Реферат: Урок 13-14: «Химические свойства алканов». (10 «б» класс)

Урок 13-14: «Химические свойства алканов». (10 «б» класс)


Цели:

Образовательные: 1. Обеспечить усвоение типов изомерии у алканов, особенностей их химических свойств; 2. Отработать навыки составления уравнений химических реакций, характеризующих свойства алканов; 3. Добиться усвоения механизма галогенирования алканов и прогнозирования протекания реакций замещения у различных атомов углерода.


Воспитательные: 1. Воспитание патриотизма; 2. Воспитание мотивов учения и дисциплинированности.


Развивающие: 1. Развитие аналитического и синтезирующего мышления; 2. Развитие познавательных умений.


Тип урока: изучения нового учебного материала.


Вид урока: урок - лекция.


Методы: монологические, диалогические, эвристической беседы.


Ход урока.


Вступительное слово учителя (ознакомление учащихся с ходом урока и видами работ, ожидающих учащихся на данном уроке).




Объяснение нового учебного материала.



^ I.изомерия алканов
углеродного скелета (с С4) (на примере пентана и его изомеров)

оптическая изомерия (при наличии асимметрического (оптически активного) атома углерода).




Химические свойства алканов.


Сначала вспомним строение алканов: гибридизация – sp3 , связи – одинарные (σ - связи), следовательно, – прочные, т.е. насыщенные или предельные и поэтому алканы химически малоактивны и могут вступать в реакции замещения и разложения при создании необходимых условий.


^ Реакции замещения:


А) Реакции галогенирования, т.е. замещения галогенами (за исключением фтора).

RH + Hal2 = RHal + HHal (на свету)

Теперь мы познакомимся с Вами с тем, каким образом протекает данная реакция, т.е. узнаем ее механизм.


На первой стадии – инициировании происходит гомогенный распад молекул галогена на свету на радикалы:

Hal2 = 2Hal·


На второй стадии – росте цепи, радикалы атакуют молекулы, находящиеся в системе.

Hal· + RH = R· + HHal

R· + Hal2 = RHal + Hal·


Третья стадия приводит к взаимодействию радикалов между собой и называется – обрыв цепи.

R· + Hal· = RHal

R· + R· = R-R

2Hal· = Hal2


Таким образом, механизм данной реакции принято считать цепным свободнорадикальным. Данная реакция может протекать в молекулах алканов до тех пор, пока не будут замещены все атомы водорода.


В случае галогенирования метана и этана не возникает вопрос о том, где же произойдет замещение, т.к. все атомы водорода равноценны, но как же быть в случае с алканами более сложного строения? На этот вопрос можно ответить, если рассмотреть взаимное влияние в углеводородных радикалах (первичных, вторичных и третичных). Было установлено, что реакции замещения легче протекают у третичных атомов углерода, чуть сложнее – у вторичных, еще сложнее – у первичных.


(на доске рисунок)

^ С-С-С С-С-С С-С
С

третичный атом углерода вторичный атом первичный атом


Ответьте, пожалуйста, на мой вопрос: «Почему в этом ряду отсутствует четвертичный атом углерода?»


Рассмотрим на примере хлорирования 2-метилбутана, т.к. более активен атом водорода, связанный с третичным углеродом замещение произойдет у второго атома углерода и, поэтому, получится 2-хлор-2-метилбутан.


Б) реакция нитрования по Коновалову (с раствором азотной кислоты при 120ºС).

RH + HNO3 = R NO2 + HOH


Реакции окисления – не характерны.



^ А) горение
CnH2n+2 + (1.5n+0.5) O2 = nCO2 + (n+1) H2O


Б) каталитическое окисление приводит в образованию алканолов, алканалей и карбоновых кислот.


В) при обычных условиях на алканы не действуют сильные окислители.


Реакции разложения.


^ А) дегидрирования – отщепления водорода (нагрев; катализатор)


CnH2n+2 = CnH2n + H2


Б) термического разложения (нагрев до 1000ºС).


CnH2n+2 = n C+ (n+1)H2


^ В) пиролиз метана (нагрев до 1500 ºС)


2CH4 = C2H2 + 3 H2


г) крекинг алканов (при 400-500 ºС) – разрушение цепи с образованием алкана и алкена. Например:

C4H10 = C2H4 + C2H6


Или CnH2n+2 = CmH2m+2 + CbH2b


^ Д) ароматизация (начиная с С6) (катализатор).


CnH2n+2 = CnH2n-6 + 4H2


Изомеризация – образования изомеров (катализатор – AlCl3) (начиная с С4).
C-C-C-C-C = C-C-C-C
C

н-пентан 2-метилбутан



Закрепление изученного материала.



Составить уравнения химических реакций, характеризующих свойства гептана (работа на доске вместе с учащимися, они диктуют, я – записываю).


Объяснение домашнего задания – учить химические свойства алканов, готовиться к опросу по ним; стр. учебника 81 вопросы № 2, 6-8 - отвечать письменно.




Подведение итогов урока.