Transcript of Na j a ki e gr up y d zi e l i s i ę w ę gl o w o d o r y?
Wprowadzenie Przeczytaj Film samouczek Sprawd si Dla
nauczyciela
W chemii istnieje historyczny podzia na chemi nieorganiczn
i organiczn. Zwyko si mówi, e chemia organiczna jest „chemi
zwizków wgla”. Przy tym stwierdzeniu naley jednak pamita, e nie
wszystkie zwizki organiczne musz pochodzi z organizmów ywych,
i e to zdanie jest suszne tylko poza kilkoma wyjtkami, które
nie s zaklasyfikowane do tego dziau chemii, m.in. tlenki wgla,
wgliki, wglany oraz cyjanki.
Twoje cele
Podzielisz wglowodory na grupy ze wzgldu na wystpowanie wiza
wielokrotnych (krotno wiza). Podzielisz wglowodory na grupy ze
wzgldu na topologi acucha (ksztat acucha). Wymienisz nazwy grup
(rodzin) wchodzcych w skad wglowodorów wedle wskazanego
podziau. Poznasz wzory i nazwy wybranych przedstawicieli
poszczególnych grup wglowodorów.
Szkielet zwizków organicznych zbudowany jest z atomów wgla, które
poczone s ze sob lub z innymi pierwiastkami wizaniem kowalencyjnym.
Wglowodory s najprostszymi organicznymi zwizkami chemicznymi. ródo:
licencja: CC 0, dostpny w internecie: pinterest.com.
Na jakie grupy dzieli si wglowodory?
Przeczytaj
Wglowodory
Na wiecie znanych jest ju ponad 10 000 000 zwizków organicznych.
Najprostszymi z nich s wglowodory, których skad jakociowy jest
bardzo prosty. Czsteczki wglowodorów zbudowane s wycznie
z atomów wgla i wodoru. Dziki prostej budowie oraz dziki
temu, e atomy wgla cz si ze sob bezporednio, mog tworzy tysice
rónych zwizków. acuchy te mog by proste (bez rozgazie), rozgazione
lub mog zamyka si w piercienie. Istnieje wic wiele rónych grup
(rodzin) wglowodorów.
Pomidzy atomami wgla moe równie wystpowa krotno wizania. Pod tym
stwierdzeniem bdziemy rozumie wizania pojedyncze, podwójne,
potrójne, a nawet ich wielokrotno. Naley pamita, e
w wglowodorach wizania pojedyncze s wizaniem typu sigma,
natomiast wizania podwójne i potrójne s wizaniami typu sigma
i pi ( 1 sigma 1 pi, 1 sigma 2 pi).
Poniej przedstawiono kilkanacie rónych wzorów strukturalnych
wglowodorów.
wiczenie 1
Zastanów si, czym narysowane wzory si od siebie róni, a w czym s do
siebie podobne.
ródo: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Przyporzdkuj podane wglowodory do odpowiednich grup, przecigajc ich
nazwy w przypisane pola.
okten, cykloheksen, etyn, buta-1,3-dien, cykloheksa-1,3-dien,
cyklookten, cyklopropan, propyn, cyklopentan, oktyn, heksan,
benzen, cyklobutan, cyklopropen, eten, metan, buten, penta-1,2-
dien, dekan, antracen
alkany
alkeny
alkeny
cykloalkany
cykloalkeny
aromatyczne
Ciekawostka
Liczba opisanych dotd zwizków organicznych przekroczya ju 10 mln
i rocznie zwiksza si o ok. 100200 tysicy. Ta ich mnogo
wynika ze zdolnoci atomów wgla do tworzenia wiza zarówno midzy
wasnymi atomami, jak i atomami wikszoci innych pierwiastków
chemicznych. Prowadzi to do powstawania czsteczek o dowolnie
duej liczbie atomów, powizanych ze sob w acuchy i/lub
piercienie, rónice si midzy sob (w przypadku takiego samego skadu
ilociowego i jakociowego) dodatkowo kolejnoci wiza oraz
geometrycznym i/lub przestrzennym uoeniem atomów w czsteczce.
To powoduje, e mimo anachronizmu podziau na chemi organiczn
i nieorganiczn – nadal jest on stosowany.
Podzia wglowodorów
Wglowodory s zwizkami organicznymi, w których – jak wskazuje
nazwa – wystpuj atomy wgla i wodoru. Atomy wgla s
czterowartociowe i s wysycone atomami wodoru.
Wglowodory moemy podzieli w zalenoci od:
sposobu poczenia si ze sob atomów wgla (budowa szkieletu, topologi
acucha). Wówczas dzielimy je na acuchowe i piercieniowe.
Wglowodory acuchowe
nazywany równie alifatycznymi, a wglowodory piercieniowe
cyklicznymi. od typu i liczby wiza midzy atomami wgla
w czsteczce (krotno wiza), wród wglowodorów acuchowych
wyróniamy wglowodory nasycone (alkany) i nienasycone (alkeny
i alkiny). Za wród wglowodorów piercieniowych moemy wyróni
wglowodory cykloalifatyczne (np. cykloalkany, cykloalkeny) oraz
aromatyczne (piercieniowe z ukadem aromatycznym).
Podzia wglowodorów ródo: licencja: CC 0.
Wglowodory nasycone to te, które w swoich czsteczkach posiadaj
jedynie wizania pojedyncze.
Wglowodory nienasycone to z kolei te, które
w swoich czsteczkach posiadaj wizania wielokrotne.
Moe by jedno wizanie lub kilka.
Ciekawostka
Wglowodór platoski – kuban (C H ) ródo: domena publiczna.
Jednym z rodzajów s wielociany foremne, zwane inaczej bryami
platoskimi. Cieszyy si zainteresowaniem wielu mylicieli
i filozofów, w tym take Platona i jego ucznia
Teajtetosa. S to: tetraedr, heksaedr, oktaedr, dodekaedr,
ikosaedr.
Wanie w oparciu o te bryy próbowano syntetyzowa zwizki
chemiczne, których wierzchokami s rozmieszczone atomy wgla -
wglowodory platoskie. Stao si to moliwe m. in. z uwagi na
rozwój metod syntezy czsteczek organicznych, fizykochemicznych
metod badania struktury czsteczek, jak równie metod teoretycznych,
które pozwalaj na ocen moliwoci istnienia trwaych,
hipotetycznych
8 8
Sownik alkany, parafiny
(ac. parum affinis „mao powinowaty”) – nasycone zwizki
organiczne zbudowane z wgla i wodoru o wzorze
ogólnym C H posiadaj w swojej strukturze wycznie wizania
pojedyncze
alkeny, olefiny
nienasycone zwizki organiczne zbudowane z wgla i wodoru
o wzorze ogólnym C H , posiadaj w swojej strukturze
wizanie podwójne
alkiny, acetyleny
nienasycone zwizki organiczne zbudowane z wgla i wodoru
o wzorze ogólnym C H posiadaj w swojej strukturze wizanie
potrójne
krotno wizania
pojcie, które ma na celu okreli, czy wystpujce w czsteczce
zwizku chemicznego wizanie jest pojedyncze, podwójne czy
potrójne
wglowodory alifatyczne
wglowodory cykliczne
wglowodory aromatyczne
wielocian foremny
n 2n+2,
wglowodory, które posiadaj wizania pojedyncze; ich szkielet oparty
jest na niektórych wielocianach platoskich (tetraedr, heksaedr,
dodekaedr)
Bibliografia Atkins P., Jones L. Chemia ogólna. Czsteczki, materia,
reakcje, Warszawa 2004.
Mastalerz P., Podrcznik chemii organicznej, 1998.
McMurry J., Chemia organiczna, tom 12, Warszawa 2000.
Morrison R. T., Boyd R. N., Chemia organiczna, tom 12, Warszawa
1997.
Film samouczek
Polecenie 1
Czy wiesz, na jakie podgrupy dzielimy wglowodory nasycone i
nienasycone? Potrafisz je wymieni? Zapoznaj si z poniszym filmem i
rozwi ponisze wiczenia testowe.
Film dostpny na portalu epodreczniki.pl Film samouczek pt. „Na
jakie grupy dzielimy wglowodory?” ródo: GroMar Sp. z o.o.,
licencja: CC BY-SA 3.0.
Film nawizujcy do treci materiau
wiczenie 1
Zwizek o wzorze sumarycznym C H naley do szeregu
homologicznego:
alkenów alkanów cykloalkanów alkinów
Zwizek o wzorze sumarycznym C H moe nalee do szeregu
homologicznego:
alkinów lub alkanów alkinów lub alkenów alkinów lub cykloalkenów
alkanów lub cykloalkenów
wiczenie 3
3 4
Sprawd si
wiczenie 1
Podzia wglowodorów acuchowych ródo: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC
BY-SA 3.0.
wiczenie 2
Podzia wglowodorów cyklicznych ródo: GroMar Sp. z o.o., licencja:
CC BY-SA 3.0.
wiczenie 3
Podzia wglowodorów ze wzgldu na grupy ródo: GroMar Sp. z o.o.,
licencja: CC BY-SA 3.0.
wiczenie 4
alkany
alkeny
alkiny
areny
wiczenie 5
Z podanych grup zwizków wybierz te, które nale do wglowodorów
nienasyconych.
Cykloalkadieny Acetyleny Parafiny Alkiny Olefiy Alkany Cykloalkany
Alkeny
wiczenie 6
Stwierdzenie Prawda Fasz
podwójne.
Oblicz zawarto procentow (% masowy) pierwiastków w oktenie
(okt-1-en). Do jakiej grupy naley? Uyj wszystkich moliwych
okrele.
mC8H16............u
Odpowied zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjcie, a
nastpnie umie je w wyznaczonym polu.
wiczenie 8
Pewien wglowodór uleg spaleniu cakowitemu. W wyniku tego procesu
powstay trzy czsteczki gazu, które powoduj zmtnienie wody
wapiennej, oraz dwie czsteczki wody.
A. Napisz równanie reakcji spalania cakowitego tego wglowodoru.
Równanie reakcji zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjcie, a
nastpnie umie je w wyznaczonym polu.
B. Do jakiej grupy wglowodorów naley?
C. Jakie rodzaje i liczb wiza posiada ten wglowodór?
D. Jakie rodzaje i liczb wiza posiada ten wglowodór pomidzy atomami
wgla?
Uzupenij
Uzupenij
Uzupenij
Przedmiot: chemia
Grupa docelowa: III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres
podstawowy i rozszerzony; uczniowie III etapu edukacyjnego –
ksztacenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym
Podstawa programowa:
Zakres podstawowy
1) podaje nazwy systematyczne wglowodorów (alkanu, alkenu
i alkinu – do 10 atomów wgla w czsteczce – oraz
wglowodorów aromatycznych: benzenu, toluenu, ksylenów) na podstawie
wzorów strukturalnych lub póstrukturalnych (grupowych); rysuje
wzory wglowodorów na podstawie ich nazw.
Zakres rozszerzony
Ksztatowane kompetencje kluczowe:
Cele operacyjne:
dokonuje podziau wglowodorów na grupy ze wzgldu na wystpowanie wiza
wielokrotnych (krotno wiza); dokonuje podziau wglowodorów na grupy
ze wzgldu na topologi acucha (ksztat acucha); wymienia nazwy grup
(rodzin) wchodzcych w skad wglowodorów wedle wskazanego
podziau; pisze, modeluje wzory i podaje nazwy wybranych
przedstawicieli poszczególnych grup wglowodorów.
Strategie nauczania:
Formy pracy:
praca indywidualna; praca w parach; praca w grupach;
praca caego zespou klasowego.
rodki dydaktyczne:
Przebieg zaj
A. Przed lekcj
Przed lekcj zadaniem uczniów jest zapozna si z sylwetk
Friedricha Wöhlera i odpowiedzie na pytanie: Jaki jest jego
wkad w rozwój chemii.
B. Podczas lekcji
Faza wstpna:
1. Nauczyciel korzysta z wstpu emateriau oraz dodatkowo
poszerza go o dyskusj z uczniami na temat Friedricha
Wöhlera oraz hasa “Vis Vitalis”.
2. Rozpoznawanie wiedzy wyjciowej uczniów. Burza mózgów do
postawionych pyta: co to s oleiny? Do jakiej grupy zwizków
chemicznych zaliczymy propan?
3. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zaj
i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji.
Faza realizacyjna:
1. Nauczyciel inicjuje dyskusj do pojcia kombinatoryka oraz poleca
uczniom zastanowi si i spróbowa narysowa w zeszytach
zwizek chemiczny, który posiada okrelon liczb atomów wgla (do
decyzji nauczyciela z uwagi na poziom grupy lub poszczególnych
uczniów) oraz dowoln ilo atomów wodoru.
2. Nauczyciel kontroluje wyniki prac uczniów i koryguje
ewentualne niecisoci. 3. Praca w parach z programem typu
Chemsketch, wedug wytycznych (patrz materia
pomocniczy). 4. Uczniowie metod niegowej kuli porównuj swoje
rysunki z rysunkami innych kolegów
i koleanek oraz zastanawiaj si na jakie grupy (rodziny) moemy
podzieli wglowodory
5. Nauczyciel poleca poszukanie w emateriale informacji na
temat podziau wglowodorów, a nastpnie narysowanie trzech
przykadów wzorów strukturalnych wybranych przedstawicieli
wglowodorów i zaklasyfikowanie rysunków najbliszego
ucznia/uczennicy do odpoiedniej rodziny - praca
w parach.
6. Uczniowie konstruuj swoj wiedz w oparciu o zasoby
internetowe oraz emateria. 7. Uczniowie samodzielnie sprawdzaj
zdobyt wiedz, wykonujc wiczenia zaczone do
emateriau – sprawd si.
1. Nauczyciel sprawdza wiedz uczniów. Przykadowe pytania skierowane
do uczniów: do jakich rodzin naley okten, cyklobutan, toluen? Podaj
trzy przykady wglowodorów ze wzgldu na ksztat acucha.
2. Jako podsumowanie lekcji nauczyciel moe wykorzysta zdania do
uzupenienia:
Co byo dla mnie atwe... Czego si nauczyam/nauczyem... Co sprawiao
mi trudno...
Praca domowa:
Uczniowie wykonuj pozostae wiczenia zaczone do emateriau – sprawd
si.
Wskazówki metodyczne opisujce róne zastosowania multimedium:
Medium mona zastosowa podczas omawiania kadego z tematów
dotyczcych poszczególnych grup wglowodorów lub podczas lekcji
powtórzeniowej.
Materiay pomocnicze:
Do jakich rodzin naley okten, cyklobutan, toluen? Podaj trzy
przykady wglowodorów ze wzgldu na ksztat acucha.
2. Instrukcja do pracy z programem typu Chemsketch:
Za pomoc programu komputerowego typu ChemSketch zbuduj modele
czsteczek rónych wglowodorów, sprawd ich systematyczne nazwy,
zastanów si, w czym te modele s podobne, a w czym si
róni. W przypadku trudnoci w obsudze programu skorzystaj
z samouczka dostpnego w zasobach Internetu.
Wykonaj nastpujce operacje: