Урок – исследование "Строение предельных одноатомных спиртов"

Урок – исследование Строение предельных одноатомных спиртов

Цель. Углубление знаний о способах установления строения молекул, о сходстве

химических свойств гомологов, обусловленных определенной функциональной группой.

Оборудование. Шаростержневая модель С2Н5ОН, таблица "Спирты и альдегиды".

Для демонстрационного эксперимента: вода, С₂Н₅ОН, Na, химические алканы.

Девиз урока. Обобщение наблюдений позволят установить закономерность.

Задача урока. Вывести структурную формулу этанола и экспериментально доказать наличие взаимного влияния атомов в молекуле спирта.

План урока:

1. Установление формулы спирта.

2. Взаимное влияние атомов в молекуле.

3. Функциональная группа спиртов.

4. Спирты это …

5. Рефлексия.

Ход урока.

Для установления формулы этилового спирта решим задачу:

Дано:m (орг. в-ва) = 2,3 г СхНуОz + О2 СО2 +Н2О

m (СО2) = 4,4 г М (СхНуОz) = 46 г/моль

m (Н2О) = 2,7 г М (СО2) =44 г/моль

Д (в) = 1,59 М (Н2О) = 18 г/моль

Найти молекулярную m (C) = 4,4 г 12 г/моль =1,2г.

формулу и составить 44 г/моль

структур. формулы m (H) = 2,7 г 2 г/моль =0,3г.

этого в – ва. 18 г/моль m (O) = 2,3 - 1,5 = 0,8 г. С : Н : О = 1,2 0,3 0,8 = 0,1 0,3 0,05 12 1 16 0,05 0,05 0,05 2 : 6 : 1

Ответ: С2Н6О.

Структурные формулы:

Н Н Н Н

Н – С – О – С – Н (1) Н – С – С – О – Н (2)

Н Н Н Н

На примере этого вещества выясним структурную формулу соответствующую классу спиртов. Для этого

Работа в группах: провести эксперимент

Спирт + металлический натрий Учитель. Что вы наблюдаете?

Строго соблюдайте технику безопасности при работе со щелочными металлами! Какой газ выделяется?

Учащиеся выполняют задания, на обсуждение каждого вопроса дается время 5'.

Задание №1: На основании эксперимента установить (1) или (2) структурную формулу этилового спирта. Обоснуйте ваш ответ опираясь на Э.О. элементов, входящих в формулу и составьте уравнение хим. реакций.

Вывод. Спиртам соответствует (2) формула, а именно С2Н5ОН.

2С2Н5ОН + Na 2C2H5ONa + Н2

Задание №2: Подумай почему водород в гидроксогруппе подвижен и замещается металлом? Происходит ли смещение электронной плотности? Вывод: подвижность атома водорода в гидроксогруппе обусловлена смещением электронной плотности от водорода к кислороду, как к более Э.О. элементу.

Возникает новая проблема: как будет влиять атом кислорода на свойство атомов водорода в молекуле вещества? О каком явлении мы говорим в данном случае? Разбирая взаимное влияние атомов в молекуле мы сравнивали СН4 с СН3Сl, С₆Н₆ с С6Н5СН3, а с какими веществами можно сравнить этиловый спирт?

С₂Н₅ - ОН

R

Задание №3: Сравните по радикалу этиловый спирт с С2Н6, по гидроксогруппе с Н2О. Как будет влиять радикал (С2Н5) на гидроксогруппу?

Эксперимент: сравните U1 и U2 реакций.

С2Н5ОН + Na

H2O + Na

Что вы видите?

v1 v2

Задание №4: Проанализируй причину, по которой реакции происходят с разной скоростью (учитывая при этом электронное строение веществ)?

Вывод. Углеводородный радикал обладает свойством несколько отталкивать от себя электроны, поэтому смещение электронной плотности за счет R приводит к уменьшению полярности связи О–Н по сравнению с водой, к уменьшению подвижности атома водорода в гидроксогруппе. Радикал влияет на -ОН.

Анализируя и сравнивая проведенные реакции со свойствами этанола возникает вопрос почему?

С₂Н₆ + Na ?

Вывод. У него нет гидроксогруппы.

-ОН – функциональная группа.

Учитель.Какое определение функциональной группе отсюда вытекает?

Ответ.Это группа атомов, которые обуславливают характерные химические свойства данного класса веществ.

Запись в тетрадь: Функциональная группа

определяет

химические свойства вещества.

Исходя из всего сказанного и данной схемы:

Учитель.Какие вещества называются спиртами?

R – OH.

Обобщение. Таким образом, мы с вами в ходе исследования определили молекулярный состав класса спиртов, выяснили, что в молекуле спирта имеется реакционно-способная группа - ОН, которая определяет химические свойства вещества. Взаимное влияние атомов в молекуле приводит к подвижности атома водорода в -ОН группе.

СН3 ^- 

Упражнение: Какой спирт СН3 – ОН (1) или СН3 – С – ОН

CH3

с большей скоростью будет реагировать с Na? Почему?

(у (2) сдвиг эл. плотности от 3- х СН3 групп, поэтому -  на атоме О возрастает, что приводит к сильному притягиванию атома Н, поэтому у (2) U будет меньше).

Дополнительно:

Какие из указанных пар веществ будут взаимодействовать между собой:

а) С2Н5ОН и О2

б) С2Н5ОН и К

в) С2Н5ОН и Н2О?

Приложение: карточка – задание для группы

Задание №1: На основании эксперимента установить (1) или (2) структурная формула соответствует этиловому спирту.

Обоснуйте свой ответ, опираясь на электроотрицательность элементов, входящих в формулу. Составьте уравнение химической реакции.

Задание №2: Подумай, почему водород в гидроксогруппе подвижен и замещается металлом? Происходит ли смещение электронной плотности?

Задание №3: Сравните по радикалу этиловый спирт с этанолом, по гидроксогруппе с водой. Как будет влиять радикал на ОН – группу? Проведите эксперимент №2:

а) С₂Н₅ОН + Na

б) Н₂О + Na

Задание №4: Проанализируйте причину, по которой реакции происходят с разной скоростью (учитывая при этом электронное строение веществ)?