Методическая разработка урока по химии на тему: Предмет органической химии. Теория строения органических веществ А. М. Бутлероваа

ПЛАН-КОНСПЕКТ ЗАНЯТИЯ

1 План занятия

по дисциплине «Химия»

Тема занятия: Предмет органической химии. Теория строения органических веществ А.М.Бутлерова.

Тип занятия: Урок формирования знаний и умений

Вид занятия: Комбинированный урок

Методическая цель занятия: создание условий для получения знаний и умений, развития способностей и воспитания качеств личности.

Цели образования:

Цели обучения - сформировать представление о составе и строении органических соединений, их отличительных признаках; выявить причины многообразия органических веществ; научить составлять структурные формулы органических веществ; сформировать представление об изомерии и изомерах.

Цели развития - способствовать развитию умений творческого подхода к решению практических задач и логического мышления; развитие умений обобщать полученные знания, проводить анализ и сравнения.

Цели воспитания - воспитание творческого отношения к учебной деятельности, формирование умений и навыков контроля и самоконтроля при выполнении заданий, формирование необходимых коммуникативных качеств и стремления к результативности труда.

Материально-техническое обеспечение занятия: образцы органических веществ: уксусная кислота, ацетон, аскорбиновая кислота, сахар, бумага, свеча, спиртовка со спиртом, сухое горючее (уротропин), нефть;

образцы изделий из пластмассы (коллекция «Пластмассы»), образцы изделий из синтетических волокон (коллекция «Волокна»), образцы синтетических каучуков «Каучуки»; спички, фарфоровая чашка, тигельные щипцы; шаростержневые модели молекул метана, этилена, ацетилена, пропана, бутана, изобутана циклогексана. На каждом ученическом столе наборы с шаростержневыми моделями; мультимедийный проектор, мультимедийная презентация, сопровождающая объяснение нового материала.

Междисциплинарные и внутридисциплинарные связи: философия - законы диалектики, физика - атомно-молекулярное учение.

Методы обучения: частично поисковый, интерактивные, активные.

2 Технологическая карта занятия

Задачи этапа

занятия

Деятельность преподавателя

Деятельность студентов

Средства обучения

Результат

5. Применение знаний и способов действий (15 мин.)

- сформировать умения самостоятельно применять теоретические знания при выполнении задания;

-самостоятельная работа с последующей самопроверкой.

-объясняет задания для самостоятельной работы;

-анализирует конкретные ситуации;

-организация деятельности в малых группах;

-создание условий, способствующих самостоятельному выполнению заданий;

- создает обстановку доверия, уверенности в успехе (ободрение, похвала);

- использование элементов дифференцированного обучения;

- применение информационно-коммуникационных технологий;

-слушают;

-выполняют самостоятельно задания.

- инструкции по выполнению заданий;

- тетрадь по дисциплине

- умение самостоятельно выполнять поставленные задачи.

6. Контроль (коррекция и рефлексия) (5 мин.)

- мобилизация студентов на самооценку;

- анализ и оценка успешности достижения цели;

- выявление качества уровня овладения знаниями.

- целенаправленный контроль последовательности выполнения заданий;

- объективность оценочных суждений;

- коррекция знаний и способов действий;

- оценка результатов деятельности;

- осуществление контрольно-оценочной деятельности;

- оценивание работоспособности, причин допущения ошибок в заданиях, результативности работы;

- взаимоконтроль.

- мультимедийный проектор;

- оценка деятельности студентов на занятии.

получение достоверной информации о достижении всеми студентами планируемых результатов.

7. Подведение итогов занятия (5 мин)

- подведение итогов занятия;

- анализ достижения цели занятия;

- сообщение оценок.

- обсуждение итогов занятия;

- подробный анализ достижения целей занятия;

- сообщение оценок;

- выводы, выделение главного и обобщение результатов

- слушают и анализируют;

- получают оценки в журнал.

- мультимедийный проектор.

- самоутверждение студентов в своей успешности;

- осмысление результатов;

- определение перспектив деятельности.

3 Методика проведения практического занятия

1. Организационный этап (2 мин)

Преподаватель приветствует обучающихся, создает психологический настрой на занятие, подготавливая студентов к освоению новых знаний и формированию учебных умений. Проверяет явку на занятие, отмечая отсутствующих.

Студенты приветствуют преподавателя, настраиваются на занятие.

Мультимедийная презентация подготавливается к демонстрации.

2. Целеполагание и мотивация обучения (3 мин)

Преподаватель обозначает тему и цели занятия, используя мультимедийную презентацию.

- Тема занятия: «Предмет органической химии. Теория строения органических веществ А.М.Бутлерова». Цель занятия: формирование представлений о составе и строении органических соединений их отличительных признаках. На занятии научиться составлять структурные формулы органических веществ.

Студенты уясняют тему и цели занятия, записывая в тетрадь.

3. Актуализация опорных знаний (5 мин.)

Фронтальный опрос:

1. Какие виды химических связей вы знаете?

2. Какая связь называется ковалентной?

3. Назовите два вида ковалентной связи?

4. Приведите примеры химических соединений с ковалентной полярной и ковалентной неполярной связью?

4. Этап получения новых знаний (55 мин)

Преподаватель сообщает, план по которому будет проходить работа на уроке:

I. Предпосылки возникновения органической химии.

II. Основные признаки органических соединений.

II. Предмет органической химии.

IV. Валентность углерода в органических соединениях.

V. Причины многообразия органических соединений.

VI. Изомерия.

VII. Выводы и обобщения.

I. Совершим путешествие во времени и посмотрим , как развивалась наука органическая химия. До XIX века такой науки не существовало. Но с органическими веществами и их превращениями люди имели дело еще в глубокой древности. Самой первой реакцией, видимо, было брожение - превращение сахара в спирт. Уже в древности различным народам были известны скипидар, уксусная кислота, они умели варить мыло. Вещества делили по происхождению на минеральные, животные и растительные. К началу ХIХ века стало ясно что между животными и растительными веществами нет принципиальной разницы, но они значительно отличаются от минеральных.

В 1807 году шведский химик Й.Я.Берцелиус впервые определил органическую химию как химию веществ, типичных для живой природы, объединив в одну группу вещества растительного и животного происхождения; эти вещества получили названия «органические вещества». Науку об этих веществах он предложил называть органической химией. Вещества, характерные для неживой природы (например, соли, вода), Берцелиус назвал неорганическими. В начале ХIХ века считалось, что органические вещества в искусственных условиях получить нельзя, они образуются только в живых организмах или под их воздействием. Ошибочность этого представления была доказана синтезами органических веществ в лабораторных условиях:

• немецкий химик Ф.Велер впервые получил органические вещества из неорганических: щавелевую кислоту (1824 г.) и мочевину (1828 г.). Щавелевая кислота встречается в растениях, мочевина образуется в организме человека и животных.

• в 1845 г. его соотечественник А.В.Кольбе в несколько стадий синтезирует уксусную кислоту, используя в качестве исходных неорганические вещества - древесный уголь (углерод), водород, кислород, серу, хлор.

• в 1854 г. французский химик П.Э.Бертло синтезирует жироподобное вещество;

• в 1861 г. русский химик А.М.Бутлеров - сахаристое вещество.

Выяснилось, что вещества, выделенные из организмов растений и животных, могут быть синтезированы, они имеют ту же природу, что и все прочие вещества. Оказалось, что резкой границы между органическими и неорганическими веществами не существует, они состоят из одних и тех же химических элементов и могут быть превращены друг в друга.

Вопрос: На каком же основании органические вещества выделяют в отдельную группу, каковы их отличительные признаки?

Преподаватель предлагает студентам вместе выяснить это.

II. Преподаватель демонстрирует образцы органических веществ, называет их и указывает молекулярную формулу (формулы на доске):

С₂Н₄О₂ - уксусная кислота;

С₃Н₆О - ацетон;

С₂Н₆О - этиловый спирт;

С₆Н₁₂N₄ - сухое горючее (уротропин);

С₆Н₈О₆ - витамин С или аскорбиновая кислота;

С₁₂Н₂₂О₁₁ - сахар;

(С₆Н₁₀О₅)_n - бумага (целлюлоза).

Вопрос: Что общего вы заметили в составе этих веществ? Какое химическое свойство вы можете предположить для этих веществ?

Во все перечисленные соединения входят углерод и водород. Можно предположить, что они горят.

Лабораторный опыт: горение уротропина, свечи и спиртовки( обратить внимание на характер пламени). Внести в пламя спиртовки, уротропина и свечи последовательно фарфоровую чашку (на чашке образуется копоть).

Вопрос: Какие вещества образуются в ходе горения органических веществ?

В результате горения может образоваться углекислый или угарный газ, чистый углерод (сажа, копоть). Не все органические вещества способны гореть, но все они разлагаются при нагревании без доступа кислорода, обугливаются.

Демонстрационный опыт: плавление сахара и горение его в присутствии катализатора.

(обугливание сахара при нагревании, затем оплавленый кусочек сахара опустить в пепел и снова внести в пламя спиртовки. Сахар загорается.)

Вопрос (во время демонстрации): Какие вещества называются катализаторами?

Вещества, которые изменяют скорость химической реакции, оставаясь к концу ее неизменными, называются катализаторами.

Вопрос: Какой вид химической связи в органических веществах исходя из их состава?(плакат)

Студенты в тетрадях записывают признаки органических веществ:

• содержат углерод;

• горят и (или) разлагаются с образованием углеродсодержащих продуктов;

• связи в молекулах органических веществ ковалентные полярные.

III. Студентам на основании проделанной работы предлагается сформулировать определение понятия «органическая химия».

Определение записывается в тетради: Органическая химия - наука об органических веществах, их составе, строении, свойствах и способах получения (Слайд).

Синтезы органических веществ в лабораторных условиях ускорили развитие органической химии, ученые стали экспериментировать и получать вещества которые не встречаются в живой природе, но соответствуют всем признакам органических веществ. Это пластмассы, синтетические каучуки и волокна, лаки, краски, растворители, лекарства (демонстрируются коллекции «Пластмассы», «Каучуки», «Волокна»). По происхождению эти вещества не являются органическими. Таким образом, группа органических веществ существенно расширилась, а старое название сохранилось. В современном понимании органические вещества - не те, которые образуются в живых организмах или под их воздействием. А те , которые соответствуют признакам органических веществ.

IV. Изучение органических веществ в XIX веке столкнулось с рядом затруднений. Одно из них - «непонятная» валентность углерода.

Вопрос: Что такое валентность?

Валентность характеризует способность атомов химических элементов к образованию химических связей, она определяет число химических связей, которыми данный атом соединен с другими атомами в молекуле.

Например: в метане СН₄, в этилене С₂Н₄, в ацетилене С₂Н₂, пропане С₃Н₈ (определить валентность). Полученные валентности маловероятны. Значит, к органическим веществам нельзя применять методы неорганической химии.

Особенности строения органических веществ смог объяснить русский ученый А.М.Бутлеров, предложив теорию строения органических веществ:

1. Все атомы, входящие в состав органического вещества располагаются не беспорядочно, а в определенной последовательности, согласно их валентности. Углерод в органических веществах проявляет валентность равную IV. Условно валентность обозначается черточкой.

Атомы углерода соединяются, образуя цепочки.

Задание: построить структурные формулы веществ: СН₄, С₂Н₄, С₂Н₂,С₃Н₄, С₄Н₈.

Вопрос: Как определить число электронов на внешней электронной оболочке у элемента?

По номеру группы для элементов главных подгрупп.

Вопрос: Как определить число неспаренных электронов, участвующих в образовании связи?

По формуле

число неспаренных электронов = 8 - номер группы

Задание: изобразить графически образование ковалентных связей в молекулах метана СН₄, этилена С₂Н₄, ацетилена С₂Н₂.

х х

С С С

х х

х х

С х х С

х х

V. Посмотрите на периодическую систему. Сейчас открыто более 110 химических элементов, все они входят в состав неорганических веществ. Известно около миллиона неорганических соединений. В состав природных органических соединений входят немногие элементы: углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор, некоторые металлы. В последнее время синтезируют элементоорганические вещества, расширяя спектр элементов. Входящих в состав органических веществ.

Вопрос: Как вы думаете, сколько органических соединений сейчас известно?

Известно более 20 миллионов органических веществ.

Вопрос: В чем же причина многообразия органических веществ?

Студенты называют такие причины, как соединение углерода в цепи разной длины; соединение атомов углерода между собой простыми (одинарными), двойными и тройными связями; множество элементов входящих в состав органических веществ. Преподаватель приводит еще одну причину - разный характер углеродных цепей: линейные, разветвленные и циклические (демонстрирует модели молекул бутана, изобутана и циклогексана).

Причины многообразия органических соединений

1. Соединение атомов углерода в цепи разной длины.

2. Образование атомами углерода простых, двойных и тройных связей с другими атомами и между собой.

3. Разный характер углеродных цепочек: линейные, разветвленные, циклические.

4. Множество элементов, входящих в состав органических веществ.

5. (студенты должны найти ее сами, выполнив лабораторную работу)

4. Формирование умений (10 мин)

Лабораторная работа

Задание: используя весь «строительный материал», построить модель органического вещества (С₄Н₈). Изобразите структурную формулу этого вещества. Постарайтесь сделать как можно больше разных моделей из одного и того же «строительного материала».

Работа проходит в парах. Преподаватель проверяет правильность сборки моделей и изображения структурных формул, помогает студентам, у которых возникли затруднения.

Вопрос: Что у этих веществ общего? Чем отличаются эти вещества?

Выясняется, что одинаковым является состав этих веществ, а строение у них разное, а поэтому и свойства также будут разными.

2. Свойства веществ зависят не только от того, атомы каких элементов и в каком количестве входят в состав молекул, но и от последовательности соединения атомов в молекулах.

Вещества, имеющие одинаковый состав, одну и ту же молекулярную формулу, одну и ту же молекулярную массу, но разное строение, называются изомерами.

Под строением вещества подразумевается порядок соединения атомов, их взаимное расположение в молекулах.

Явление существования изомеров называется изомерией.

В причины многообразия органических веществ вносится еще один пункт (5).

5. Применение знаний и способов действий (15 мин.)

Преподаватель предлагает построить изомеры состава С₅Н_12, если известно, что их существует три. После вынесения всех изомеров на доску, преподаватель обращает внимание студентов на методику построения изомеров: уменьшение с каждым разом главной цепи и увеличение числа радикалов.

6. Контроль (коррекция и рефлексия)

Преподаватель осуществляет контрольно-оценочную деятельность просматривает результаты выполнения заданий.

Студенты записывают в тетрадь результаты работы.

Преподаватель выявляет качество уровня овладения знаниями, намечает мероприятия для коррекции знаний и способов действий, оценивает результат деятельности студентов в малых группах.

7. Подведение итогов занятия (5 мин)

Преподаватель подводит итоги занятия, анализирует достигнутые цели, выставляет оценки в журнал обучения группы, сообщая их.

Студенты слушают и анализируют результат обучения.