Методические указания для выполнения практических работ по химии

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

ГАПОУ СО «ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ ЭКОНОМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ДИСЦИПЛИНА «ХИМИЯ»

Екатеринбург, 2015

Составитель: Кенебас А.Г., преподаватель ГАПОУ СО «ЕЭТК»

Рецензент: Щербина И.А., преподаватель математики ГАПОУ СО «ЕЭТК»

Рецензент: Ванюкова Т.В., директор научно - образовательного фенологического центра ФГБОУ ВПО «УрГПУ»

Методические указания для выполнения практических работ являются частью основной профессиональной образовательной программы ГАПОУ СО «Екатеринбургский экономико-технологический колледж» по специальностям СПО базового цикла, для групп технического профиля: 09.02.05 «Прикладная информатика (по отраслям)», 09.02.04 «Информационные системы (по отраслям)», 09.09.01 «Компьютерные системы и комплексы» / 09.00.00 Информатика и вычислительная техника; 15.02.07 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)» / 15.00.00 Машиностроение, в соответствии с требованиями ФГОС СПО третьего поколения.

Методические указания по выполнению практических работ адресованы студентам очной формы обучения.

Методические указания включают в себя учебную цель, перечень образовательных результатов, заявленных во ФГОС СПО третьего поколения, задачи, обеспеченность занятия, краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме, вопросы для закрепления теоретического материала, задания для лабораторной работы студентов и инструкцию по ее выполнению, методику анализа полученных результатов, порядок и образец отчета о проделанной работе.

СОДЕРЖАНИЕ

Темы практических работ

страницы

1. «Составление электронных формул и графическиех схем строения электронных оболочек атомов».

5

2. «Номенклатура и изомерия алканов».

9

Введение

УВАЖАЕМЫЙ СТУДЕНТ!

Методические указания по дисциплине «Химия» для выполнения практических работ созданы Вам в помощь для работы на занятиях, подготовки к практическим работам, правильного составления отчетов.

Приступая к выполнению практической работы, Вы должны внимательно прочитать цель и задачи занятия, ознакомиться с требованиями к уровню Вашей подготовки, краткими теоретическими и учебно-методическими материалами по теме практической работы. Все задания к практической работе Вы должны выполнять в соответствии с инструкцией, анализировать полученные в ходе занятия результаты по приведенной методике.

Отчет о практической работе Вы должны выполнить по приведенному алгоритму, опираясь на образец.

* - задания повышенной сложности.

Наличие положительной оценки по практическим работам необходимо для получения зачета по дисциплине и/или допуска к экзамену, поэтому в случае отсутствия на уроке по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за практическую работу, Вы должны найти время для ее выполнения или пересдачи.

Внимание! Если в процессе подготовки к практическим работам или при решении задач у Вас возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений или указаний в дни проведения дополнительных занятий.

Время проведения дополнительных занятий можно узнать у преподавателя или посмотреть на двери его кабинета.

Желаем Вам успехов!!!

РАЗДЕЛ 1. «ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1.

«СОСТАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ФОРМУЛ И ГРАФИЧЕСКИХ СХЕМ СТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБОЛОЧЕК АТОМОВ».

Учебная цель: Научиться составлять электронные формулы и графические схемы строения электронных оболочек. На основе полученых формул объяснить химические свойства, показать образование ионов, указать возможную валентность атомов.

Учебные задачи:

1. закрепить теоретические знания о строении атома;

2. ответить на вопросы для закрепления теоретического материала;

3. составить составлять электронные формулы и графические схемы строения электронных оболочек атомов;

4. выявить взаимосвязь между строением атома и его положением в Периодической системе химических элементов;

5. составить электроные формулы ионов.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Студент должен:

уметь: составлять электронные формулы и графические схемы строения электронных оболочек

знать: взаимосвязь между строением атома и его положением в Периодической системе химических элементов

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1. Учебно-методическая литература:

- Хомченко И. Г. Общая химия: Учебник. М.:«Новая волна», 1997. - 464 с.

2. канцелярские принадлежности: рабочая тетрадь, ручка, карандаш простой.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы

по теме практической работы

Атом - электронейтральная частица, состоящая из ядра и электронной оболочки. В ядре находятся положительно заряженные частицы - протоны и электронейтральные частицы - нейтроны. Электронную оболочку составляют электроны.

Порядковый номер элемента равен заряду ядра и равен общему числу электронов, составляющих электронную оболочку данного атома.

Электрон в атоме не имеет траектории движения. Быстро движущийся электрон как будто «размазывается» вокруг ядра и образует электронное облако, с определенной плотностью отрицательного заряда.

Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется орбиталью. Орбитали отличаются размерами и формой. Размер орбитали обуславливается расстоянием от ядра.

Каждая форма орбитали имеет свое буквенное обозначение.

имеющая форму шара

называется S - орбиталью

с формой объемной восьмерки называется p - орбиталью

имеющая форму цветка называется d - орбиталью

Известны и более сложные орбитали, обозначаемые последовательно буквами f, g и т.д.

Электроны в атомах обладают разной энергией и в соответствии с этим находятся на разных расстояниях от ядра, образуя энергетические уровни или электронные слои.

Каждый электронный слой или энергетический уровень содержит определенное число подуровней, различающихся видом орбитали.

Уровни расположены на разных расстояниях от ядра, поэтому находящиеся на них электроны обладают разной энергией. Электроны "предпочитают селиться" ближе к ядру (в этом случае их энергия ниже), поэтому из множества уровней атома заселены электронами далеко не все. Уровни нумеруют числами 1, 2, 3, ... n, начиная с самого нижнего, то есть ближайшего к ядру уровня

Схематичное изображение электронных уровней, подуровней и орбиталей.

Чем дальше от ядра находится уровень, тем более сложное строение он имеет. Ближайший к ядру уровень № 1 (n = 1) - самый простой. Уровень № 2 (n = 2) состоит уже как бы из двух частей, называемых подуровнями. Они немножко различаются по энергии находящихся на них электронов и называются: 2s-подуровень и 2p-подуровень.

Третий уровень (n = 3), включает в себя уже три подуровня: 3s- 3p- и 3d- подуровни. На 4-м уровне (n = 4) добавляется еще и 4f-подуровень

Подуровни, в свою очередь, состоят из орбиталей. В электронно-графической схеме орбитали обозначают квадратиками. Каждый квадратик - это как бы "квартира" (в "доме"-подуровне) для одного или двух (но не больше!) электронов. Например, s-подуровень - это "дом" из одной "квартиры" (s-орбитали), p-подуровень - "трехквартирный дом" (в нем три p-орбитали), d-подуровень - "дом" из 5 "квартир" и f-подуровень - "дом" из 7 "квартир" для электронов. В каждой "квартире"-орбитали могут "жить" не больше двух электронов. Запрещение электронам "селиться" более чем по-двое на одной орбитали называют запретом Паули.

Условная запись распределения электронов по орбиталям называется электронной формулой. В этих формулах энергетические уровни или электронные слои обозначаются цифрами 1,2,3, …, подуровни (т.е. вид орбитали) буквами s, p, d, f, число электронов на подуровне обозначается маленькой цифрой справа сверху от буквы, показывающий подуровень. Например, электронная формула атома натрия (порядковый номер 11) выглядит так 1s²2s²2p⁶3s¹ и говорит о том, что 11 электронов атома натрия распределяются по 3 энергетическим уровням (натрий находится в 3 периоде) следующим образом: на 1-м энергетическом уровне на орбитали, имеющей форму шара находятся два электрона, на 2-м энергетическом уровне на орбитали, имеющей форму шара находятся два электрона и на этом же 2-м энергетическом уровне на орбитали, имеющей форму объемной восьмерки находятся 6 электронов, на 3-м энергетическом уровне на орбитали, имеющей форму шара находятся один электрон.

Задания для практического занятия:

1. Ответьте на вопросы:

- Что такое протоны и где они находятся?

- Как узнать число протонов у данного атома?

- Как узнать число электронов у данного атома?

- Как узнать, сколько электронных слоев образуют электроны данного атома?

- Как узнать число электронов на последнем (внешнем) энергетическом уровне (или в последнем электронном слое)?

2. Заполните таблицу*

3. Химический элемент

   Число протонов

   Общее число электронов

   Число электронных слоев

   Число валентных электронов

   кальций

   
   

   
   

   
   

   
   

   азот

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   15

   
   

   
   

   
   

   
   

   17

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   3

   3

   
   

   
   

   
   

   2

   4Ответьте на вопросы:

- Какие частицы составляют ядро атома?

- Что показывает порядковый номер химического элемента?

- Что показывает номер периода?

- Что показывает номер группы?

- Как называются электроны последнего электронного слоя?

4. Для элементов с порядковым номером 11 и 16 укажите*

1. номер периода

2. номер группы

3. число протонов

4. общее число электронов

5. число электронных слоев

6. число валентных электронов

7. запишите полную электронную формулу

5. Составьте электронные формулы ионов:

- фосфора:

1s ²2s ²2p ⁶3s ²3p³

- магния:

1s ²2s ²2p ⁶3s ²

- серы:

1s ²2s ²2p ⁶3s ²3p⁴

- кальция:

1s ²2s ²2p ⁶3s ²3p⁶4s ²

- алюминия:

1s ²2s ²2p ⁶3s ²3p¹

- хрома:

1s ²2s ²2p ⁶3s ²3p⁶4s ¹3d⁵

6. Сколько связей за счет образования общих электронных пар может образовывать:

- атом водорода,

- атом хлора,

- атом азота,

- атом кислорода.

Форма контроля выполнения практических работ:

Выполненная работа представляется преподавателю в тетради для практических работ.

РАЗДЕЛ 2. «ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2.

«НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ АЛКАНОВ».

Учебная цель: Научиться называть алканы по Международной номенклатуре (номенклатуре ИЮПАК). Научиться составлять формулу алкана по его названию.

Учебные задачи:

1. повторить теоретический материал по теме практической работы;

2. ответить на вопросы для закрепления теоретического материала;

3. назвать алканы по приведенным формулам и найти изомеры среди веществ;

4. составить формулы алканов по приведенным названиям;

5. найти изомеры среди веществ, формулы которых составили.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Студент должен:

уметь: называть алканы, составлять формулу алкана по его названию

знать: основные положения «Международную номенклатуру ИЮПАК»

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1. Учебно-методическая литература:

- Хомченко И. Г. Общая химия: Учебник. М.:«Новая волна», 1997. - 464 с.

2. канцелярские принадлежности: рабочая тетрадь, ручка, карандаш простой.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы

Название алкана по Международной номенклатуре (номенклатуре ИЮПАК) складывается из: приставки, корня, суффикса.

Корень названия показывает число атомов углерода в самой длинной неразветвленной цепи. Нумерацию цепи начинают с того края, где ближе разветвление. Если разветвлений несколько, то нумеруют так, чтобы цифры, указывающие их положение, были наименьшими.

Суффикс показывает класс органического соединения, суффикс алканов - ан.

Приставка показывает: где находятся заместители (указываются цифрой перед названием заместителя), какие заместители, сколько (указывают числовой приставкой: ди-, три-, тетра-).

обозначает

разветвления

где как и сколько

обозначает число атомов углерода в самой длинной не разветвленной цепи

обозначает класс соединения

Для того, чтобы дать название разветвленному углеводороду, нужно:

1. Найти самую длинную цепь атомов углерода в молекуле.

2. Пронумеровать атомы углерода в этой цепи' начиная с того конца к которому ближе разветвление (где расположен заместитель). Если заместителей несколько' то нумеруют так' что бы цифры указывающие их положение были наименьшими.

3. За основу названия (корень) разветвленного углеводорода берется число атомов углерода в самой длинной цепи. Это число указывается с помощью тривиальных названий (1-4) или греческих числительных (начиная с 5) (см. таблицу «Гомологический ряд алканов»)

4. Суффикс названия соответствует определенному классу органического соединения. У алканов суффикс - ан

5. Приставка названия разветвленного углеводорода содержит перечисление радикалов. Цифрой (2'3' 4 и т.д.) указывается положение этих радикалов. Если одинаковых радикалов несколько' то это число отмечается числовой приставкой -ди (два)' -три (три)' -тетра (четыре)

Для того, чтобы составить формулу по названию нужно:

1. Найти составные части слова - приставку' корень и суффикс.

2. В соответствии с корнем записать в цепь необходимое число атомов углерода.

3. Соединить их связями. Если суффикс -ан' то связи одинарные.

4. От атомов углерода' указанных в приставке цифрами' показываем разветвление и приписываем радикал' указанный в приставке

5. Расставить атомы водорода.

Пример. Составить формулу 3-метилтентана

1. Корень слова пент' поэтому записываем подряд 5 атомов углерода

С С С С С

2. Суффикс -ан' поэтому соединяем их одинарными связями С−С−С−С−С

3. Суффикс 3-метил' поэтому 3-ий атом углерода связываем с радикалом метил (− СН₃)

4. Расставляем атомы водорода, зная, что валентность атома углерода равна 4

Изомерами называются вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав (молекулярную формулу), но разный порядок соединения атомов т.е. разное строение (разную структурную формулу).

Задания для практического занятия:

1. Назовите по международной номенклатуре алканы, формулы которых приведены.

1

)

2) 2)

3)

4

)

5)

6

)

7)

8

)

9)

1

0)

1

1)

1

2)

1

3)

1

4)

1

5)

16)

17)

18)

2. Найдите среди приведенных выше веществ изомеры*.

3. Напишите структурные формулы следующих алканов:

1. 2-метилбутан

2. 2-метилпентан

3. 3-метилпентан

4. 2,2-диметилбутан

5. 2,2-диметилпентан

6. 3,3-диметилпентан

7. 2,4-диметилпентан

8. 2-метил-3-этилпентан

9. 3-метил-3-этилпентан

10. 3-метил-3-этилгептан

11. 2,2,4,4-тетраметилпентан

12. 2,2,3,4-тетраметилпентан

13. 2,4-диметил-3,3-диэтилгексан

14. 4-пропилоктан

15. 2,3,3-триметилпентан

Форма контроля выполнения практических работ:

Выполненная работа представляется преподавателю в тетради для практических работ.

Кенебас Алексей Григорьевич

Химия

ГАПОУ СО "ЕЭТК»

СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

базовый цикл

технический профиль

специальности

09.02.05 Прикладная информатика (по отраслям)

15.02.07 Автоматизация технологических процессов и производств

(по отраслям)

09.02.04 Информационные системы (по отраслям)

09.09.01 Компьютерные системы и комплексы

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ