ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тема 3. Предельные углеводороды (10 часов) из "Преподавание органической химии в профессионально-технических училищах" Демонстрационные и лабораторные опыты. Получение метана и ознакомление с его физическими и химическими свойствами. [c.39] Первое занятие по изучению метана иллюстрируется демонстрационными опытами получения метана, а также некоторых свойств метана. [c.39] Несмотря на простоту строения предельных углеводородов, эта тема трудна для учащихся особенно потому, что они не имеют достаточной предварительной подготовки. Трудность усвоения материала объясняется спецификой курса, его сложностью в сравнении с уже изученным курсом неорганической химии. [c.40] Во-вторых, необходимо дать учащимся понятие о насыщенности предельного углеводорода. Знание валентности углерода и понимание того, что в предельных углеводородах валентность насыщена, позволяет перейти к следствию этого свойства предельных углеводородов — химическому поведению предельных углеводородов. [c.40] Учащиеся должны четко усвоить, что насыщенность валентности углерода в предельных углеводородах служит причиной того, что для предельных углеводородов невозможна реакция присоединения для этих соединений возможна только реакция замещения водорода на различные реагенты галоиды, нитрогруппу (реакция Коновалова) и т. д. [c.40] Следующий важный вопрос темы — пространственное и электронное строение предельных углеводородов (этот материал необходимо рассматривать здесь, а не в предыдущей теме). [c.40] Изучение понятий о пространственном строении углерода расширит и углубит знания учащихся о строении предельных углеводородов. Правильное понимание этого вопроса позволит избежать ошибочного представления учащимися, что атомы углерода в предельных углеводородах соединяются по прямой линии. [c.40] Изложение материала необходимо иллюстрировать демонстрационным и раздаточным материалом — пространственными тетраэдрическими моделями метана, этана, бутана и изобутана. [c.41] Непосредственно с изучением тетраэдрического строения предельных углеводородов связано усвоение такого важного понятия, как гибридизация валентных электронов углерода. [c.41] Рассмотрение электронного строения предельных углеводородов позволяет углубить положения теории А. М. Бутлерова. Одновременно представления об электронном строении предельных углеводородов являются основой для изложения материала о механизме химических реакций, изучаемых в данном курсе. [c.41] Учащиеся записывают в свои тетради уравнения реакций получения метана и описывают свойства выделяющегося газа. Преподаватель обращает внимание учащихся на то, что метан является основной частью природного газа и известен им в быту как природный горючий газ. Метан выделяется также с испарениями со дна болот, скапливается в каменноугольных шахтах, образуется при сухой перегонке дерева, торфа и каменного угля. Нужно назвать области применения метана. [c.41] Далее преподаватель проводит ряд опытов. Цилиндр емкостью 200—250 мл заполняют под водой метаном и закрывают пластинкой (метан берут из газометра или получают опытным путем). Цилиндр ставят на стол, удаляют пластинку и тотчас же поджигают газ в цилиндре лучиной. Приливая в цилиндр баритовую воду, демонстрируют ее помутнение вследствие присутствия в цилиндре углекислого газа. [c.41] Чтобы показать учащимся, что метан не поддерживает горения, в цилиндр с метаном вносят горящую лучину. Она сразу гаснет. [c.41] Смесь метана с кислородом в соотношении 1 2 при нагревании взрывается. [c.42] Необходимо сообщить учащимся, что в природе, кроме метана, встречаются и получены другие углеводороды, по химическим свойствам сходные с метаном. [c.42] Далее преподаватель выписывает на доске молекулярные формулы и эмпирические названия ряда предельных углеводородов, начиная с метана и кончая деканом. Сопоставляя соотношение атомов углерода и водорода в молекулах каждого последующего члена ряда с предыдущим, преподаватель предлагает учащимся вывести общую формулу представителей гомологического ряда метана — С Я2п+2- После этого он дает определение понятий гомологический ряд , гомолог , гомологическая разность . [c.42] Преподаватель сообщает, что строение соединений гомологического ряда метана можно объяснить, лишь руководствуясь теорией химического строения А. М. Бутлерова. [c.42] Нужно рассказать учащимся о жизни замечательного русского ученого А. М. Бутлерова. Необходимо также сообщить учащимся следующие сведения. Немецкий химик Кекуле в 1857 г. высказал мнение, что углерод в органических соединениях имеет валентность, равную 4. Затем в 1858 г. Кекуле и Купер предположили, что углеродные атомы могут соединяться с другими углеродными атомами, образуя цепи. Химические формулы Купера были весьма схожи с современными. Купер был первым химиком, использовавшим линии между символами элементов для обозначения валентных связей. Однако только А. М. Бутлерову удалось суммировать все разрозненные теоретические данные и сформулировать основные положения теории химической связи в ее современном виде. Термин химическое строение был впервые применен А. М. Бутлеровым в 1861 г. Им было установлено, что необходимо изображать структуру каждого вещества одной формулой, которая должна показывать, каким образом каждый атом в молекуле связан с другими. [c.42] Нужно подчеркнуть, что уникальной особенностью углерода является способность его атомов соединяться между собой, образуя цепи открытые или замкнутые в виде кольца. Другие элементы либо не способны соединяться между собой, либо образуют цепи с ограниченным числом атомов обычно эти молекулы бывают нестабильны, например кремневодороды. [c.43] Затем можно перейти к объяснению строения представителей гомологического ряда метана с точки зрения теории химического строения. [c.43] Вернуться к основной статье