Конспект урока «Теория химического строения органических соединений А. М. Бутлерова» по химии для 10 класса

Задачи урока: 1. сформировать представления об основных положениях теории строения органических соединений А.М. Бутлерова 2. совершенствовать умения в мыслительной и исследовательской деятельности 3. способствовать развитию навыков самостоятельного поиска знаний, формированию и становлению коммуникативной культуры.

Урок по химии в 10 классе на тему Теории химического строения органических соединений А.М. Бутлерова»
Форма организации занятия: урок-исследование
Задачи урока:
образовательные: сформировать представления об основных положениях теории строения органических соединений А.М. Бутлерова
развивающие: совершенствовать умения в мыслительной и исследовательской деятельности
воспитательные: способствовать развитию навыков самостоятельного поиска знаний, формированию и становлению коммуникативной культуры.
Оборудование:пластилин, спички, компьютер, мультимедийный проектор, карточки с заданиями
Ход урока:
1. Организационный этап.
Ι. Начало урока
Тема нашего урока «Основные положения теории строения органических соединений А.М. Бутлерова».

Целепологание: Вопрос: Прочитайте внимательно тему урока и скажите известно ли вам что-нибудь по данной теме? (ответы обучающихся)

Давайте поставим для себя цель на урок, что бы вы хотели узнать по данной теме?(ответы обучающихся)
(Проблемная ситуация)
Представьте себе ситуацию: перед вами в беспорядке лежит множество деталей детского конструктора. Сможете вы построить из них какую-либо модель?

Предполагаемый ответ:Построить из них что-либо сразу довольно трудно.

Вопрос: Какие действия вам необходимо совершить, чтобы упростить задачу?

Предполагаемый ответ: Если распределить детали по цвету, форме, размеру, то можно легко создать модель.

Учитель: Подобная ситуация сложилась в середине ХΙХ столетия. В органической химии был накоплен огромный экспериментальный материал, представляющий собой хаотичное нагромождение различных фактов, требующих объяснения и систематизации.

Найдите в тексте § 2 (Г) Стр.14 Что по этому поводу написал немецкий химик Фридрих Вёлер в 1835 г

Зачитывают из учебника " ... органическая химия в настоящее время может кого хочешь свести с ума. Она представляется мне дремучим лесом, полным чудесных вещей, огромной чащей без выхода, без конца, куда не осмеливаешься проникнуть..."

Многие ученые не оставляли надежды навести порядок.

Вопрос: С какими же трудностями столкнулись учёные при создании своих теорий? Давайте их назовем. (Стр 13-14)

Учитель задает наводящие вопросы: 1. Сколько химических соединений было известно в то время (при ответе используйте табл 1 стр.13)

2. Какое явление ставило ученых 19 века в тупик?

Предполагаемый ответ:мало химических элементов, но много соединений; наличие изомеров, разная степень окисления углерода.

Разумное объяснение этих фактов должна была дать новая теория.

Вопрос: Существовали ли предпосылки для её возникновения? Для ответа на этот вопрос обратимся к учебнику стр.14-16.

Предполагаемый ответ: английский учёный Эдуард Франкланд ввёл понятие – валентность; немецкий ученый Фридрих Кекуле предположил, что атомы углерода в органических соединениях всегда образуют четыре связи, т.е. четырехвалентны, Август Купер отметил, что атомы углерода могут соединяться друг с другом и образовывать цепочки.

Учитель:Однако этим учёным не удалось подняться над установленными фактами и предложить научную теорию. Именно критический взгляд на господствовавшие в химии представления о многообразии органических веществ, позволил русскому учёному А.М. Бутлерову стать автором такой теории. Однако существуют данные о том, что он работал над ней не в одиночку, а с целой группой учёных.
ΙΙ. Исследовательский этап
Сегодня я предлагаю вам выступить в роли таких учёных-исследователей и самим попробовать создать теорию строения органических соединений. Создание теории – это поиск решения целого ряда проблем. Я предлагаю вам четыре основных. Каждая группа будет работать над своей собственной. Время вашей работы 15 минут. По истечении времени представитель от каждой группы доложит о результатах проведенных исследований. (Все задания предлагаются на карточках разного цвета)
Ι Группа.(желтые)
Задание 1. Рассчитайте степень окисления углерода в молекулах метана (СН₄),этана (С₂Н₆) и пропана (С₃Н₈).
Вопросы для обсуждения:
1. Какие значения степени окисления углерода у вас получились? (-4,-3,-8/3)
2. Какая должна быть степень окисления у углерода? (-4,0,+2,+4)
Задание 2: Используя набор для составления моделей молекул, составьте модели молекул метана, этана, пропана. Запишите структурные формулы этих веществ.
Вопросы для обсуждения:
1. Сколько связей у углерода в молекуле метана? а в молекулах этана,пропана? (четыре)
2. Как называется свойство атомов химических элементов,образовывать определенное количеств химических связей?(валентность)
3. Какова валентность углерода в этих соединениях? (углеродчетырехвалентен)
4. В каком порядке соединены атомы в молекулах? (атомысоединены последовательно)
Задание3: Для формулировки положения вставьте пропущенные слова в предложение.
1 положение:. . . в молекулах органических веществ . . . последовательно, согласно их . . . . Углерод в этих соединениях . . . .
ΙΙ Группа (красные)
Задание 1: Используя набор для составления моделей молекул, составьте модели молекул метана (СН₄), этана (С₂Н₆), пропана (С₃Н₈). Запишите структурные формулы этих веществ в тетрадь.
Вопросы для обсуждения:
1. Одинаков ли качественный состав предложенных вам веществ? (одинаков)
2. Одинаков ли количественный состав этих веществ?(неодинаков)
3. Существуют ли сходства в строении этих веществ? (существуют)
Задание 2: Сравните по таблице физические свойства метана, этана, пропана.

Физические свойства

Метан	Этан	Пропан
1. Агрегатное состояние 2. Цвет 3. Запах 4. Растворимость в воде 5. Температура плавления	газ без цвета без запаха плохо растворим - 182,6	газ без цвета без запаха плохо растворим - 183,3	газ без цвета без запаха плохо растворим - 187,1

Вопросы для обсуждения:
1. Имеются ли сходства в физических свойствах метана, этана, пропана? (сходства имеются)
2. Как называются вещества, имеющие сходное строение и свойства,но разный количественный состав? (гомологами)
Задание 3: Для формулировки положения вставьте пропущенные слова в предложение.
2 положение: . . . по строению органические вещества, имеют . . . свойства.
ΙΙΙ Группа (синие)
Задание 1: Используя набор для составления моделей молекул, постройте две молекулы состава С₂Н₆О так, чтобы соблюдался порядок соединения атомов. Запишите структурные формулы этих веществ в тетрадь.
Вопросы для обсуждения:
1. Одинаково ли строение у получившихся молекул? (строение разное)
2. Как называются вещества, имеющие одинаковый состав, но разное строение? (изомеры)
Задание 2: Вещества, которые у вас получились, называются диметиловый эфир и этиловый спирт. В таблицу по аналогии впишите известные вам физические свойства этилового спирта и сравните свойства двух веществ между собой.

Свойства веществ

Диметиловый эфир	Этиловый спирт
1. Физические свойства а) агрегатное состояние б) цвет в) запах г) растворимость в воде 2. Химические свойства	летучая жидкость без цвета приятный запах не растворяется в воде не взаимодействует с натрием	взаимодействует с натрием

Вопрос для обсуждения:
Отличаются ли свойства, предложенных сам веществ?(отличаются)
Задание 3: Для формулировки положения вставьте пропущенные слова в предложение.
3 положение: . . . веществ зависят не только от их состава, но и от . . . .
ΙV. Группа (зеленые)Задание 1: Используя набор для составления моделей молекул, постройте две молекулы этана (С₂Н₆), а затем у одной из молекул вставьте атом кислорода между атомами углерода и водорода. У вас получилась модель молекулы этилового спирта. Запишите структурные формулы этих веществ в тетрадь. Сравните значения
электротрицательности атомов, образующих молекулы, между собой.
Вопрос для обсуждения
У какого из атомов значение электроотрицательности больше? (у кислорода)
Задание 2: В таблицу со свойствами веществ допишите физические свойства этилового спирта и сравните свойства обоих веществ между собой.

Свойства веществ

Этан	Этиловый спирт
Физические свойства а) агрегатное состояние б) цвет в) запах г) растворимость в воде	газ без цвета без запаха плохо растворим в воде

Вопрос для обсуждения
Как вы думаете, повлиял ли атом кислорода на другие атомы? (повлиял)
Задание 3: Для формулировки положения вставьте пропущенные слова в предложение.
4 положение: . . . в молекулах органических соединений . . . друг на . . . , изменяя . . . веществ.
ΙΙΙ. Закрепление.
Давайте разберем результаты ваших исследований. Группы по очереди сообщают о результатах своих исследований. (Во время ответов карточки с заданиями групп отображаются на слайде презентации. Группа после ответа сразу оценивается учителем.
Запишите все положения теории в тетрадь.
Нам с вами удалось сформулировать теорию строения органических веществ, которая впервые была представлена молодым российским ученым А.М.Бутлеровым в 1861 году на съезде немецких естествоиспытателей и врачей в г. Шпейере. Это стало важным событием в органической химии, так как в то время ученые, умея определять качественный и количественный состав вещества, не имели представления о том, как атомы соединяются в молекулы, не пользовались привычными для нас формулами, а химические реакции описывали словами. Более того, некоторые учёные считали невозможным познание внутреннего строения молекул, так как не признавали реального существования атомов и молекул.
А.М.Бутлеров сам доказал справедливость своей теории, предсказав существование двух изомеров составаС₄Н₁₀ и синтезировав изобутан.
Итак, теория строения

объяснила неясности и противоречия в знаниях об органических веществах,

определила качественно новый подход к пониманию строения соединений,

открыла путь для синтеза новых органических соединений.

ΙV. Контроль.
Великий Гёте сказал: «Просто знать – мало, знания нужно уметь использовать». Поэтому я предлагаю вам, используя полученные знания выполнить несколько заданий. (карточки оранжевого цвета)
Задание 1: Составьте структурные формулы двух изомеров состава С₄Н₁₀, расположив их напротив друг друга.
Задание 2: Допишите к получившимся изомерам из задания 1 гомологи.
Задание 3: Выпишите: