Какие существуют способы моделирования молекул органических соединений

Практическое занятие по теме “Изготовление моделей молекул органических веществ”

Разделы: Химия

Данная работа проводится с учащимися, которые пришли получать профессиональное образование. Очень часто знания по химии у них слабые, поэтому нет заинтересованности к предмету. Но в каждом ученике есть желание учиться. Даже слабоуспевающий, ученик проявляет интерес к предмету, когда ему что-нибудь удается сделать самому.

Задания в работе составлены с учетом пробелов в знаниях. Каткий теоретический материал позволяет быстро вспомнить необходимые понятия, что помогает учащимся выполнить работу. Построив модели молекул, ребятам легче написать структурные формулы. Для более сильных учащихся, которые быстрее выполняют практическую часть работы, даны расчетные задачи. Каждый учащийся при выполнении работы добивается результата: одни успевают построить модели молекул, что делают с удовольствием, другие выполнить большую часть работы, третьи делают все задания, и оценку получает каждый учащийся.

Цели урока:

формирование навыков самостоятельной работы;
обобщить и систематизировать знания учащихся о теории строения органических соединений;
закрепить умение составлять структурные формулы углеводородов;
отработать навыки давать названия по международной номенклатуре;
повторить решение задач на определение массовой доли элемента в веществе;
развивать внимание и творческую активность;
развивать логическое мышление;
воспитывать чувство ответственности.

“Изготовление моделей молекул органических веществ.
Составление структурных формул углеводородов”.

Теоретический материал. Углеводороды это органические вещества, состоящие из атомов углерода и водорода. Атом углерода во всех органических соединениях четырехвалентен. Атомы углерода могут образовывать цепочки прямые, разветвленные, замкнутые. Свойства веществ завися не только от качественного и количественного состава, но и от порядка соединения атомов между собой. Вещества, имеющие одинаковую молекулярную формулу, но разное строение называются изомерами. Приставки указывают количество ди – два, три – три, тетра – четыре; цикло – означает замкнутый.

Суффиксы в названии углеводородов указывают на наличие кратной связи:

ан одинарная связь между атомами углерода (С С);
ен двойная связь между атомами углерода (С = С);
ин тройная связь между атомами углерода (С С);
диен две двойных связи между атомами углерода (С = С С = С);

Радикалы: метил -СН₃; этил -С₂Н₅; хлор -Сl; бром -Br.

Пример. Составьте модель молекулы пропана.

Молекула пропана C₃H₈ содержит три атома углерода и восемь атомов водорода. Атомы углерода соединены между собой. Суффикс – ан указывает на наличие одинарной связи между атомами углерода. Атомы углерода располагаются под углом 10928 минут.

Молекула имеет форму пирамиды. Атомы углерода изображайте черными кругами, а атомы водорода – белыми, атомы хлора – зелеными.

При изображении моделей соблюдайте соотношение размеров атомов.

Молярную массу находим, пользуясь периодической таблицей

М (С₃Н₈ ) = 12 · 3 + 1 · 8 = 44 г/моль.

Что бы назвать углеводород надо:

Выбрать самую длинную цепочку.
Пронумеровать, начиная с того края, к которому ближе радикал или кратная связь.
Указать радикал, если радикалов несколько указывают каждый. (Цифра перед названием).
Назвать радикал, начиная с меньшего радикала.
Назвать самую длинную цепочку.
Указать положение кратной связи. (Цифра после названия).

При составлении формул по названиюнадо:

Определить число атомов углерода в цепочке.
Определить положение кратной связи. (Цифра после названия).
Определить положение радикалов. (Цифра перед названием).
Записать формулы радикалов.
В последнюю очередь определить количество и расставить атомы водорода.

Массовая доля элемента определяется по формуле:

где

– массовая доля химического элемента;

n – число атомов химического элемента;

Читать еще: Где купаться в Португалии в сентябре

Ar – относительная атомная масса химического элемента;

Mr – относительная молекулярная масса.

При решении задачи примените формулы расчета:

Относительная плотность газа Dг показывает во сколько раз плотность одного газа больше плотности другого газа. D(Н₂) – относительная плотность по водороду. D(воздуха) – относительная плотность по воздуху.

Оборудование: Набор шаростержневых моделей молекул, пластилин разных цветов, спички, таблица “Предельные углеводороды”, периодическая таблица. Индивидуальные задания.

Ход работы. Выполнение заданий по вариантам.

Задание №1. Составьте модели молекул: а) бутана, б) циклопропана. Зарисуйте модели молекул в тетради. Напишите структурные формулы этих веществ. Найдите их молекулярные массы.

Задание №2. Назовите вещества:

Задание №3. Составьве структтурные формулы веществ:

а) бутен-2, напишите его изомер;
б) 3,3 – диметилпентин-1.

Задание №4. Решите задачи:

Задача 1 Определить массовую долю углерода и водорода в метане.

Задача 2. Сажа применяется для производства резины. Определить сколько г сажи (С) можно получить при разложении 22 г пропана?

Задание №1. Составьте модели молекул: а) 2-метилпропана, б) циклобутана. Зарисуйте модели молекул в тетради. Напишите структурные формулы этих веществ. Найдите их молекулярные массы.

Задание №2. Назовите вещества:

Задание №3 Составьве структурные формулы веществ:

а) 2-метилбутен-1, напишите его изомер;
б) пропин.

Задание №4. Решите задачи:

Задача 1. Определить массовую долю углерода и водорода в этилене.

Задача 2. Сажа применяется для производства резины. Определить массу сажи (С), которую можно получить при разложении 36г пентана?

Задание №1. Составьте модели молекул: а) 1,2-дихлорэтана, б) метилциклопропана

Зарисуйте модели молекул в тетради. Напишите структурные формулы этих веществ. Определите во сколько раз дихлорэтан тяжелее воздуха?

Задание №2. Назовите вещества:

Задание №3. Составьве структурные формулы веществ:

а) 2-метилбутен-2 напишите его изомер;
б) 3,4-диметилпентин-1.

Задание №4. Решите задачи:

Задача 1. Найти молекулярную формулу вещества, содержащего 92,3% углерода и 7,7% водорода. Относительная плотность по водороду равна 13.

Задача 2. Какой объем водорода выделится при разложении 29 г бутана (н.у.)?

Задание №1. Составьте модели молекул: а) 2,3-диметилбутана, б) хлорциклопропана. Зарисуйте модели молекул в тетради. Напишите структурные формулы этих веществ. Найдите их молекулярные массы.

Задание №2. Назовите вещества

Задание №3. Составьве структурные формулы веществ:

а) 2-метибутадиентен-1,3; напишите изомер.
б) 4-метилпентин-2.

Задание №4. Решите задачи:

Задача 1. Найти молекулярную формулу вещества, содержащего 92,3% углерода и 7,7% водорода. Относительная плотность по водороду равна 39.

Задача 2. Какой объем углекислого газа выделится при полном сгорании 72 г автомобильного топлива, состоящего из пропана?

Опыт № 11/12. Изготовление моделей молекул органических соединений

Решебник по химии за 9 класс (Л.С.Гузей, В.В.Сорокин, Р.П.Суровцева, 2000 год),
задача №12
к главе «Лабораторные работы и опыты».

Оборудование. Наборы разного цвета шаров и стержней.

А. Изготовление моделей углеводородов и их галогенопроизводных

Задания. 1—5. Соберите шаростержневые модели молекулы метана и его гомологов.

6—7. Соберите шаростержневые модели молекул дихлор-метана и дихлорэтана.

1. Возьмите шарик, который условно будет изображать атом углерода, и четыре стержня (или спички), которые будут изображать связи С—Н. Объясните, почему химические связи располагаются вокруг атома углерода под углом 109°28′ относительно друг друга. Расположите четыре стержня под указанным углом между ними.

2. Мысленно или при помощи нити соедините центры ядер атомов водорода (свободные концы стержней) друг с другом. Изображение какой геометрической фигуры вы получили?

3. На свободные концы стержней прикрепите (наколите) четыре шарика. Такая модель молекулы метана называется шаростержневой моделью.

Читать еще: Как попасть служить в президентский полк

Аналогичные модели молекул, в которой детали, изображающие атомы элементов, выполняются в соответствующем масштабе, называются масштабными.

4. Соберите шаростержневые модели молекул метана, этана, пропана, бутана.

Что общего в строении молекул этих веществ, в чем различие? Чем объясняется зигзагообразное строение углеродной цепи в молекулах пропана и бутана? Какова величина угла в зигзагообразном отрезке углеродной цепи? Продемонстрируйте на моделях молекул этана и пропана возможность свободного вращения углеводородных радикалов относительно друг друга (конформация) и образования в результате этого огромного числа пространственных изомеров. Почему нельзя выделить эти изомеры?

5. Изготовьте шаростержневые модели н-бутана и н-пентана. С помощью моделей покажите возможный переход парафинов в циклопарафины и наоборот. Сохраняется ли размер валентных углов в углеродной цепи парафинов при превращении их в циклопарафины?

6. Изготовьте шаростержневые модели молекул метана и четырех молекул хлора. С помощью этих моделей продемонстрируйте поэтапное замещение атомов водорода в метане на атомы хлора с образованием хлороводорода и соответствующих галогенопроизводных метана.

7. Соберите шаростержневые модели молекул дихлорметана и дихлорэтана. Имеются ли изомеры у этих галогенопроизводных? Если да, то покажите их с помощью моделей, назовите их.

Б. Изготовление моделей молекул метиламина и диметиламина

Выполнение опыта

1. Используя приемы, описанные выше, соберите шаростержневые модели молекул аммиака и метана. Удалите по одному атому из каждой молекулы и остатки соедините свободными валентностями. Получилась модель молекулы метиламина. Сделайте вывод, что представляет собой это соединение по отношению к аммиаку и метану.

2. Соберите шаростержневую модель молекулы диметиламина. Что представляет собой это соединение по отношению к аммиаку?

Оборудование. Наборы разного цвета шаров и стержней.

А. Изготовление моделей углеводородов и их галогенопроизводных

Задания. 1—5. Соберите шаростержневые модели молекулы метана и его гомологов.

6—7. Соберите шаростержневые модели молекул дихлор-метана и дихлорэтана.

4. Соберите шаростержневые модели молекул метана, этана, пропана, бутана.

Читать еще: Как узнать контрольную информацию по карте Сбербанка

Потому, что этот угол (109°28′) наиболее выгоден для молекулы, получается симметричная структура: атомы и равно отдалены друг от друга и находятся на одинаковом расстоянии от атома С. Атомы водорода образуют тетраэдр, причем атом C расположен в центре.

4. Пространственное строение не изменилось.

Общее: углы между связями одинаковы для разных молекул (109°28′). Зигзагообразное строение углеродной связи объясняется углом (109°28′) и способностью свободно вращаться. Пространственные изомеры нельзя выделить потому, что углеводородные радикалы вращаются свободно относительно друг друга.

Сценарий мастер-класса “Моделирование молекул органических веществ”

Курс повышения квалификации за 340 рублей!

Эмоциональное выгорание педагогов. Профилактика и способы преодоления

развивать внимание и творческую активность;

развивать логическое мышление;

воспитывать чувство ответственности.

Оборудование: пластилин, спички, дидактические карточки.

Вступительное слово учителя: Существует несколько определений, что такое органические вещества, чем они отличаются от другой группы соединений — неорганических. Одно из наиболее распространенных объяснений вытекает из названия «углеводороды». Действительно, в основе всех органических молекул находятся цепочки атомов углерода, связанные с водородом. Присутствуют и другие элементы, получившие наименование «органогенные». Углеводороды это органические вещества, состоящие из атомов углерода и водорода. Атом углерода во всех органических соединениях четырехвалентен. Атомы углерода могут образовывать цепочки прямые, разветвленные, замкнутые. Свойства веществ завися не только от качественного и количественного состава, но и от порядка соединения атомов между собой.

Задание 1. Составьте шаростержневую модель молекулы метана:

– возьмите из набора шарик черного цвета, который будет символизировать атом углерода, и необходимое число шариков белого цвета, которые будут символизировать атомы водорода;

– используя детали набора, необходимые для соединения шариков, составьте шаростержневую модель молекулы метана.

Задание 2. Составьте шаростержневую модель молекулы пропана:

– исходя из модели молекулы метана, составьте модель молекулы пропана;

– отнимите от модели молекулы метана шарик белого цвета (символ атома водорода) и на его место прикрепите черный шарик (символ атома углерода), к которому добавьте еще один шарик — символ другого атома углерода;

– далее, используя детали набора, необходимые для построения модели молекулы, дополните ее до модели молекулы пропана;

– проверьте возможность вращения атомов углерода вокруг одинарной связи С—С.

Задание 3. Зарисуйте модель молекулы пропана, отражающую пространственное изображение связей, используя обозначения: темный клин — это связи, выступающие над плоскостью рисунка, пунктирная линия — связи, уходящие за плоскость рисунка, сплошная линия — связи, лежащие в плоскости рисунка.

Задание 4. Составьте шаростержневые модели цис- и транс-изомеров молекулы бутена-2:

– используйте тот же способ построения модели, что и для пропана;

– проверьте возможность совмещения моделей изомеров друг с другом и вращения атомов вокруг связи С=С с переходом на модели любого изомера.

а) Какие существуют способы моделирования молекул органических соединений?

Ответ: плоскостные (полные структурные и скелетные структурные) и объемное (шаростержневые).

б) Какие положения теории химического строения органических соединений учитывались при составлении моделей молекул углеводородов?

Ответ: Атомы соединяются в молекулах согласно валентности; атомы и группы атомов взаимно влияют друг на друга.

Источники:

http://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/634240/
http://5terka.com/node/10064
http://infourok.ru/scenariy-masterklassa-modelirovanie-molekul-organicheskih-veschestv-2685921.html

0 0 голоса

Рейтинг статьи