Конспект урока изомерия упрощенная классификация органических соединений. Тема урока: « Классификация и номенклатура органических соединений ». Цель урока: Развитие методологических знаний, а также знаний о многообразии и различии. Проверка домашнего зада
Данный урок познакомит вас с темой «Классификация органических соединений». Будут систематизированы знания учащихся об органических веществах, определены критерии классификации органических соединений. Вы узнаете о составлении схемы классификации органических веществ, что такое скелет молекул, как классифицируют вещества по классам и функциональным группам.
Тема: Введение в органическую химию
Урок: Классификация органических соединений
1. Критерии классификации органических веществ
Классификация по составу
Органические соединения подразделяют по составу на:
ü углеводороды - вещества, состоящие только из углерода и водорода;
Однако при этом в одну группу кислородсодержащих соединений попадают вещества с очень разными свойствами, такие, например, как уксусная кислота, сахар и целлюлоза.
Классификация по строению
Рис. 1. Классификация по строению
Наиболее полезна для химиков классификация органических веществ по их строению . Рис. 1. Внутри этой классификации существуют признаки, позволяющие наиболее полно охарактеризовать вещества.
2. Классификация по типу скелета
Первый признак классификации органического соединения по строению - тип скелета молекулы .
Скелет - это последовательность связанных атомов углерода в молекуле, основа структуры органического соединения.
Рис. 2. Разновидности углеродного скелета
Кроме атомов углерода, в состав скелета могут входить и другие атомы, например, O, S, N, если они связаны, по меньшей мере, с двумя атомами углерода.
Например, в диметиловом эфире СН3-О-СН3 атом кислорода включен в скелет молекулы, а в этаноле CH3-CH2-OH - нет. Молекулы, в скелет которых, кроме атомов углерода, входят атомы других элементов, называются гетероатомными(«гетеро-» - лат. «разный»).
Скелет молекулы может быть неразветвленным - все атомы углерода соединены последовательно - и разветвленным. Цепь из атомов углерода может быть замкнутой. Такую замкнутую группу атомов называют циклом. Поэтому скелет молекулы бывает или ациклическим, (т. е. не циклическим) или циклическим. В скелете различают первичный, вторичный, третичный, четвертичный атомы углерода.
Первичным называют атом углерода, связанный только с одним другим атомом углерода, вторичным - с двумя, третичным - с тремя, а четвертичным - с четырьмя другими атомами углерода.
Рис. 3. Наличие кратных связей и бензольных колец
3. Классификация по наличию кратных связей и бензольных колец
Второй признак классификации - наличие (или отсутствие) в молекуле кратных связей и бензольных колец. Органические вещества, содержащие только простые (одинарные) связи, называют предельными или насыщенными . Вещества, которые содержат не только простые, но и кратные (двойные или тройные) связи между атомами углерода, называют непредельными или ненасыщенными . На один атом углерода в их молекулах приходится меньшее число атомов водорода, чем у предельных соединений. Если вещество содержит бензольное кольцо , то его принято называть ароматическим соединением. Вещества, в состав которых не входят ароматические группировки , называют алифатическими. Иногда можно встретить устаревшее название алифатических соединений - соединения жирного ряда.
Рис. 4. Классификация по наличию функциональных групп
4. Классификация по наличию функциональных групп
Третий признак классификации - наличие (или отсутствие) функциональных групп. Производные углеводородов образуются при замещении атома водорода на какой-либо другой атом (Cl, Br) или группировку атомов (OH - гидроксогруппа, NH2 - аминогруппа и т. п.). Такие атом или группировка атомов во многом определяют свойства вещества , и поэтому многие из них называют функциональными группами . По числу функциональных групп в молекуле вещества делят на монофункциональные, полифункциональные (несколько одинаковых групп) и гетерофункциональные (разные функциональные группы).
Вещества, обладающие одинаковыми функциональными группами и (или) одинаковым набором кратных связей, имеют сходные свойства, поэтому их относят к одному классу органических соединений. Например, вещества, содержащие ОН-группу , относятся к классу спиртов. СН3ОН - метиловый спирт, С2Н5ОН - этиловый спирт и т. д.
Вещества, содержащие кратные связи, тоже образуют классы близких по свойствам соединений. Соединения с двойной связью, называются алкенами, с тройной связью - алкинами. Предельные углеводороды, или алканы - это соединения, не содержащие ни кратных связей, ни функциональных групп. Они также составляют отдельный класс органических веществ. Ароматические углеводороды называют аренами.
5. Гомологические ряды
Ряды веществ с похожими свойствами, состав которых отличается на одну или несколько групп CH2-, называют гомологическими рядами. Члены гомологических рядов по отношению друг к другу - гомологи . По сути, гомологические ряды составляют классы органических соединений. Рис. 5.
|
|
|
Рис. 5. Примеры гомологических рядов
Гомологи обладают одинаковыми химическими свойствами.
6. Примеры классификации разных органических веществ
Данный урок познакомил вас с темой «Классификация органических соединений». Были систематизированы знания учащихся об органических веществах, определены критерии классификации органических соединений. Вы узнали о составлении схемы классификации органических веществ, что такое скелет молекул, как классифицируют вещества по классам и функциональным группам.
Список литературы
1. Рудзитис Г. Е. Химия. Основы общей химии. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. - 14-е издание. - М.: Просвещение, 2012.
2. Химия. 10 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунин и др. - М.: Дрофа, 2008. - 463 с.
3. Химия. 11 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунин и др. - М.: Дрофа, 2010. - 462 с.
4. Хомченко Г. П., Хомченко И. Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. - 4-е изд. - М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2012. - 278 с.
1. Interneturok. ru .
2. Органическая химия.
Домашнее задание
1. №№ 2, 3 (с. 22) Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия: Органическая химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. - 14-е издание. - М.: Просвещение, 2012.
2. К какому гомологическому ряду относится анилин? Есть ли в этом соединении функциональные группы?
3. Приведите пример классификации веществ по наличию кратной связи.
Закрепите материал с помощью тренажёров
Тренажёр 1 Тренажёр 2 Тренажёр 3
Тема урока: «Классификация и номенклатура органических соединений » . Цель урока: Развитие методологических знаний, а также знаний о многообразии и различии свойств органических соединений. Ввести понятие о классах и функциональных группах. Познакомить школьников с классификацией и правилами: составления структурных формул по названию органического соединения, составления названий органических соединений по структурной формуле.
План урока: 1 Организация начала урока. 2. Обобщение знаний об особенностях строения органических соединений 3. Многообразие органических веществ. 4. Классификация органических соединений. 5. Номенклатура органических веществ и ее виды. 6. Составления структурных формул по названию органического соединения. 7. Составления названий органических соединений по структурной формуле. 8. Подведение итогов урока. 9. Обсуждение домашнего задания.
Характеристика углерод – углеродных связей Тип Связь Типы гибридизации коваленной связи Sp Длинна связи, нм. Угол Форма Примеры связи молекулы
Характеристика углерод – углеродных связей Тип Связь Типы Длинна Угол гибридизации ковален- связи, нм. связи ной связи 0. 120 180 Sp = 0. 134 Форма молекулы Линейная 120 Плоская тригональная 0. 154 109 Примеры НС СН ацетилен Н 2 С=СН 2 этилен Н 3 С-СН 3 этан Тетраэдрическая
ЛАКИ ПАРФЮМЕРНЫЕ ВЕЩЕСТВА ВОЛОКНА Лекарства Пленки Средства защиты растениф КЛЕЙ КРАСИТЕЛИ Каучук Пластмассы Горючие Органические вещества и материаллы Источники органических соединений Уголь Нефть Газ Древесина
КЛАССЫ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ КЛАСС Карбоновые кислоты Альдегиды ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ГРУППА -СООН -СНО Кетоны С=О Спирты, фенолы -ОН Амины -NH 2 Простые эфиры** -OR Галогенпроизводные -F -Cl -Br -I Нитросоединения -NO 2
Типы номенклатуры органических соединений Тривиальная (по способу получения) Номенклатура ИЮПАК (заместительная) Рационально-функциональная (основа - простейшие соединения)
Раз, два, три, четыре, пять, Станем атомы считать. Учим новые слова: Мета – раз, а эта – два. Три – пропан, бутан – четыре, Все соседи по квартире. Вьется атомная лента, Номер пятый будет пента. Шесть – гексан, а семьгептан. Углероды, по местам! А в октане, как в октаве, Восемь атомов в составе. Соответственно Закону Атом девять значит нона. Наконец, как истукан, Возвышается декан.
Урок 7
Классификация и номенклатура органических соединений
Цели урока:
1. Ввести понятия «гомологический ряд», «радикал», познакомить с принципами классификации органических соединений, типами номенклатуры, изучить правила составления названий органических соединений (обучающая).
2. Продолжить формирование научного мировоззрения (воспитывающая).
3. Способствовать развитию логического мышления (умения сравнивать, обобщать, делать выводы) (развивающая).
Оборудование: видеопроектор, ПСХЭ Д.И. Менделеева.
Ход урока
- Подготовка к восприятию нового материала (10 мин)
Опрос учащихся по домашнему заданию.
- Изучение нового материала (15 мин).
В зависимости от строения углеродного скелета органические соединения бывают:
1. ациклические (алифатические) – содержат незамкнутые углеродные цепи. Примеры: алканы, алкены, алкины и т.д.
2. циклические – соединения с замкнутой углеродной цепью. Примеры: циклогексан, бензол.
В зависимости от природы атомов в цикле:
1. карбоциклические – в цикле находятся только атомы углерода. Примеры: циклогексан, бензол.
2. гетероциклические – в цикле находятся еще атомы других элементов. Примеры:
Фуран Тиофен Пиридин
Гомологический ряд – ряд соединений одного структурного типа, отличающихся друг от друга по составу на определенное число повторяющихся структурных единиц – «гомологическую разность –CH 2 –». Гомологи обладают сходными химическим свойствами и изменяющимися физическими свойствами.
Классификация органических веществ по строению углеродного скелета и кратности связи:
I. Ациклические:
1. Предельные (алканы, парафины).
2. Непредельные: алкены, алкадиены, алкины.
II. Циклические:
1. Циклоалканы (циклопарафины).
2. Ароматические (арены): одноадерные, многоядерные.
Классификация по функциональной группе : углеводороды, галогенопроизводные углеводородов, спирты, фенолы, простые и сложные эфиры, спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, сложные эфиры, амины, нитросоединения и т.д.
Углеводородный радикал – остаток молекулы углеводорода, из которой удалены один или несколько атомов водорода.
Молекула | Первый радикал | Второй радикал |
|||
СН 4 | метан | СH 3 – | метил | –CH 2 – | метилен |
С 2 H 6 | этан | С 2 H 5 – | этил | СH 3 –СH 2 – | этилиден |
С 3 H 8 | пропан | С 3 H 7 – | пропил | С 2 H 5 –СH= | пропилиден |
С 6 H 6 | бензол | С 6 H 5 – | фенил | ||
Типы номенклатур:
1. Тривиальная (историческая) номенклатура . Названия сложились исторически, чаще всего по источнику происхождения: яблочная, уксусная, кофейная, хинная, сиреневая молочная, лимонная кислота.
2. Рациональная номенклатура . Применяется для коротких углеводородов с разветвленной цепью. Все предельные УВ рассматриваются как производные метана.
Цели: развитие методологических знаний, а также знаний о многообразии и различии свойств органических соединений. Ввести понятие о классах и функциональных группах. Познакомить школьников с классификацией и правилами: составления структурных формул по названию органического соединения, составления названий органических соединений по структурной формуле.
Методы обучения: беседа, рассказ, объяснение, демонстрация натуральных объектов, фронтальная работа с самопроверкой, выступление учащихся, опережающее обучение.
Оборудование : коллекции органических веществ разных классификационных групп: парафиновая свечка (алканы), сахар (углеводы), уксус (карбоновые кислоты), куриное яйцо (белки), жидкость для снятия лака (ацетон), крем для рук (глицерин); компьютер, мультимедийный проектор, слайды, таблицы, алгоритмы составления названий органических соединений, листочки с копировальной бумагой.
Межпредметные связи: русский язык (состав слова), биология.
Внутрипредметные связи: типы гибридизации, электронные орбитали, химическая связь.
План урока:
Организация начала урока.
Обобщение знаний об особенностях строения органических соединений.
Многообразие органических веществ.
Классификация органических соединений.
Номенклатура органических веществ и ее виды.
Составления структурных формул по названию органического соединения.
Составления названий органических соединений по структурной формуле.
Подведение итогов урока.
Обсуждение домашнего задания.
Ход урока
1. Организация начала урока.
Цель: подготовка учащихся к работе на уроке.
Химия – предмет в достаточной степени трудный, сложный, опирающийся на знания не только по физике и биологии, но и по математике, предмет, успехи в изучении которого зависят от вашего логического мышления, памяти, способности аналитически мыслить и сопоставлять.
Химия – это предельно увлекательный интересный предмет, который поможет проникнуть в самую глубь процессов окружающего мира.
Тема сегодняшнего урока «Классификация и номенклатура органических соединений». Мы познакомимся с многообразием органических соединений. Слайд №1
2. Подготовка учащихся к восприятию нового материала.
Цель: выявление уровня знаний учащихся по ранее изученным темам, ликвидация недостатков.
Вспомним, об особенностях строения органических соединений.
Учащимся предлагается заполнить таблицу (на листочках с копировальной бумагой).
Характеристика углерод – углеродных связей. Слайд №2
Заполненную таблицу сдать учителю, копия остаётся у учеников.Фронтальная беседа (вопросы и задания):
Проврете, правильно ли вы заполнили таблицу? Слайд №3
3–7. Усвоение новых знаний, закрепление полученных знаний .Цель: с ообщение учащимся нового материала, проверка восприятия, осмысления, устранения существенных пробелов, организация деятельности по применению изученного материала .
3. Многообразие органических веществ.
Ответьте на несколько вопросов.
Какие соединения называются органическими?
Назовите органические соединения, которые используются в повседневной жизни.
Демонстрация органических веществ разных классификационных групп парафиновая свечка (алканы), сахар (углеводы), уксус (карбоновые кислоты), куриное яйцо (белки), жидкость для снятия лака (ацетон), крем для рук (глицерин);
Слайд№5
4. Классификация органических соединений.
В природе существуют несколько миллионов органических соединений. Каждый год содаются все новые и новые органические соединения.
Чтобы разобраться в огромном количестве органических соединений, необходимо их классифицировать.
Проведем аналогию с книгами в библиотеке. Представьте себе, что все книги лежат в одной куче. Сможете ли вы найти быстро нужную вам книгу? Нет.
Необходима классификация, которую каждый хозяин библиотеки может произвести по-разному – расположив книги в алфавитном порядке по фамилиям авторов, по тематике, по возрасту читателей (книги для взрослых, для детей), по цвету переплетов (чтобы красиво смотрелись в шкафу) и т.п. В результате получаются по-разному организованные коллекции, причем ни одна классификация не хуже другой. Просто, в зависимости от целей коллекционера, одна из классификаций может быть удобнее других.
Также и органические вещества можно делить на высоко- и низкомолекулярные соединения, на вещества, существующие природе и синтезированные человеком, вещества, применяемые в качестве лекарств, красителей, растворителей, и т.п. Та классификация, которую мы рассматриваем – классификация по строению веществ – наиболее удобна с точки зрения изучения их свойств. Вещества, близкие по строению, проявляют схожие свойства. Последовательность химически связанных атомов углерода в молекуле составляет ее углеродный скелет. Это основа органического соединения.
Поэтому первым признаком классификации органического соединения служит классификация по строению углеродного скелета . Скелет может быть неразветвленным, разветвленным, циклическим.
Слайд №6
Молекулы могут быть ациклическими, когда атомы углерода не связаны в цикл, и циклическими. Слайд №7
Ациклические подразделяются на предельные (насыщенные) и непредельные (ненасыщенные)
В зависимости от природы атомов, состовляющих цикл различают соединения: карбоциклические – имеющие в цикле только атомы углерода, а если в цикл входят другие атомы (например, O, S, N) то такие соединения называют гетероциклическими. Примером гетероциклического соединения, например, может служить печально известный никотин.
Чем известен никотин? Слайд №8
Гетероциклические соединения широко распространены в природе и имеют огромное значение для жизнедеятельности растений и животных. Например, хлорофилл, (Слад №9) с помощью которого растения осуществляют фотосинтез – связывают углекислый газ и выделяют кислород – это гетероциклическое соединение. Молекулы нуклеиновых кислот, ответственных за передачу наследственной информации в нашем организме, также содержат гетероциклы.
Второй классификационный признак : природа функциональных групп.
Функциональная группа – эта группа атомов или структурный фрагмент молекулы, которая обуславливает характерные химические свойства определенного класса органических соединений, ее содержащих. Слайд №10
5. Номенклатура органических веществ и ее виды.
Номенклатура – совокупность названий индивидуальных химических веществ, их групп и классов, а также правила составления их названий. Название вещества должно отражать не только его качественный и количественный состав, но и однозначно показывать его химическое строение, названию должна соответствовать единственная формула строения.
В настоящее время для наименования органических соединений применяются три типа номенклатуры: тривиальная, рациональная и систематическая номенклатура - номенклатура IUPAC (ИЮПАК) - (Международного союза теоретической и прикладной химии). Выступление учащихся. Приложение №1 Слайд №11
Вспомним русский язык. Из каких частей состоит слово?
Приставка, корень, суффиксы, окончание.
Название органического соединения так же состоит из приставки (префикса), корня, суффикса первого порядка, суффикса второго порядка.
Номенклатура ИЮПАК составлена по заместительному принципу. Представляется, что структурная формула состоит из основной цепи и заместителей.
Корень слова определяет основную цепь органического соединения, зависит от количества атомов в цепи. Слайд №12 (Считалка)
Префиксы указывают на наличие функциональной группы (кроме старшей), радикалы. Радикалы образованы из предельных углеводородов отнятием водорода от конечного углеродного атома называют заменяя суффикс «ан в названии углеводорода суффиксом «ил». Например, метан- метил. Слайд №13 (Кассы неорганических соединений и название характеристических групп.)
Суффикс первого порядка указывает на определенный вид связи атомов углерода в соединении.
Суффикс второго порядка указывает на наличие старшей функциональной группы.
В названии органического соединения используют локанты и множительные приставки.
Локанты – цифры или буквы указывающие положение заместителей и кратных связей. Они могут ставятся перед префиксом или после суффикса. Множительные приставки указывают число одинаковых заместителей или кратных связей. (ди-, три-, тетро-, пенто-)
6. Составления структурных формул по названию органического соединения.
Разберем на составные части название органического соединения:
3-этилпентан (Работа у доски).
Определим корень (слово, указывающее наибольшее количество атомов углерода) пент. Выделим значком для корня. Перед корнем выделяем префикс 3-этил. После корня укажем суффикс «ан».
Составим структурную формулу по плану:
Составляем цепь из углеродов, в количестве указанном в корне.
Прономеруем атомы углерода.
Укажем радикал у третьего атома углерода, согласно префиксу.
Суффикс «ан» указывает на одинарную связь между атомами углерода.
Допишем недостающие атомы водорода, согласно валентности.
пять s- и одна p-связь Корень эт - С2 ; Суффикс илен = связь
три s- и две p-связи
проставим недостающие атомы водорода
Ответ: пять s- и одна p-связь. А 15-3
7. Составления названий органических соединений по структурной формуле.
Выполним обратное задание. Составим название органического соединения по ее структурной формуле.
Работа с учебником с.46 (Химия 10 класс, Кузнецова Н.Е.).
Прочитайте правила составления названий органических соединений. Составите название органического соединения по структурной формуле.
8. Подведение итогов урока.
Цель: обобщить материал урока, оценить работу учащихся на уроке. Назовите причины многообразия органических соединений.
Сформулируйте обобщающие выводы по изученному материалу.
Слайды с 2 по 15.
Оценки : Учитель благодарит учащихся за урок. Активным учащимся выставляет оценки. Оценки за проверочную работу, будут выставлены на следующем уроке.
9. Обсуждение домашнего задания.
Цель: дать задание, которое способствует повышению облученности, повышает интерес к химии; проинструктировать учащихся о его выполнении.
Домашнее задание: Выполнить задание №4, №5 с.48. Творческая работа:
составить кроссворд (10 слов) по теме « Методы исследования органических соединений» с.49-53. Слайд №16
Классификация органических соединений
Урок химии в 10 классе
Учитель химии
МОУСОШ №6 г. Нягани
ХМАО-Югры Тюменской области
Классификация соединений по строению углеродной цепи
Ациклические соединения - соединения с открытой (незамкнутой) углеродной цепью. Эти соединения называются также алифатическими.
Среди ациклических соединений различают предельные (насыщенные), содержащие в скелете только одинарные связи C-C и непредельные (ненасыщенные), включающие кратные связи C=C и C ≡C.
Ациклические соединения
Циклические соединения -
В зависимости от природы атомов, составляющих цикл, различают карбоциклические и гетероциклические соединения.
Карбоциклические соединения содержат в цикле только атомы углерода. Они делятся на две существенно различающихся по химическим свойствам группы: алифатические циклические - сокращенно алициклические - и ароматические соединения.
Гетероциклические соединения
(от греч. heteros - другой, иной) - кислород, азот, серу и др.
Классификация соединений по функциональным группам
Соединения, в состав которых входят только углерод и водород, называются углеводородами. Другие, более многочисленные, органические соединения можно рассматривать как производные углеводородов, которые образуются при введении в углеводороды функциональных групп, содержащих другие элементы. В зависимости от природы функциональных групп органические соединения делят на классы.
В состав молекул органических соединений могут входить две или более одинаковых или различных функциональных групп.
Например:
HO-CH2-CH2-OH (этиленгликоль);
NH2-CH2-COOH (аминокислота глицин).
Все классы органических соединений взаимосвязаны. Переход от одних классов соединений к другим осуществляется в основном за счет превращения функциональных групп без изменения углеродного скелета. Соединения каждого класса составляют гомологический ряд.
Список использованной литературы и Интернет-ресурса
Габриелян О. С., Маскаев Ф. Н., Пономарев С. Ю., Теренин В. И.Химия. 10 класс. Профильный уровень. М. Дрофа, 2009
Чертков И.Н. Методика формирований у учащихся основных понятий органической химии. – М.: Просвещение: 1991
www.uchportal.ru/load/60-1-0-9056
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
«Строение и классификация органических соединений.Химические реакции в органической химии».
Контрольная работа по теме «Строение и классификация органических соединений. Химические реакции в органической химии»....