Особливості будови атома Карбону в основному та збудженому станах. Утворення ковалентних зв’язків між атомами Карбону




Скачати 143,21 Kb.
Дата конвертації03.11.2018
Розмір143,21 Kb.
Тема: Особливості будови атома Карбону в основному та збудженому станах. Утворення ковалентних зв’язків між атомами Карбону.

Мета:

Навчальна: пригадати будову атома Карбону, з’ясувати чому саме Карбон входить до складу будь-якої органічної речовини; розглянути положення теорії хімічної будови органічних речовин О.М.Бутлєрова; ознайомити учнів з ковалентним карбон-карбоновим зв'язком на прикладі утворення σ- та π -зв'язків атомами Карбону; ознайомити учнів з основними характеристиками ковалентного зв'язку (довжиною, енергією, полярністю, просторовою спрямованістю) на прикладі одинарно­го, подвійного, потрійного карбон-карбонового зв'язку;

Розвивальна: розвивати логічне мислення учнів, розвивати увагу, уміння висловлювати свої думки, робити узагальнюючі висновки.

Виховна: формувати прийоми розумової діяльності (аналізу, класифікації, порівняння, конкретизації); розвивати пізнавальні інтереси учнів за допомогою встановлення причинно - наслідкових зв’язків.

Тип уроку: комбінований.

Хід уроку:

  1. Організаційний момент.

Вчитель вітається з учнями, організовує їх до уроку (налаштовує на робочий лад), перевіряє відсутніх.

  1. Перевірка домашнього завдання.

  • Експрес – тест

1.Який вчений уперше ввів поняття «органічна хімія» і «органічні речовини»:

А. О.М. Бутлеров; Б. Ф.Кекуле; В. Й.Я.Берцеліус.



2.Який елемент є обов’язковим у будь-якій органічній речовині:

А.Гідроген (Н); Б.Карбон (С); В.Оксиген(О).



3.Який тип зв’язку переважає в органічних сполуках:

А.Ковалентний; Б.Йонний; В.Металічний.



4. Які кристалічні гратки у більшості органічних сполук:

А.Атомні; Б.Йонні; В.Молекулярні.



5.Термостійкість органічних речовин:

А.Переважно невисока;

Б.Тугоплавкі;

В.Витримують високі температури, не розкладаючись на інші речовини.

6. Швидкість протікання реакцій між органічними речовинами:

А.Досить висока;

Б.Миттєво;

В.Звичайно повільно, часто в кількох напрямках.



7.Валентність Карбону в органічних сполуках:

А.2; Б.3; В.4.



8.Чим можна пояснити величезну кількість сполук Карбону:

А.Атоми Карбону можуть з’єднуватися між собою в ланцюги і кільця.

Б.Між атомами утворюються різні зв’язки: одинарні, подвійні, потрійні.

В.Карбон дуже активний, тому реагує з багатьма речовинами.



9.Порівняйте кількість відомих органічних та неорганічних сполук:

А.Більше органічних речовин;

Б.Більше неорганічних речовин;

В.Приблизно однакова.



10. Між органічними і неорганічними речовинами:

А. Немає суттєвих відмінностей;

Б. Існує різка межа;

В.Чіткої межі не існує.



Відповідь : 1 – В

2 – Б


3 – А

4 – В


5 – А

6 – В


7 – В

8 – А, Б


9 – А

10 – В


  1. Актуалізація теоретичних знань.

  • Фронтальне опитування з елементами бесіди.

Запитання вчителя до учнів:

  1. На які дві групи можна поділити речовини, що нас оточуюють?

  2. Чому органічні речовини отримали назву «органічні»?

  3. Який вчений ввів поняття «органічні речовини»?

  4. Назвіть відомі вам органічні речовини.

  5. Дайте визначення органічній хімії.

  • Розповідь вчителя.

Органічна хімія – це хімія сполук Карбону. Чому саме Карбону? Які особливості будови атома Карбону зумовлюють його здатність утворювати безліч речовин? Як утворюються ці речовини? Мета нашого уроку дати відповіді на ці запитання.

Оголошення теми уроку.

  1. Вивчення нового матеріалу.

  • Розповідь вчителя з елементами бесіди, пояснення.

Класифікація органічних речовин

Органічних речовин налічують понад 20 млн. Залежно від того, які елементи входять до складу органічних речовин, їх поділили на групи:


Для того, щоб пояснити будову, властивості, способи добування цих речовин, потрібна була теорія. Такою теорією в органічній хімії є теорія хімічної будови органічних речовин О.М.Бутлерова.

Положення теорії будови органічних речовин О.М.Бутлерова.

(1861 р.)



  1. У молекулах речовин атоми сполучаються у певній послідовності відповідно до їх валентності, що називається хімічною структурою (будовою)

Н Н

| |


Н―С ―Н С ― Н―Н

| |


Н Н

2. Властивості речовин залежать не тільки від того, які атоми і в якій кількості входять до складу молекул, а й від того. В якому порядку вони з’єднані між собою, тобто від хімічної будови.

Річ у тім, що в неорганічній хімії одна молекулярна формула відповідає лише одній речовині, тоді як в органічній хімії однакову молекулярну формулу можуть мати різні речовини. Та, незважаючи на це, будова й властивості таких речовин різні. Наявність речовин з однаковим кількісним та якісним складом, але різною будовою молекул називають ізомерією. Так, молекулярну формулу C2H6O мають дві речовини:


  1. СН3 – СН2 – ОН 2) СН3 – О – СН3

рідина газ

Ізомери – це речовини, які мають однакову молекулярну формулу, але різну будову і тому різні властивості.

Будова атома Карбону

Як ви вже знаєте, у молекулах між атомами неметалічних елементів утворюються ковалентні звязки. Один ковалентний зв'язок утворюється двома неспареними електронами – по одному від каждого атома.

Пригадаймо електронну і графічну електронну формули атома Карбону та зясуймо його валентні можливості:

+6С ) ) 1S22S22P2

2 4
2S2 2P2



1S2

+6С 1S22S22P2 основний стан атома

Розглянута електронна формула атома Карбону характеризує перебування його в основному (незбудженому) стані. З графічної електронної формули атома Карбону видно, що на 2р – підрівні другого енергетичного рівня є вільна енергетична комірка. Тому один 2s-електрон цього ж рівня має потенційну можливість зайняти її, тобто перейти в межах одного рівня з підрівня s на підрівень р, а атом Карбону – набути збудженого стану.

2S1 2P3

+6С* 1S22S12P31S2 збуджений стан атома

Валентність атома Карбону - ІV оскільки на зовнішньому енергетичному рівні 4 неспарених електрона.

Атом Карбону не може ні віддавати 4 електрона, ні приєднувати 4 електрона з утворенням йонів. Він утворює спільні електронні пари з іншим атомом, тобто утворюються ковалентні зв’язки.

Запитання вчитедя до учнів:


  • Знайдіть в підручнику поясненя щодо того, чому всі органічні сполуки мають валентність Карбону ІV?


Хімічний зв'язок — це взаємодія двох атомів, що відбувається шляхом обміну електронами. Під час утворения хімічного зв'язку атоми прагнуть здобути стійку восьмиелектронну (або двохелектронну) зовнішню оболонку, що відповідає будові атома найближчого інертного газу. Розрізняють такі види хімічного зв'язку: ковалентний (полярний і неполярний; обмінний і донорно-акцепторний), йонний, водневий і металевий.

Найчастіше в органічних сполуках спостерігається ковалент­ний зв'язок.

Він здійснюється за рахунок електронної пари, що належить обом атомам. Розрізняють обмінний і донорно-акцепторний механізми утворення ковалентного зв'язку.

1) Обмінний механізм

Кожен атом віддає по одному неспареному електрону в спільну електронну пару. (H2)



2) Донорно-акцепторний механізм

Один атом (донор) віддає електронну пару, а інший атом (акцеп­тор) надає для цієї пари вільну орбіталь. (NH4Cl)



Електронегативність — це здатність атома притягувати елек­тронну густину від інших атомів. Найбільш електронегативним елементом є Флуор, найменша електронегативність — у Калію.

K

Na

Li

Mg

Al

Si

H

C

S

N

Cl

Br

I

O

F

0,8

0,9

1

1,2

1,5

1,8

2,1

2,5

2,75


2,5

3

3

2,8

2,5

3,5

4

Якщо електронна густина розподілена симетрично між атома­ми, ковалентний зв'язок називається неполярним. Якщо електрон­на густина зміщена в бік одного з атомів, то ковалентний зв'язок називається полярним. (Крок 5 із 17)

Полярність зв'язку тим більша, чим більшою є різниця електронегативностей атомів.

Між двома атомами Карбону в органічних сполуках може виникати від одного до трьох ковалентних зв’ язків.

Ковалентний хімічний зв’язок за допомогою однієї електронної пари називається одинарним, двох – подвійним, трьох – потрійним.

Прикладами органічних сполук із зазначеними ковалентними зв’язками атомів Карбону є етан C2H6 , етен C2H4, етин C2H2.

Експерементальним шляхом виявлено, що ковалентні хімічні зв’язки між атомами Карбону в органічних сполуках нерівноцінні. Одні з них міцніші, інші – слабкіші. Про причину відмінностей ви дізнаєтесь у старших класах, а зараз ми ознайомимося із загальними положеннями, що стосуються ковалентних зв’язків атомів Карбону між собою та атомами Гідрогену в органічних сполуках:



  • Одинарний звязок утворюється між атомами Карбону за допомогою однієї електронної пари;

  • Подвійний звязок утворюється між атомами Карбону за допомогою двох спільних електронних пар. Із двох утворених зв’язків один міцніший, ніж другий;

  • Потрійний зв’язок утворюється між атомами Карбону за допомогою трьох електронних пар. У його скаладі один зв’язок міцніший за два інші;

  • Подвійні та потрійні хімічні зв'язки називають кратними.

  • Ковалентні зв’язки між атомами Гідрогену та Карбону – одинарні, тобто утворені однією спільною парою електронів.

Під час хімічних реакцій подвійний та потрійний ковалентні зв’язки легко руйнуються. Щоб зруйнувати одинарний зв’язок, потрібно значно більше енергії: наприклад, спалити речовину, нагріти її до високої температури.

Розрізняють також σ- та π – ковалентні зв'язки, які відрізняються характером перекривання валентних орбіталей атомів, а також симетрією розподілу електронної густини по відношенню до лінії, яка з'єднує центри двох атомів.



σ- зв'язок – зв'язок під час утвореня якого перекривання електронних хмар відбувається вздовж прямої, що сполучає центри двох атомів.

σ- зв'язок утворюється при перекриванні s-s, s-p, p-p, а також гібридних орбіталей одна з одною і з негібридними орбіталями.



π- зв'язок – зв'язок, за якого перекриваня електронних хмар проходить у площині, що перпендикулярона до прямої, яка сполучає центри атомів і проходить через ці центри.

При утворенні π- звязку перекривання орбіталей відбувається по обидва боки від прямої, що сполучає центри атомів.

π- зв'язок менш міцний за σ- зв'язок, він утворюється тільки між атомами, які вже пов’язані σ- зв'язком.

Одна з важливих властивостей ковалентного зв'язку — насичуваність. За обмеженої кількості зовнішніх електронів у ділянках між ядрами утворюється обмежене число електронних пар біля кож­ного атома (а отже, і число хімічних зв'язків). Саме це число тісно пов'язане з поняттям валентності атома в молекулі (валентністю називають загальне число ковалентних зв'язків, утворених атомом). Інша важлива властивість ковалентного зв'язку — її спрямованість у просторі. Це виявляється в приблизно однаковій геометричній будові близьких за складом хімічних частинок. Особливістю кова­лентного зв'язку є також його здатність до поляризації.

Важливими кількісними характеристиками ковалентного зв'язку є енергія зв'язку, його довжина й дипольний момент.


  • Енергія зв'язку — це енергія, що виділяється під час його утво-рення або необхідна для роз'єднання двох зв'язаних атомів. Енергія зв'язку характеризує його міцність.

  • Довжина зв' язку — це від стань між центрами зв' язаних атомів. Чим менша довжина, тим більш міцним є хімічний зв'язок.

  • Дипольний момент зв'язку — векторна величина, що ха-рактеризує полярність зв'язку (вимірюється в дебаях (D) або кулон-метрах: ID = 3,4 Ю-30 Кл-м).

  1. Узагальнення і систематизація вивченого матеріалу.

  • Графічний диктант

  1. Ковалентний зв'язок за допомогою однієї електронної пари називається подвійним? (-)

  2. Ковалентний зв'язок за допомогою трьох електронних пар-потрійний. (+)

  3. Ковалентний зв'язок за допомогою однієї електронної пари називається одинарним? (+)

  4. Ковалентні хімічні зв'язки між атомами Карбону в органічних сполуках нерівноцінні. (+)

  5. Відстань між двома ядрами називається довжиною зв'язку? (+)

  6. π-зв'язок міцніший, за σ-зв'язок? (-)

  7. Спрямованість хімічних звязків пояснюється різним розташуванням електронних хмар у просторі? (+)

  8. π- зв'язок– зв'язок під час утвореня якого перекривання електронних хмар відбувається вздовж прямої, що сполучає центри двох атомів. (-)

  9. σ- зв'язок – зв'язок, за якого перекриваня електронних хмар проходить у площині, що перпендикулярона до прямої, яка сполучає центри атомів і проходить через ці центри. (-)

  10. Ковалентні зв’язки між атомами Гідрогену та Карбону – одинарні, тобто утворені однією спільною парою електронів. (+)

  1. Підсумок уроку.

  • Розповідь вчителя.

Сьогодні на уроці ми розглянули будову атома Карбону в основному та збудженому стані, познайомилися з таким поняттям як ізомерія.

Що нового ви відкрили для себе? Можливо щось було не зрозумілим? Чи виникли у вас якісь труднощі під час уроку?



  1. Виставлення оцінок та їх мотивація.

  2. Інструктаж з домашнього завдання.

Низький рівень: прочитати § 19 ст. 114 - 117

Середній рівень: запитання після параграфа 1-4на ст. 117

Високий рівень: запитання після параграфа 5* на ст. 117


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка