План – конспект уроку з теми:

«Метан – найпростіша органічна сполука, його склад, структурна формула. Тетраедрична будова молекули. Фізичні властивості. Поширення у природі. Горіння метану, взаємодія з хлором. Застосування метану та його галагенопохідних, їх дія на організм».

Тема: Метан — найпростiша органiчна сполука. Фiзичнi та хімічні властивостi, поширення у природi. Застосування метану та його галогенопохiдних,їх дія на живі органiзми.

Мета: Ознайомити учнів зі складом, будовою, структурною і електронною формулою метану, просторовою будовою молекули, його хімічними і фізичними властивостями; розширити знання учнів про поширення органічних речовин у природі на прикладі метану. Розвинути увагу, спостережливість та мислення; Виховати вміння висловлювати власні думки та поважати думки інших.

Обладнання: Модель молекули метану.

Базові поняття: Структурна і електронна формули, просторова будова молекули.

Тип уроку: Вивчення нового матеріалу.

Структура уроку:

Ι. Організаційний момент

ΙΙ. Актуалізація опорних знань

ΙΙΙ. Мотивація

ΙV. Вивчення нового матеріалу

V. Узагальнення і систематизація

VΙ. Підбиття підсумків

VΙΙ. Домашнє завдання

Ι. Організаційний момент: привітання, перевірка присутніх, підготовка до уроку.

ΙΙ. Актуалізація опорних знань:

Бесіда.

1. Які елементи входять до складу органічних речовин ?

2. Які спільні ознаки органічних і неорганічних речовин, ви знаєте?

3. Які відмінні ознаки органічних і неорганічних речовин, ви знаєте?

4. Як ви думаєте, які елементи входять до складу органічної речовини, якщо вона належить до групи вуглеводнів ?

ΙΙΙ. Мотивація: Як ви гадаєте, чи може сніг горіти? Нещодавно стало вiдомо, що на днi Свiтового океану знаходяться величезнi запаси метану у виглядi пластiвцiв, що нагадують снiг або пухкий лiд. З погляду хiмiї, цi пластiвцi — газовi гiдрати (наприклад, СН₄ . 6Н₂О). Метановi гiдрати мають кристалiчну структуру льоду, де в порожнинах розташованi молекули метану. Горiння такої речовини справляє незабутнє враження: здається, що палає сніг. А пiсля згоряння на мiсцi газового гiдрату залишається лише калюжка води. Свiтовi запаси метану у виглядi газових гiдратiв складають 2 10¹⁶ м³. Це в десятки разiв бiльше, ниж запаси всiх iнших видiв палива (вугiлля, нафти, торфу).Отож, на даному уроці ми розглянемо групу органічних речовин до якої належить метан і з’ясуємо чим зумовлено його горіння.

ΙV. Вивчення нового матеріалу: Органiчнi речовини подiляються на три групи: вуглеводневi, оксигеновмiснi та нiтрогеновмiснi речовини. Вуглеводнi, у свою чергу, подiляються на насиченi (алкани) та ненасиченіi (алкенiв, алкiни, алкадiєни) та ароматичнi (арени). Насиченi вуглеводнi (алкани) — це органiчнi речовини, загальна формула яких СnH2n + 2

О рганічні речовини

Вуглеводні

Оксигеновмістні

Нітрогеновмістні

Насичені (алкани)

Ненасичені (алкени, алкіни, алкадієни)

Ароматичні (арени)

На даному уроці ми розглянемо будову і властивості органічних речовин на прикладі найпростішого представника насичених вуглеводнів – метану. Одним із факторів, що впливають на властивості хімічних сполук ( і органічних в тому числі), є будова речовини, тому ознайомимося з будовою метану.

Метан термічно (під дією температури) можна розкласти на прості речовини – Карбон і Гідроген. Отже, він складається з цих елементів. Відповідно, на один атом Карбону припадає чотири атоми Гідрогену. Звідси формула метану – CH4.Спробуємо визначити його структурну формулу, ґрунтуючись на понятті валентності.

- Завдання біля дошки:

1)Напишіть, як розподіляються електрони за рівнями і підрівнями атома Карбону.

2p²

	↑		↑
↑↓
↑↓

2s²

₆ C

1s²

В атомi Карбону на зовнiшньому енергетичному рiвнi розмiщується чотири електрони: два спаренi та два неспаренi. Якщо атому надається енергiя, вдбувається розпаровування 2S-електронiв i перехід одного з них на вiльний р-рiвень. Такий стан атома Карбону називають – збудженим.

2p³

	↑		↑	↑
↑
↑↓

2s¹

₆ C* 1s²

У атома Карбону після отримання додаткової енергії є чотири неспарених електрони, що здатні утворювати хімічні зв’язки. З урахуванням того що всіх органічних сполуках Карбон чотиривалентний, а Гідроген одновалентний, дійдемо висновку, що метан має брутто формулу CH_4.

Структурна формула метану:

Н

Н С Н

Н

Електронна формула метану:

Н : С : Н

Чотири електрони змiнюють форму свого руху (гiбридизують) i починають рухатися по витягнутiй вiсiмцi (неправильнiй).

У молекулi вiдбувається sр³ -гiбридизацiя. Гiбридизованi орбiталi розмiщені в просторi вiд кутом 109° 28’ i на вiдстанi 0,154 нм, утворюючи просторову геометричну фiгуру тетраедр.

Усi зв’язки в молекулi алканів δ(сiгма)—зв’язки мiж двома атомами, спря - мованi вздовж прямої,що сполуча їхнi ядра та збiгається з вiссю симетрiї електронних хмарин. Атоми Карбону насичені атоми Гідрогену, - дуже міцні, для їхз розриву наобхідна велика енергія, а тому алкани – мало реакційні речовини.

Фізичні властивості метану і його поширення в природі. - самостійна робота у мікрогрупах:

1.Прочитати матеріал § 28 ст. 103-104.

2. Підготувати 5-6 запитань

3.Обмін запитаннями між гупами.

4. В разі неправильної відповіді відповідають бажаючі з інших груп. Якщо правильна відповідь незнайдена, відповідає та група яка склала запитання.

Хімічні властивості алканів на прикладі метану

Властивість	Рівняння хімічної реакції	Застосування, що базується на цих властивостях
1.Повне окислення ( горіння)	CH4 +2O2 →CO2 +2H2O	Паливо у промисловості, побуті, інтенсифікація доменного процесу. Сажа – для виготовлення друкарських фарб, гумових виробів.
2.Розклад	CH4→С +2Н2 2CH4→C2H2 +H2 C4H10→CH4+ C3H6	Одержання етіну, водню(для синтезу амоніаку, органічних речовин).
3.Заміщення	а)Галогеном: CH4 +Cl2→CH3 Cl + HCl CH3 Cl +Cl2→CH2 Cl2 +HCl CH2 Cl2 +HCl→CHCl3 + HCl CHCl3 + HCl→CCl4 + HCl	Одержання хлорпохідних алканів: CH3 Cl – холодоагент; CH2 Cl2 –анестезія; CHCl3 – розчинник; CCl4 –гасіння пожеж;
4.Ізомеризація.	CH3-CH2-CH2-CH3 ( н-бутан) CH3-CH(CH3)-CH3 ( ізобутан)
5.Взаємодія з водою.	CH4 +H2O→CO +H2 – синтез-газ	Одержання синтез-газу для синтезу метанолу.
6.Синтез В’юрца.	C2H6 →C3H8 C2H6 +Cl2→C2H5Cl +HCl CH4+Cl2→ CH3 Cl + HCl CH4+2Na+ CH3 Cl→C3H8+2NaCl	Для одержання з одного алкану іншого

Демонстрація: « Горіння парафінів»

Одержання метану з натрій ацетату.

У пробірці змішати кристалічні натрія ацетат і натрія гідроксид у співвідношенні 1:1. Закрити пробірку корком з газовідводноютрубкою і прогріти вміст пробірки. Метан, що виходить через газовідвідну трубку, підпалити.