«Причины многообразия веществ: изомерия, гомология, аллотропия, изотопия» для 11 класса»

Тема урока : «Причины многообразия веществ:

изомерия, гомология, аллотропия, изотопия» для 11 класса»

(уточнение: в начале урока причины не указываются, они будут прописаны по ходу урока)

Цель: опираясь на знания о природе углерода, раскрыть причины многообразия органических соединений; расширить представления обучающихся о многообразии неорганических веществ в природе.

Планируемые результаты: на данном уроке большинство учащихся на основе собственных знаний курса химии за 10 класс, а также изученных тем в 11 классе смогут установить причинно-следственные связи фактов, найти и дать характеристику основных понятий при работе с различными ресурсами и сделать соответствующие выводы о причинах многообразия веществ.

Оборудование к уроку: модели кристаллических решеток алмаза, графита,

н-гексана, персональный компьютер, выход в ресурсы сети Интернет, мультимедийный проектор, экран, учебная литература

Прилагаемые медиаматериалы:

видеофрагмент «Изотопы хлора», презентация в редакторе POWER POINT

Использованная литература и ресурсы сети Интернет:

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (http://school-collection.edu.ru/catalog/pupil/)

2. Открытый банк заданий ФИПИ http://www.fipi.ru/

3. Сайты: http://oko-planet.su/; https://ru.wikipedia.org/↑ BBC News — Is fusion power really viable?

Структура урока:

1. Организационный момент

2. Ориентировочно-мотивационный

3. Информационно-поисковый

4. Обобщение и систематизация

5. Рефлексия

6. Домашнее задание

Содержание этапов урока.

1.Организационный момент(2мин.)

Здравствуйте! Ребята, скажите, что необходимо иметь на рабочем столе, например, для выполнения лабораторной или практической работы? Верно, необходимое оборудование, реактивы. А из чего состоит оборудование и реактивы? (из веществ). Сегодня речь пойдет о веществах, которые мы встречаем в повседневной жизни.

2. Ориентировочно-мотивационный(4мин.)

Мир, который нас окружает, уникален. Его изучают различные науки, в том числе и химия. А что конкретно изучает наука химия? Правильно, вещества и их превращения. Возможно, кто-то из вас интересовался, сколько всего известно в мире веществ? (предположения учащихся).

На конец июля 2014 года известно чуть больше 89 миллионов веществ, причем 66 миллионов - это "последовательности". То есть фактически это индивидуальные полимеры, например, конкретные последовательности аминокислот в полипептидах и конкретные последовательности оснований в нуклеиновых кислотах. В том числе, наверное, не только синтезированные, но главным образом - расшифрованные. Так что на долю "настоящих" химических соединений приходится раза в три меньше.

В прошлом ученые разделяли все вещества в природе на условно неживые и живые, включая в число последних царство животных и растений. Вещества первой группы получили название минеральных(неорганических), которых насчитывается приблизительно 500 тысяч. В состав неорганических веществ входят элементы….? (все элементы периодической таблицы).

А те, что вошли во вторую, стали называть органическими веществами. Что под этим подразумевается? (ответы обучающихся) Какие элементы входят в состав органических соединений, кроме углерода? (Н, О, N, Р, галогены). Класс органических веществ наиболее обширный среди всех химических соединений, известных современным ученым. Органических веществ насчитывается около 30 млн.

Откуда берутся такие цифры, почему в общем насчитывается такое великое число веществ? В течение урока мы с вами должны ответить на данный вопрос, при этом нужно будет дописать тему урока, где будет отражены основные причины многообразия веществ- это будет цель нашего урока.

В ходе урока будут звучать вопросы, на которые вы должны дать ответы, кроме того, вам будет предоставлена возможность свой ответ дополнить при помощи следующих средств обучения: ресурсы Интернет, учебная литература. Вы можете работать в паре или индивидуально, по желанию.

Информационно-поисковый (22 мин.)

Кратко остановимся на разделе органической химии.Многообразие органических веществ на планете и разнообразие их строения можно объяснить характерными особенностями атомов углерода. Более подробно мы говорили на уроках органической химии в 10 классе.

Вы помните, что атомы углерода способны образовывать очень прочные связи друг с другом, соединяясь в цепочки (демонстрация модели молекулы н-гексана). В результате получаются устойчивые молекулы.Молекулярная формула молекулы н-гексана С₆Н_14. Можно ли построить из данного количества атомов молекулу, имеющую другое строение? (да) Вспомните, как называются такие вещества по отношению друг к другу? (изомеры) Кто из вас возьмет первое задание, связанное именно с этим понятием? (так формируется первая пара или идет индивидуальная работа).

Задание №1

Получите готовую модель н-гексана и постройте модель 1 изомера, дайте название по систематической номенклатуре ИЮПАК; дайте определение понятия «изомер»

Если я попрошу вспомнить весь гомологический ряд метана, то кто сможет перечислить алканы этого ряда (желающие обязательно будут) + дополнительное задание будет тоже предложено для вас.

Задание №2

Дайте определение понятию «гомолог» и перечислите гомологический ряд метана, приведите формулы 5 гомологов метана Перед вами кристаллическая решетка самого твердого минерала в природе-это? (алмаз). Атом какого элемента образует данную решетку? (атом углерода, но алмаз не относится к органическим веществам). Вам известна, как минимум еще одна кристаллическая решетка, образованная тоже атомами углерода, но имеющая другое строение (демонстрация кристаллической модели графита) - это графит. Как называется явление существования таких кристаллических форм? (аллотропия).

Задание №3

Дайтеопределение понятию «аллотропия» и найдите дополнительную информацию о других аллотропных модификациях по ссылке http://school-collection.edu.ru/.

Будучи школьниками 8 класса самый любопытный из вас заметил интересную закономерность в ПСХЭ при изучении темы «Относительная атомная масса», и спросил «Почему у каждого химического элементаотносительные атомные массы химических элементов, не целые, а дробные величины?» Ответ был дан, а сейчас, вы сможете ответить на этот же вопрос, изучив тему «Строение атома» (ответы учащихся)

В природе не существует одного вида атома, например, существуют три разновидности атомов водорода: протий, дейтерий ²D, тритий ³T (запись на доске)

Тритий используется в биологии и химии как радиоактивная метка, в  термоядерном оружии как источник нейтронов и одновременно термоядерное горючее, в геологии для датирования природных вод. Интересно: производство одного килограмма трития обходится в 30 млн долларов(https://ru.wikipedia.org/↑ BBC News — Isfusionpowerreallyviable?)

Как же называют разновидности атомов одного и того же вида (в нашем случае – атомов водорода), имеющие один и тот же заряд ядра атома, но разные массы?  (изотопы (“изос” – равный, одинаковый, “топос” – место), т. е. занимающие одно и то же место). Данное явление получило название изотопия, и это является одной из причин многообразия веществ (запишем в теме урока -изотопия).(учителемдемонстрируется видеофрагмент «Изотопы хлора» (http://school-collection.edu.ru/catalog/pupil/), в котором проговаривается еще раз, что такое изотопы).

Далее слушаем группы (на представление решения каждой группе отводится по 2 мин) и записываем в теме урока последовательно: изомерия, гомология, аллотропия (и еще раз проговариваем понятия).

При выступлении группы по объяснению изомерии, учитель демонстрирует все модели изомеров для н-гексана, чтобы убедиться, что из 6 атомов углерода можно получить 4 новых вещества, следовательно, изомерия-одна из причин многообразия веществ.

Обобщение и систематизация(7мин.)

В химических лабораториях каждый день синтезируются сотни новых веществ. Открываются новые реакции, разрабатываются новые способы получения органических веществ, внедряются новые методы исследования химических соединений. И в перспективе мы наверняка услышим громкие открытия в области разных наук, будем в практической деятельности использовать те вещества, свойства которых мы знаем, чтобы себе не навредить. Говорят, что из известных веществ можно найти рейтинги самых дорогих, самых экстремальных. Давайте посмотрим материал о 10 самых экстремальных веществах в мире (презентация)

В заключение урока заполним кроссворд, составленный на основе заданий сайта http://www.fipi.ru/

Рефлексия (3мин.)

В конце урока вам предлагается заполнить таблицу и поставить мысленноплюс или минус в каждой колонке таблицы.

Анализ ответов обучающихся: если у вас есть минус, значит необходимо проработать данный материал еще раз с использованием различных ресурсов.

У кого-то появилось желание, еще что-то нового узнать о окружающих нас веществах? Найдите интересную для вас информацию к следующему уроку, подготовьте либо сообщение, либо презентацию.

Домашнее задание(2мин.): подготовка сообщений, презентаций на тему «Знакомьтесь: вещества!», «Применение изотопов человеком».

Текст к презентации «Самые экстремальные вещества в мире»:

Самое ядовитое вещество-ботекс

Такой яд, действительно отличается от того, что прожигает бетон. Ботокс использует ботулотоксин, порождаемый бактерией «клостридиумботулинум», и она очень смертоносна, и её количества, равного крупинке соли, достаточно, чтобы убить человека весом в 200 фунтов (90,72 кг; прим. mixednews).

На самом деле, учёные рассчитали, что достаточно распылить всего 4 кг этого вещества, чтобы убить всех людей на земле. Наверное, орёл бы поступил гораздо гуманнее с гремучей змеёй, чем этот яд с человеком.

Самое горячее вещество

Созданное столкновением атомов золота при почти световой скорости, вещество называют кварк-глюонным «супом», и оно достигает сумасшедших 4 триллионов градусов Цельсия, что почти в 250 000 раз горячее вещества внутри Солнца.

Величина энергии, испускаемой при столкновении, была бы достаточной, чтобы расплавить протоны и нейтроны, что само по себе имеет такие особенности, о которых вы даже и не подозревали. Учёные говорят, что это вещество могло бы нам дать представление о том, на что было похоже рождение нашей Вселенной, поэтому стоит с пониманием отнестись к тому, что крошечные сверхновые не создаются ради забавы.

Наиболее сильная сверхтекучесть

Гелий-2 является наиболее характерным представителем. Чашка «гелия-2» самопроизвольно поднимется и выльется из контейнера. «Гелий-2» также просочится через другие твёрдые материалы, так как полное отсутствие силы трения позволяет течь ему через другие невидимые отверстия, через которые не мог бы вытечь обычный гелий (или вода для данного случая).

Самая едкая кислота-фторидосурьмяная

Эта кислота в 21.019 раз более сильная, чем серная кислота и может просочиться через стекло. И она может взорваться, если добавить воды.

Самое тяжёлое вещество

Это технически созданный алмазный наностержень. Это фактически совокупность из алмазов нано-масштаба, с наименьшей степенью сжатия и самое тяжёлое вещество, известное человеку.

Это вещество изобрели в Германии в 2005 году и, возможно, его будут использовать в той же самой степени, как и промышленные алмазы, исключая то обстоятельство, что новое вещество более устойчивое к износу, чем обычные алмазы. Это вещество даже тяжелее, чем алгебра.