Тема урока: "Предмет органической химии"

Разделы: Химия


Цели урока.

- Дать понятие о предмете органической химии.

- Показать особенности органических веществ в сравнении с неорганическими.

- Сформировать понятие о валентности в сравнении со степенью окисления.

- Раскрыть основные положения теории строения органических соединений А.М. Бутлерова. Сравнить ее значение для органической химии с теорией периодичности Д.И. Менделеева для неорганической химии.

Оборудование и реактивы. Органические вещества для демонстрации: сахароза, крахмал, уксусная кислота, растительное масло. Шаростержневые модели молекул органических веществ. Оксид меди (II), известковая вода, прибор для получения газов, парафиновая свеча, прокаленный сульфат меди (II).

I. Введение.

С глубокой древности человечество использовало для удовлетворения своих потребностей вещества растительного и животного происхождения. Прежде всего это, конечно, продукты питания, одежда, вещества для выделки кож, растительные и эфирные масла. По мере развития цивилизации люди научились выделять и использовать природные красители, лекарственные и душистые вещества, натуральные волокна и вместе с тем яды, опьяняющие, одурманивающие и взрывчатые средства.(демонстрирую фотографии, фильм).

Давно было замечено, что “растительные и животные” соединения обладают похожими свойствами: легко разрушаются при нагревании, горят, растворяются в спиртах и в маслах. Систематическое изучение этих “нежных” веществ началось с работ выдающихся ученых: шведского химика Карла Вильгельма Шееле и создателя научной химии, француза Антуана Лорана Лавуазье. Лавуазье в конце XVIII века первым высказал причину резкого отличия в свойствах минеральных веществ и продуктов живой природы. При сжигании последних образовывались главным образом углекислый газ и вода. На основании многочисленных опытов он пришел к выводу, что “в состав растительных и животных тел” входит небольшое число элементов: углерод, водород, кислород и также иногда азот и фосфор.

Демонстрирую опыт, подтверждающий наличие углерода и водорода в органическом веществе. В пробирку с газоотводной трубкой, закрепленную в лапке штатива, помещают смесь 1—2 г крахмала с небольшим количеством порошка оксида меди (II), газоотводную трубку опускают в пробирку с известковой водой. В верхнюю часть пробирки насыпают немного белого порошка прокаленного (безводного) сульфата меди (II). Пробирку нагревают, наблюдая за обугливанием ее содержимого и помутнением известковой воды в результате выделения углекислого газа. На холодных стенках пробирки конденсируются капельки воды, которые превращают безводный сульфат меди в кристаллогидрат голубого цвета. Схему реакций можно записать так:

В начале XIX в. назрела необходимость выделить химию веществ растительного и животного происхождения в самостоятельную науку. Возникновение этой науки тесно связано с именем знаменитого шведского химика Йенса Якоба Берцелиуса, давшего ей название “органическая химия”. (Рисунок 1, 2, 3, 5)

Органическая химия - это химия соединений углерода, также в состав органических соединений входит водород, реже кислород, азот, сера, фосфор, галогены и некоторые металлы.

В заключение этой части урока нужно обратить внимание учащихся на то, что проводить резкую черту между химией органической и неорганической нельзя. Есть много примеров генетической связи между веществами обеих групп.

II. Особенности органических веществ. (Рисунок 4)

1. Атом углерода способен соединяться с другими атомами в цепи и кольца. (Демонстрация фрагмента фильма – “Органические вещества”).

2. В органических соединениях связь – ковалентная.

3. Органические вещества взаимодействуют с большим трудом или совсем не взаимодействуют (связь ковалентная очень прочная и разрушить ее очень сложно).

4. При нагревании (400-6000С) органические вещества полностью разлагаются и обугливаются, в присутствии кислорода сгорают до углекислого газа и воды.

5. Особенное строение атома углерода. (Рисунок 6)

(Демонстрация фрагмента фильма – “Органические вещества”).

6. В органической химии очень часто используют структурные формулы.

Эмпирическая формула С2Н2

Электронная формула Н : С : С : Н

Структурная формула Н – С – С – Н

7. Вместо понятия степени окисления в органической химии применяют понятие валентность.

Это связано с тем, что большинство органических веществ имеет ковалентный тип связи и молекулярное (а не ионное) строение.

8. Широко распространено явление “изомерии”

Вещества, имеющие одинаковый состав и одинаковую молекулярную массу но различное строение молекул, а поэтому обладающие разными свойствами называются изомерами.

Состав органического вещества – С2Н6О.

III. Теория строения органических соединений.

Подчеркивая единство органической и неорганической химии как двух разделов одной науки, провожу параллель между основным законом неорганики — Периодическим законом Д. И. Менделеева и основополагающей теорией органической химии — теорией химического строения органических соединений А.М. Бутлерова.

А.М. Бутлеров был разносторонне образованным человеком. С детства он увлекался биологией, внес весомый вклад в развитие отечественного пчеловодства, ботаники, сельского хозяйства. Однако делом всей жизни для Бутлерова была химия. Он проводил многочисленные опыты с органическими веществами, синтезировал ряд новых соединений. Анализируя известные к тому времени сведения о составе и свойствах органических соединений, Александр Михайлович формулирует положения теории химического строения. Впервые он изложил их в докладе “О химическом строении тел” на съезде врачей и естествоиспытателей в немецком городе Шпейере 19 сентября 1861 г.

А.М. Бутлеров впервые предложил ввести термин “химическое строение”, под которым он понимал порядок связи атомов в молекуле. Основная мысль состоит в том, что атомы связаны между собой в определенной последовательности согласно их валентности, причем неиспользованных валентностей не остается, а углерод в органических соединениях всегда четырехвалентен. Строение каждого вещества может быть изображено только одной структурной формулой. Следствием того, что химические свойства веществ определяются их строением, является вывод о взаимном влиянии атомов в молекулах. “Атомы водорода, соединенные с углеродом, ведут себя иначе, чем соединенные с кислородом”, — писал Бутлеров в статье “О различных объяснениях случаев изомерии” в 1863 г.

В заключение предлагаю учащимся решить простейшую задачу на расчет по химическому уравнению или определению формулы вещества по массовым долям элементов.

При решении задач на расчет объема газов вспомнить и применить закон объемных отношений Гей-Люссака: объемы реагирующих газообразных веществ относятся друг к другу и к объемам газообразных продуктов реакции как целые числа, равные коэффициентам в уравнении реакции.

1-й уровень

1. Какой объем оксида углерода (IV) выделится при сжигании 50 л этана (н.у.)?

2. Углеводород, молярная масса которого 78 г/моль, содержит 92,31% углерода. Определите его молекулярную формулу.

IV. Закрепление пройденного материала.

Прошу учащихся ответить на поставленные мной вопросы:

  1. Что такое органическая химия.
  2. Какие главные особенности органических веществ от неорганических.
  3. Какой ученый является основоположником органической химии.
  4. Назовите основные положения теории орг. Соединений А. М. Бутлерова.

 Домашнее задание.

Приложение