Особенности изучения темы "Непредельные углеводороды" на уроках химии

Пространственное строение молекулы этилена должно быть показано как на масштабных, так и на шаростержневых моделях. На масштабных моделях двойная связь передается большим сплющиванием шариков, имитирующих атомы углерода (большим сближением атомных ядер). Шаростержневые модели более наглядно передают наличие двойной связи между атомами углерода. Но здесь, кроме тех оговорок об условности моделей, которые приводились ранее, следует предупредить учащихся, что одинаковая длина стержней, соединяющих углеродные шарики, не означает равнозначности химических связей.

В связи с обсуждением моделей молекул может быть рассмотрен вопрос о возможности свободного вращения атомов при двойной связи. Ответить на него могут сами учащиеся. Пытаясь осуществить вращение на моделях (при пользовании масштабными моделями из пластилина внутрь углеродных шариков для имитации двойной связи вставляют две спички), они приходят к выводу, что это невозможно без нарушения связи. Обращаясь к электронному строению молекулы этилена, учащиеся должны понять, что именно наличие π -связи ограничивает возможность вращения. Если между атомами существует связь, то при вращении их не нарушится перекрывание электронных облаков. Такое вращение возможно, но оно поведет к нарушению строения молекулы.

Поскольку вопрос об электронном строении этилена ввиду его некоторой абстрактности может оказаться довольно сложным, следует проверить, как усвоили его учащиеся. Важно, чтобы они поняли, почему электронные облака, образующие π -связь, имеют форму симметричных объемных восьмерок, в какой плоскости происходит перекрывание электронных облаков π -связи, почему эта связь менее прочная по сравнению с π -связью, чем объясняется отсутствие свободного вращения атомов вокруг двойных связей.

Строение и номенклатура углеводородов ряда этилена. Хотя учащиеся знают, что гомологи должны иметь сходное строение, они еще не в состоянии сами составить представление о строении гомологов этилена. Иногда они склонны считать, что у гомологов этилена несколько двойных связей в молекулах.

Занятие начинается с указания на то, что этилен является первым членом гомологического ряда непредельных углеводородов. Показав на одном-двух примерах, что молекулы гомологов характеризуются наличием одной двойной связи, сопоставляют состав предельных и непредельных углеводородов. С этой целью выписывают в столбцы молекулярные формулы соединений. Названия веществ дают по систематической номенклатуре, лишь для первых членов ряда сообщают и прежние названия (этилен, пропилен), поскольку они довольно часто применяются. Отмечают, что каждое непредельное соединение на два атома водорода беднее соответствующего по числу углеродных атомов предельного углеводорода. Это дает возможность вывести общую формулу гомологического ряда СпН2п.

На вопрос о том, почему в молекулах этих углеводородов на два атома водорода меньше (куда они делись?), ответ должны найти сами учащиеся (образование второй связи между двумя атомами углерода).

Одновременное рассмотрение видов структурной изомерии — изомерии углеродного скелета и положения двойной связи — создает трудности для учащихся. Было бы целесообразно вначале рассмотреть изомерию углеродного скелета как частично уже знакомую учащимся и лишь затем вводить новый вид изомерии. Но при назывании разветвленных изомеров необходимо использовать систематическую номенклатуру, в том числе обозначать цифрой и положение двойной связи, а принцип построения таких названий еще не дан учащимся. Поэтому начать придется с изомерии положения двойной связи, с тем чтобы одновременно показать, как образуются названия этиленовых углеводородов.

С этой целью выписывают ряд формул изомерных (неразветвленных) веществ и их гомологов (например, бутен-1, бутен-2, гексен-2, гексен-3 и т. п.) и дают им названия. Укажем здесь для справки, что согласно международным правилам цифру, обозначающую номер углеродного атома, за которым следует двойная связь, разрешается ставить в начале названия, например:

Такую номенклатуру можно встретить в некоторых учебниках органической химии [3,4].

Как показывает опыт, учащиеся сами не усматривают изомерии соединений с различным положением двойной связи в цепи. Если им дать без названий формулы бутена-1 и бутена-2 и спросить, одно это вещество или разные, они затрудняются в ответе. Им представляется, что порядок соединения атомов в данном случае остается без изменения. Поэтому необходимо бывает объяснить, что здесь атомы углерода различны: при одних водорода больше, при других меньше, одни соединены двойными связями, другие — только простыми. Соединяясь в различной последовательности, эти разные атомы оказывают неодинаковое влияние друг на друга, поэтому и свойства веществ получаются разные.

Читайте также:

Структура и общая характеристика учреждения дополнительного образования детей и подростков дворца творчества юных
Организационная структура ГБОУ ЦО «СПб ГДТЮ»: Структурные подразделения, обеспечивающие функционирование Учреждения 1- Инженерно-хозяйственные службы 2- Бухгалтерская служба 3- Отдел кадров 4- Организационно-правовой отдел 5- Канцелярия Структурные подразделения по поддержке и развитию единого обра ...

Понятие «познавательный интерес» в психолого-педагогической литературе
Одним из постоянных сильнодействующих мотивов человеческой деятельности является интерес (от лат. interest — имеет значение, важно), т.е. реальная причина действий, ощущаемая человеком как особо важная. Интерес можно определить как положительное оценочное отношение субъекта. Познавательный интерес ...

Сущностная характеристика языковой компетенции
обучение иностранный язык педагогический Технология проектного обучения иностранному языку Термин “языковая компетенция” был введен Н.Хомским примерно в середине XX в. и семантически противопоставлен термину “использование языка”. Различие значений этих терминов раскрывалось как разница между знани ...