Тема урока: «ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВАХ»
Тип урока: урок формирования новых знаний, с элементами проектной методики.
Продолжительность: урок – 45 мин
Цели урока:
I. Дидактические:
- сформировать представления 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.
II. Развивающие:
- развивать мышление, социальную активность, творческие способности студентов.
- развивать умения наблюдать и делать выводы,
- развивать способность к сотрудничеству, творческие навыки, интерес к химии;
- развивать умения применять знания на практике.
III. Воспитательные:
- воспитывать общую культуру.
- прививать чувство ответственности за успехи всей группы, взаимоуважение;
- воспитывать способность к самореализации;
- формировать творческий подход к делу.
Методы, используемые на уроке:
- репродуктивный (воспроизведение информации, выполнение упражнений);
- творчески-воспроизводящий (подготовка и показ презентации);
- проблемно-поисковый (поисковый лабораторный эксперимент).
Методы контроля: устный фронтальный и индивидуальный опрос.
Междисциплинарные связи: физика, история, биология
Материалы и оборудование к уроку:
- периодическая система, раздаточный материал на печатной основе по теме занятия,
- образцы органических веществ (уксусная кислота, ацетон, аскорбиновая кислота, сахар, 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, пепел.
- шаростержневые модели метана, этилена, ацетилена, пропана, бутана, изобутана, циклогексана. На каждый ученический стол - ванночка с шаростержневыми моделями.
Технические средства обучения: компьютер, мультимедийный проектор, экран, слайды к уроку для преподавателя, компьютерные презентации студентов Power Point.
Ход урока.
1. Организационный момент.
2. Актуализация опорных знаний.
3. Изучение нового материала.
3.1 Предпосылки возникновения органической химии.
3.2 Основные признаки органических соединений.
3.3 Предмет органической химии.
3.4 Валентность углерода в органических соединениях
3. 5 Причины многообразия органических соединений.
3. 6 Лабораторная работа. «Изомерия органических веществ».
4. Подведение итогов урока.
5. Домашнее задание
1. Организационный момент (требования к предмету: тетради, учебники, поведение в кабинете, оборудование кабинета и т. д.)
2. Актуализация опорных знаний
Цель. Ознакомиться с историей открытия органических веществ и их классификацией.
Слово преподавателя.
Еще в древности все вещества, встречающиеся на Земле, делили на две большие группы. К одной группе относили древесину, уксус, спирт, масло, т. е. вещества растительного и животного происхождения. Их химики сейчас называют органическими.
В другую группу входили соль, серебро, золото, сера, сода, медь это, как теперь известно, – неорганические вещества. Более четкую грань, между органическими и неорганическими веществами попытались провести арабские алхимики. Еще в IX-X вв. первую попытку такого деления связывают с именем известного ученого древности – Абу Бакр ибн Закарийа-ар-Рази. Ученый разделил все вещества на минеральные, растительные и животные. Но строение веществ, в тот период, известно не было.
Это продолжалось 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. (Слайд на презентации) 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. Вёлер 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.
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?
Преподаватель предлагает учащимся вместе попытаться это выяснить.
II. Преподаватель показывает образцы органических веществ, называет их и указывает молекулярную формулу (слайд на презентации):
С2Н4О2 уксусная кислота,
С3Н6О ацетон,
С2Н6О этиловый спирт (в спиртовке),
C6H12N4 сухое горючее уротропин,
С6Н8О6 витамин С или аскорбиновая кислота,
С12Н22О11 сахар,
СХНУ парафиновая свеча и нефть, в состав которых входят вещества с общей формулой,
(С6Н10О5)n бумага, состоящая из целлюлозы.
Вопросы: Что общего вы заметили в составе этих веществ?
Слово преподавателя . Таким образом, как бы ни был многообразен мир органических веществ, все они состоят обязательно из углерода, водорода, реже – кислорода, азота, серы и фосфора.
Задание 2. Руководствуясь составом органических веществ, выберите органические вещества из предложенного перечня:
С Б К У Р А Е Х Ю М А Г CO2 , HCl, CH3COOH, CaCO3, C7H8, C3H8, KNO3, C2H5NH2, CO, CH3COONH2 , СН2Сl, Na2CO3 ,
Л Д
C6H12, H2CO3.
Из букв, соответствующих правильным ответам, составьте название органического вещества, входящего в состав большинства продуктов растительного происхождения:
Какое химическое свойство вы можете предположить для этих веществ?
Преподаватель 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).
Преподаватель сообщает, что не все органические вещества способны гореть, но все они разлагаются при нагревании без доступа кислорода, обугливаются. (видеоопыт)
Признаки органических веществ:
1. Содержат углерод.
2. Горят и (или) разлагаются с образованием углеродсодержащих продуктов.
3. Связи в молекулах органических веществ ковалентные.
Учитель предлагает учащимся сформулировать определение понятия «органическая химия». Определение записывается в тетради.
Органическая химия - наука об органических веществах, их составе, строении, свойствах и способах получения. (Слайд на презентации)
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.
Задание 1. Внимательно ознакомьтесь с содержанием таблицы и проанализируйте ее. Сделайте вывод, почему вещества разделили на органические и неорганические?
Таблица 1. Различие между органическими и неорганическими соединениями
| Органические | Неорганические |
| Количество известных органических соединений исчисляется миллионами | Количество известных неорганических соединений исчисляется сотнями тысяч |
| В состав органических веществ входят: углерод, водород, кислород, реже – азот. Фосфор. Сера, галогены | Состав неорганических веществ представлен большинством химических элементов периодической системы. |
| Большинство химических связей в органических веществах имеет ковалентный характер | Большинство химических связей имеет ионный характер |
| Все органические вещества неустойчивы (выше 400оС) нагреванию | Многие неорганические соединения устойчивы к сильному нагреванию |
| Наряду с некоторыми неорганическими веществами, образуют живую часть Земли (биосферу) | Образуют неживую часть Земли (гидросферу, литосферу, атмосферу) |
Изучение органических веществ в XIX веке столкнулось с рядом
затруднений. Одно из них - «непонятная» валентность углерода.
Вопрос: Что такое валентность?
Ответ: Валентность характеризует способность атомов химических элементов к образованию химических связей, она определяет число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами в молекуле.
Так, например, 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. Полученные валентности маловероятны.
Значит, к органическим веществам нельзя применять методы неорганической химии. В самом деле, в строении органических веществ есть особенности: валентность углерода всегда IV.
Слово преподавателя. А теперь решим проблему 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.
2. Образование атомами углерода простых, двойных и тройных связей с другими атомами и между собой.
3. Разный характер углеродных цепочек: линейные, разветвленные,
циклические.
4. Множество элементов, входящих в состав органических веществ.
5. -?
(Слайд на презентации).
Есть еще одна причина. (Надо оставить для ее записи место в тетради.) Ученики должны найти ее сами. Для этого можно выполнить лабораторную работу.
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».
(Слайд на презентации).
Работа проходит в парах. Учитель проверяет правильность сборки моделей и изображения структурных формул, помогает учащимся, у которых возникли затруднения. На работу отводится 5-10минут (в зависимости от успешности работы класса), после этого структурные формулы показывает учитель на слайде презентации и обсуждаются следующие вопросы:
- Что у всех этих веществ одинаково?
- Чем отличаются приведенные вещества?
строение?
Итак, изомеры – это вещества, имеющие одинаковый состав, но разное строение, а следовательно и разные свойства.
Вы построили изомеры, отличающиеся строением углеродной цепи или, как говорят, углеродного скелета. Углеродные скелеты молекул построенных веществ изображают так:
Задание. Укажите, какие из веществ являются изомерами:
Обоснуйте свой выбор.
Слово преподавателя. Многообразие и многочисленность органических веществ объясняется также явлением «гомология».
7. Какие органы в биологии называются гомологичными?
8. Какие вещества в органической химии можно назвать гомологами?
Вещества, сходные по строению и по свойствам, но отличающиеся друг от друга на группу атомов СН2 – гомологическую разность, называются гомологами.
Задание 7.
а) (каждая группа получает одно вещество) Построить гомологические ряды для веществ: СН4; С2Н4; С2Н2; С6Н6.
б) Среди перечисленных веществ найти гомологи:
Подведение итогов урока
Цель. Проверить усвоение основных понятий органической химии.
1. Дайте определение термина «органическая химия»
2. Какие вещества называются органическими?
3. Перечислите особенности, которые отличают органические соединения от неорганических?
4. Дайте определения понятий «изомерия», «изомер», «гомолог», «гомологический ряд».
5. Какой элемент является основой органической химии? Какое место он занимает в ПСХЭ? Какую валентность он проявляет? Дайте определения понятий «валентность» и «степень окисления». В чем их сходство и отличие?
4. Подведение итогов урока
Цель. Обобщить полученные знания.
Слово учителя. Современная органическая химия имеет сложную структуру. Основу ее составляет прикладная органическая химия, которая занимается получением органических соединений и опирается на теоретическую химию.
Органической химией называется наука о способах получения, строении, свойствах и применении соединений углерода.
5. Домашнее задание:
Знать определения понятий «органическая химия», «изомеры», «гомологи», «валентность». Занести данные определения в словарь. Построить изомеры вещества С6 Н14. Сколько гомологических рядов у данных веществ?
Используя, дополнительную литературу подготовить сообщения: «Предпосылки создания теории строения органических веществ» и «Факты, которые легли в основу теории строения органических соединений».
Прочитать § 1 (стр.5-12).
