет изделия из пластмасс и волокон.) По происхождению эти вещества не являются органическими. Таким образом, группа органических веществ существенно расширилась, а старое название сохранилось. В современном понимании органические вещества - не те, которые получаются в живых организмах или под их действием, а те, которые соответствуют признакам органических веществ.

IV. Изучение органических веществ в XIX веке столкнулось с рядом
затруднений. Одно из них - «непонятная» валентность углерода. Так, на­
пример, в метане СН₄ валентность углерода IV. В этилене С₂Н₄, ацетилене
С₂Н₂, пропане С₃Н₈ учитель предлагает определить валентность самим
учащимся. Учащиеся находят валентности соответственно II, I и 8/3. Полу­
ченные валентности маловероятны. Значит, к органическим веществам
нельзя применять методы неорганической химии. В самом деле, в строении
органических веществ есть особенности: валентность углерода всегда IV,
атомы углерода соединяются между собой в углеродные цепочки. Учитель
предлагает построить структурные формулы данных веществ. Учащиеся в
тетрадях строят структурные формулы и выносят на доску:

Для сравнения учитель демонстрирует шаростержневые модели этих веществ.

После этого учитель просит графически изобразить образование ко-
валентных связей в молекулах метана, этилена и ацетилена. Изображения
выносятся на доску и обсуждаются. ,

V. Учитель обращает внимание учащихся на периодическую систему.
Сейчас открыто более 110 химических элементов, все они входят в

состав неорганических веществ. Известно около 600 тысяч неорганических соединений. В состав природных органических веществ входят немногие элементы: углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор, некоторые ме­таллы. В последнее время синтезируют элементорганические вещества, расширяя этим спектр элементов, входящих в состав органических ве­ществ.

Вопрос: Как вы думаете, сколько органических соединений сей­час известно? (Учащиеся называют предполагаемое количество известных органических веществ. Обычно эти числа занижены по сравнению с фак­тической численностью органических веществ.) В 1999 году зарегистриро­вано 18-миллионное органическое вещество.

В о п р о с : В чем же причины многообразия органических веществ? Учащимся предлагается попытаться найти их в том, что уже известно о строении органических веществ. Ученики называют такие причины, как: соединение углерода в цепи разной длины; соединение атомов углерода простыми, двойными и тройными связями с другими атомами и между со­бой; множество элементов, входящих в состав органических веществ. Учи­тель приводит еще одну причину - разный характер углеродных цепей: линейные, разветвленные и циклические, демонстрирует модели бутана, изобутана и циклогексана.

Учащиеся в тетради записывают: Причины многообразия органиче­ских соединений.

, 1. Соединение атомов углерода в цепи разной длины.

1. Образование атомами углерода простых, двойных и тройных свя­
   зей с другими атомами и между собой.

2. Разный характер углеродных цепочек: линейные, разветвленные,
   циклические.

3. Множество элементов, входящих в состав органических веществ.

Есть еще одна причина. (Надо оставить для ее записи место в тет­ради.) Ученики должны найти ее сами. Для этого можно выполнить лабо­раторную работу.

VI. Лабораторная работа.

Учащимся выдают шарики и стержни: 4 черных шарика с 4 отвер­стиями каждый - это атомы углерода; 8 белых шариков с одним отверстием каждый - атомы водорода; 4 длинных стержня для соединения атомов углерода между собой; 8 коротких стержней - для соединения атомов угле­рода с атомами водорода.

Задание: используя весь «строительный материал», постройте модель молекулы органического вещества. Изобразите структурную фор­мулу этого вещества в тетради. Постарайтесь сделать как можно больше разных моделей из одного и того же «строительного материала».

Работа проходит в парах. Учитель проверяет правильность сборки моделей и изображения структурных формул, помогает учащимся, у кото­рых возникли затруднения. На работу отводится 10-15 минут (в зависимо­сти от успешности работы класса), после этого структурные формулы выносятся на доску и обсуждаются следующие вопросы: Что у всех этих веществ одинаково? Чем отличаются приведенные вещества?

Выясняется, что одинаковым является состав, разным — строение. Учитель объясняет, что такие вещества, состав которых одинаков, а строе­ние и поэтому свойства - разные, называются изомерами. Под строением вещества подразумевается порядок соединения атомов, их взаимное распо­ложение в молекулах. Явление существования изомеров называется изоме­рией.

VII. Определения понятий «химическое строение», «изомеры» и «изомерия» записываются учащимися в тетрадь после структурных формул изомеров. А в причины многообразия химических веществ вносится пятый пункт — явление изомерии органических соединений.

Умение строить структурные формулы изомеров отрабатывается на следующих примерах: С₂Н₆О (этанол и диметиловый эфир), С₄Н₁₀ (бутан и изобутан). На этих примерах учитель показывает, как можно записать сокращенную структурную формулу:

Учитель предлагает построить изомеры состава C₅H₁₂₎ если известно, что их существует три. После вынесения всех изомеров на доску, учитель обращает внимание учащихся на методику построения изомеров: уменьше­ние с каждым разом главной цепи и увеличение числа радикалов.

Домашнее задание: выучить записи в тетради, построить изомеры состава С₆Н_М (их 5).