Тема: Метан. Молекулярна, електронна і структурна формули метану, поширення у природі.
Мета: познайомити учнів з найпростішим представником органічних речовин – метаном; розглянути будову молекули метану, його молекулярну, структурну і електронну формулу; розкрити поняття «гібридизація електронних орбіталей», з’ясувати який тип гібридизації мають атом Карбону в молекулі метану; поглибити знання про фізичні властивості метану та про поширення метану в природі.
Обладнання: мультимедійна презентація до уроку, кулестержнева модель молекули метану, таблиця «Типи гібридизації»
Тип уроку: вивчення нового матеріалу
Хід уроку
І. Актуалізація опорних знань.
Перевірка домашнього завдання: Написати можливі структурні формули для речовини С5Н12.
Гра з кубиком , «Так чи ні»
(Вчитель по черзі кидає кубик учням. Учень, піймавши кубик, дає відповідь «так» чи «ні», коментує, в разі необхідності дає вірну відповідь.
1.Органічна хімія – це хімія сполук Карбону (так).
2. Карбон в органічних сполуках завжди чотиривалентний (так).
3.На зовнішньому енергетичному рівні атома Карбону міститься 6 електронів (ні).
4. В основному стані в атомі Карбону 4 неспарені електрони (ні).
5. В збудженому стані в атомі Карбону 2 неспарені електрони (ні).
6. Атоми Карбону здатні утворювати як йонні, так і ковалентні сильно полярні зв’язки (ні).
7. Атоми Карбону здатні утворювати між собою міцні ковалентні зв’язки і з’єднуватися в довгі ланцюжки або цикли (так).
8. Основні положення теорії хімічної будови органічних речовин сформулював Д.І. Менделєєв (ні).
9. Хімічна будова - це послідовність з’єднання атомів відповідно до їхньої валентності в молекулі (так).
10. Властивості речовин залежать тільки від того, атоми яких елементів і в якій кількості утворюють молекулу (ні).
11. Структурні формули – це такі формули, в яких символи хімічних елементів сполучаються рисочками, кількість яких дорівнює валентності елемента в сполуці (так).
12. Ізомери – це речовини,що мають однаковий склад, але різну будову (так).
13. Ізомери – це речовини, що мають однакові властивості (ні).
14. Структурні формули бувають розгорнуті та скорочені (так).
15. До складу вуглеводнів входять С, Н, О та іноді інші елементи (ні).
ІІ. Мотивація навчальної діяльності
Ми почали знайомство з органічними речовинами. На сьогоднішньому уроці пропоную вам познайомитися з найпростішою органічною речовиною. Цю речовину в побуті називають болотним газом або руддниковим газом. 98% цієї речовини входить до складу природного газу. Молекулярна формула цієї речовини – СН4, ахімічна назва – метан.
Мета уроку: розглянути метан як найпростішу органічну речовину. Познайомитися з будовою молекули метану, типом гібридизації електронних орбіталей атома Карбону. Навчитися писати молекулярну, структурну, електронну формули молекули. Описати фізичні властивості метану та поглибити знання про поширення метану в природі.
План уроку:
1. Будова молекули метану.
2. Фізичні властивості метану.
3. Поширення метану в природі.
ІІІ. Вивчення нового матеріалу
1. Будова молекули метану.
1. Молекулярна формула метану: СН4. Тобто до складу молекули входить 1 атом Карбону і 4 атома Гідрогеную.
Напишіть структурну формулу метану:
Н
| Вчитель демонструє кулестержневу модель метану.
Н―С ―Н
|
Н
2. Яку будову має атом Карбону у збудженому стані?
Отже, валентність Карбону ІV. Дійсно атом Карбону в молекулі метану утворює 4 ковалентні полярні зв’зки з атомами Гідрогену. На моделі видно, що всі 4 зв’язки рівноцінні. Виникає питання: яким чином 1S-електрон і 3 Р-електрони утворюють рівноцінні зв’язки атомами Гідрогену?
3.Як утворюється молекула метану?
4 атома Гідрогену мають по 1 електрону. Це S електрони з кулястою хмарою. Електронні хмари Карбону перекриваються з електронними хмарами Гідрогену. Утворюються ковалентні полярні зв’язки. Молекула має форму тетраедра. (демонстрація молекули)
СН4 молекулярна формула метану
Н
:
Н : С : Н електронна формула метану
:
Н
Н
|
Н― С ―Н структурна формула метану
|
Н
Структурна формула відображає послідовність з’єднання атомів у молекулі, але не відображає їх розміщення в просторі (це площинні схеми молекул)
Реальну будову (розміщення атомів у тривимірному просторі) передають кулестержневіабо маштабні моделі молекули. (ст. 127 мал 75, 76 Н.М.Буринська)
- Фізичні властивості метану.
Робота з підручником (ст. 127 Н.М.Буринська)
1. Газ
2. Безбарвний
3. Без запаху
4. Легший за повітря (Мr(СН4) = 16, Мr(пов) = 29)
5. Майже не розчиняється у воді, але розчиняється в органічних розчинниках.
6. tпл = -182,5°С, tкип = -161,5°С
- Поширення метану в природі.
Бесіда
1. Метан входить до складу природного газу (98%), є важливим компонентом попутного нафтового газу.
2. Чимало метану в складі копального газу міститься у кам'яно-вугільних шахтах , тому його називають рудниковим газом. Вибухи суміші метану з киснем повітря (1:10) часто спричиняють масову загибель шахтарів.
Цікаво! У 19 столітті в сольовій копальні «Камера Спалена», що в горі Величка (Польща), були робітники, яких називали «грішниками, що каються». Вони надягали мокрий одяг з каптурами і повзали шахтами. Тримаючи в руці довгі ціпки, на кінці яких жевріли смолоскипи. У такий спосіб вони випалювали метан під стелею, не дозволяючи його концентрації сягнути критичної межі.
3. Чимало метану утворюється внаслідок анаеробного бродіння рослинних решток у болотах (тому його називають болотний газ), річковому мулі, під час перетравлювання їжі великою рогатою худобою. Біогаз – продукт переробки фекалій і сміття – також переважно складається з метану.
Цікаво! Болотний газ хімічними методами вперше дослідив у 1776р. італійський природодослідник Алессандро Вольта і встановив його відмінність від водню. Також це природне джерело метану вивчали Бертолле, Дальтон, Берцеліус тощо. Болотний газ у неглибокій замуленій водоймі збирали в такий спосіб. Товстостінну склянку або пляшку занурювали у воду, аби вона заповнилася рідиною, потім повертали її догори дном, вставляли лійку і збирали метан, розпушуючи дно за допомогою ціпка. Коли в склянці збирався газ, її закорковували під водою й після цього виймали на поверхню.
4. Трапляється метан і у Всесвіті. Його виявлено в атмосфері планет Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Величезні озера рідкого метану є на поверхні Титана, найбільшого з природних супутників Сатурна.
5. Величезні обсяги метану надходять в атмосферу з рисових полів, боліт, тваринних ферм тощо. Науковці стверджують, що це не лише сприяє глобальному потеплінню, а й виснажує озоновий шар планети.
ІV. Узагальнення й систематизація знань.
Прочитайте вірш «Хто я?», прокоментуйте кожен його стовпчик.
Народився я в болоті,
В глибині на самім дні.
Там гнили рослинні рештки.
Тато й мама то мої.
Народився я веселим,
Сидіть на місці не схотів,
Поскакав собі до верху
І в повітря я злетів.
Там піймали мене люди,
Посадили у трубу.
І погнали в подорож далеку -
Дуже довгу і важку.
У тій подорожі славній
Я усім приносив користь:
Зігрівав комусь оселю,
Була вдячна й промисловість.
А робив я це тому,
Що коли горю на кисні
Виділяю теплоту.
Мені раді люди різні.
Потім нагрівати стали.
Й нагрівали, хай вам грець,
Доки там не розкладався
Я на водень і вуглець.
Довго я служив всім людям,
Та самотнім був там я.
І не знав свого я роду,
Де ж ти є, моя сім’я ?
І пішов я за порадой
До великого знавця .
Був то Бутлеров великий.
Кожен знав його ім’я.
І дізнався там від нього,
Що маю рід великий я,
Маю братців я багато.
Всі вони – моя сім’я.
А тепер скажи-хто я?
І хто є моя сім’я?
Розв’яжи задачі:
Домашнє завдання:
§ 20 (с. 125 – 128), конспект в зошиті.
Впр. 1-5 с.133 (усно)
