Явище ізомерії

Урок № 2

Тема: Явище ізомерії

Мета: Пояснити учням явище ізомерії; ознайомити з міжнародною номенклатурою назв органічних сполук;розвивати вміння складати структурні формули за назвами речовин і давати назви речовинам у відповідності до їх структурних формул;

           виховувати уважність

Обладнання й матеріали: Набори для виготовлення моделей органічних речовин, демонстраційний матеріал з формулами органічних сполук, моделі молекул метану, етану

Базові поняття і терміни: Ізомерія, ізомери, структурні формули, номенклатура UIPAK, замісники

Тип уроку Комбінований

ХІД УРОКУ

І. Організаційний момент

ІІ. Перевірка домашнього завдання

ІІІ. Актуалізація опорних знань

Бесіда

1.     Назвіть основні положення теорії хімічної будови                       О.М. Бутлерова.

2.     Як слід розуміти послідовність сполучення атомів у молекулі?

3.     Назвіть приклади, які характеризують взаємний вплив атомів у молекулі.

4.     Яка формула дає більше інформації про молекулу органічної речовини – молекулярна чи структурна? Відповідь поясніть.

ІV. Вивчення нового матеріалу

1.  Явище ізомерії

Розповідь учителя

Префікс ізо- означає «однаковий». Ізомери мають однаковий склад, але різну будову.

Ізомерія – це явище, при якому речовини однакового складу мають різну просторову будову і, відповідно, властивості.

Розберемо це явище на прикладах. Перший представник алканів – метан (СН₄). Структурна формула:

 ‌‌Виходячи  з валентності Карбону і Гідрогену, атоми у цій молекулі не можуть бути розташовані по іншому, тобто ізомерів у метану немає.

Розглянемо етан:

Як би ми не повертали молекулу, нового розташування атомів у молекулі не виходить. Просто повертаючи модель молекули у просторі, не можна домогтися різної будови.

Розглянемо пропан. Розглядається таке явище, як вигини ланцюга. Ординарні зв’язки забезпечують вільне обертання атомів Карбону один відносно одного:

СН₃ – СН₂ – СН₃       СН₃ – СН₂

                                               ‌

                                               СН₃

Згинаючи карбоновий ланцюг, нічого нового не одержимо (можна провести аналогію з намистом)

Розглянемо будову бутану.

Робота з електронним підручником «Органічна хімія» § 3

2.  Назви ізомерів

Щоб дати назву ізомеру треба:

-  Виділити ланцюг з найбільшою кількістю атомів Карбону – головний ланцюг, порахувати в ньому кількість атомів Карбону; відповідна назва вуглеводню буде основою назви ізомеру;

-  Визначити, до якого за рахунком атома Карбону прикріплений замісник. Це значення буде записане цифрою на початку назви;

-  Визначити назву замісника за числом атома Карбону в ньому.

Наприклад:

головний ланцюг

                                                                                       замісник

В головному ланцюгу чотири атоми Карбону, отже, кінець назви – бутан. До другого атома Карбону прикріплений замісник (в ньому один атом Карбону), таким чином, назва цієї сполуки –

2-метилбутан.

Нумерацію атомів Карбону потрібно починати з того кінця, до якого ближче розгалуження.

Головний ланцюг не обов’язково прямий, можливий вигин головного ланцюга.

Замісник не може бути прикріплений до кінця ланцюга, це буде тільки загин ланцюга.

3.  Складання структурних формул речовин за їхніми назвами

Розповідь учителя

Складемо структурну формулу речовини з назвою 2,3-диметилпентан. Закінчення назви – пентан, отже, в головному ланцюгу 5 атомів Карбону:

С – С – С – С – С

Частка ди вказує, що в молекулі є два замісники (в даному випадку це метил СН₃) біля другого і третього атомів Карбону. Структурна формула:

СН₃ – СН – СН – СН₂ – СН₃

           ‌‌‌׀         ׀

           СН₃   СН₃

V. Закріплення і узагальнення знань

Бесіда

1.     Дайте визначення ізомерів.

2.     У чому полягає причина ізомерії?

Завдання

1.     Скласти формули речовин: 2,2-диметилбутан, 3,3,4-триметилгексан, 3-етил-2-метил-4-пропілгептан.

2.     Гра «Атракціон». Пропонується молекулярна формула речовини складу С₇Н₁₆. Переможе той, хто складе найбільшу кількість структурних формул цієї речовини та дасть їм назви за сучасною номенклатурою.

VІ. Домашнє завдання

§ 1(с. 5-6)

Завдання:

1.     Напишіть структурні формули 2,4,4-триметилгексану, 2,2-диметилпропану, 2,2,3-триметилпентану (початковий та середній рівень);

2.     Складіть структурні формули всіх ізомерів складу С₆Н₁₄. Назвіть ізомери.

VІІ. Підсумок уроку

Теорія як вища форма наукових знань. Теорія хімічної будови органічних сполук О.М. Бутлерова

Урок №1

Тема: Теорія як вища форма наукових знань. Теорія хімічної будови органічних сполук О.М. Бутлерова

Мета: Розширити і поглибити знання учнів про взаємозв’язок між будовою речовин та їх властивостями; ознайомити з основними положеннями теорії хімічної будови органічних сполук О.М. Бутлерова;розвивати вміння визначати наукове і практичне значення теорії хімічної будови;виховувати спостережливість, уважність

Обладнання і матеріали: Електронний підручник «Органічна хімія»

Базові поняття і терміни: Ізомерія, ізомери, валентність, ковалентні зв’язки, фізичні властивості речовин

Тип уроку: Комбінований

ХІД УРОКУ

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація опорних знань

Бесіда

1.     Який ступінь окиснення виявляє Карбон в етані (С₂Н₆), в бутані (С₄Н₁₀), в бензені (С₆Н₆)? Відповідь поясніть.

2.     Що таке хімічна будова?

3.     Порівняйте властивості таких сполук Гідрогену, як: HCl, H₂O, NH₃. Чи однакові вони за властивостями? Чому?

4.     Що показує молекулярна формула речовини? Скільки формул відповідає кожній речовині?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

1.    Теорія як вища форма наукових знань. Передумови і створення теорії хімічної будови.

Робота з електронним підручником «Органічна хімія» § 2

2.    Теорія Бутлерова. Залежність властивостей речовин від їх будови.

Розповідь учителя

Основні положення теорії хімічної будови органічних речовин

О. Бутлерова полягають у такому.

1. Атоми в молекулах з'єднані між собою у певному порядку хіміч­ними зв'язками відповідно до їх валентності; Карбон у всіх органіч­них сполуках чотиривалентний.

2. Властивості речовини визначаються не тільки її якісним скла­дом, але і її будовою.

3. Атоми й групи атомів, що утворили молекулу, взаємно вплива­ють один на одного, від чого залежить реакційна здатність молекули.

Зараз можна доповнити формулювання ще одним пунктом:

4. Будова молекули може бути визначена на підставі вивчення її хімічних властивостей.

Хімічна будова і вплив, який чинять атоми один на одного,— центральне поняття теорії О. М. Бутлерова, тому що хімічна будова обумовлює хімічні властивості сполук.

Важливим наслідком теорії хімічної будови є висновок про те, що кожна органічна сполука повинна мати одну хімічну формулу, яка відбиває її будову. Цей висновок теоретично обґрунтовує явище ізо­мерії — існування речовин з однаковим молекулярним складом, але різною будовою і різними властивостями.

Існування ізомерів вимагало використання не тільки молекуляр­них брутто-формул, але й структурних формул, які відбивають по­рядок зв'язку атомів у молекулі кожного ізомеру.

Значення теорії О. Бутлерова важко переоцінити. Вона лежить в основі розуміння хімічних процесів, властивостей речовин, конст­руювання речовин із заздалегідь визначеними властивостями.

ІV. Закріплення і узагальнення знань

Завдання

1.     Сформулюйте основні положення теорії О.М. Бутлерова.

2.     Наведіть приклади, що підтверджують цю теорію.

3.     Напишіть структурні формули речовини складу С₄Н₉Сl.

V. Домашнє завдання

§ 1 № 1,2,3,4 (початковий рівень); 5 (середній рівень); 6 (достатній та високий рівень) с. 9-10

VІ. Підсумок уроку

Органічні сполуки і здоров’я людини

Тема. Органічні сполуки і здоров’я людини.

 Мета: формуватипоняття про зв’язок органічних сполук і здоров’я людини; дати поняття про жири, білки і вуглеводи як компоненти їжі, їх роль в організмі людини.

 Обладнання: роздавальний матеріал, мультимедійний проектор, ноутбук.

 Тип уроку: вступне повторення, вивчення нового матеріалу.

 Форми роботи: проектні роботи, прийоми «Мозковий штурм», «Мікрофон».

Хід уроку

І. Організація класу

ІІ. Оголошення теми й мети уроку

ІІІ. Актуалізація опорних знань

Прийом «Мозковий штурм»

Ø      Які сполуки належать до органічних?

Ø      Які органічні сполуки життєво необхідні організму людини?

Ø      Що таке жири?

Ø      Що таке білки?

Ø      Що таке вуглеводи?

Ø      Що ви знаєте про білки, жири, вуглеводи та вітаміни з курсу біології та хімії?

IV. Доповіді учнів

У 9 класі ви вже ознайомилися з такими класами органічних сполук, як білки, жири і вуглеводи. Для повторення матеріалу ви підготували доповіді та презентації з цих питань. Доповіді: «Жири», «Білки», «Вуглеводи». Кожна доповідь займає 3-5 хвилин.

V. Мотивація навчальної діяльності

Органічні сполуки здатні до складних і різноманітних перетворень і відіграють основну роль у побудові та життєдіяльності рослинних і тваринних організмів.

Найважливішу роль серед них для організму людини відіграють білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти та вітаміни.

Проблема: Яка роль в організмі жирів, білків і вуглеводів як компонентів їжі? Як це пов’язано зі здоров’ям людини?

VI. Вивчення нового матеріалу

Для нормальної життєдіяльності організму людини й доброго засвоєння їжі людський організм має одержувати всі поживні речовини в певних співвідношеннях.

Наприклад, нормальне співвідношення білків, жирів і вуглеводів має бути 1:1,1:4,1 для молодих чоловіків і жінок, зайнятих розумовою працею, і 1:1,3:5 для тих самих людей, якщо вони зайняті важкою фізичною працею. Ці речовини не мають однакової поживної цінності, і кожна з них відіграє важливу роль для організму.

Білки належать до життєво необхідних речовин, без яких неможливе життя, ріст і розвиток організму. Вони є найважливішими компонентами харчування, що забезпечують пластичні та енергетичні потреби організму. Харчова й біологічна цінність білків визначається збалансованістю амінокислот, що входять до їх складу.

Різноманітне харчування – найправильніший шлях постачання організму повноцінних білків. Найбільшу біологічну цінність мають білки тваринного походження.

Теплова обробка прискорює перетравлювання білків. Тривале розварювання, подрібнення, протирання продуктів поліпшує перетравлювання і засвоювання білків, особливо рослинних. Проте надмірне нагрівання може негативно вплинути на амінокислоти, з яких складаються білки.

Потреба в білках для дорослої людини становить у середньому 85 – 90 г на день. Добова потреба в білках залежить від віку людини, її фізіологічного стану, виду й умов праці. У разі фізичного навантаження потреба в них збільшується і становить 160 г. Надлишковий вміст білків у харчовому раціоні може призвести до порушення білкового обміну. Нестача білкової їжі викликає глибокі дегенеративні зміни в організмі. Поживна цінність білків залежить також і від його засвоюваності, тобто перетравлювання в шлунково-кишковому тракті. У підвищеній кількості білка організм має потребу в разі виснаження, пов’язаного з голодуванням, у період одужання після гострих інфекційних захворювань, у разі хронічних інфекцій(туберкульоз, гнійні інфекцї), недокрів’я.

Роль жирів у харчуванні визначається їх високою калорійністю й участю в процесах обміну. Жири забезпечують у середньому 33% добової енергоцінності раціону. Із жирами до організму надходять необхідні для життєдіяльності речовини: вітаміни А,D, Е, незамінні жирні кислоти, лецитин. Жири забезпечують усмоктування з кишечнику ряду мінеральних речовин та жиророзчинних вітамінів. Вони поліпшують смак їжі й викликають відчуття ситості. Жири в організмі можуть утворюватися з вуглеводів і білків, але повною мірою ними не заміняються.

Слід пам’ятати, що жири легко окиснюються на повітрі, під час зберігання на світлі і у теплі, а також у процесі теплової обробки, особливо смаження. У несвіжих і перегрітих жирах руйнуються вітаміни, зменшується вміст незамінних жирних кислот і накопичуються шкідливі речовини, що спричиняють подразнення шлунково-кишкового тракту, нирок, порушення обміну речовин. Надмірна кількість жирів у їжі погіршує засвоєння білків, кальцію, магнію, підвищує потребу у вітамінах, що забезпечують жировий обмін. У середньому добова потреба в жирах становить 80 – 100 г, з яких 30 % мають забезпечуватися рослинними жирами. Вживання надлишкової кількості жирів може призвести до порушення жирового обміну – ожиріння. Значне зменшення вживання жирів у раціоні протягом тривалого часу може призвести до виснаження.

Вуглеводи є основною частиною харчового раціону. Фізіологічне значення вуглеводів, в основному, обумовлене їх енергетичними властивостями. Вони є головним джерелом енергії організму. У разі всіх видів фізичної праці спостерігається підвищена потреба у вуглеводах. З їжею надходять прості й складні, легкозасвоювані й незасвоювані вуглеводи. Основними простими вуглеводами є глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза й мальтоза. Складні вуглеводи – крохмаль, глікоген, клітковина, пектин. Потреба у вуглеводах становить 350 – 500 г на добу.

Надмірне споживання вуглеводів – поширена причина порушення обміну речовин, що спричиняє розвиток ряду захворювань. У разі раціонального харчування до 30 % вуглеводів їжі здатні переходити в жири. У разі надмірної  кількості вуглеводів, особливо легкозасвоюваних, цей відсоток вищий.

Вуглеводи містяться головним чином у продуктах рослинного походження. Прості вуглеводи, а також крохмаль і глікоген засвоюються добре. Джерелами глюкози та фруктози є фрукти, ягоди й деякі овочі(наприклад, капуста, морква, огірки, помідори). Глюкоза та фруктоза засвоюються найшвидше і є джерелом енергії для організму й утворення глікогену – резервного вуглеводу в печінці та м’язах. Основним джерелом сахарози є цукор, кондитерські вироби, варення, морозиво, солодкі напої, а також деякі овочі та фрукти. Лактоза міститься в молочних продуктах. Мальтоза – це проміжний продукт розщеплення крохмалю травними ферментами. У вільному стані мальтоза міститься в меду, екстракті із солоду(мальтозній патоці), солодкому молоці, пиві.

Крохмаль становить близбко 80 % від усіх вуглеводів у харчуванні людини. Високим вмістом крохмалю значною мірою зумовлюється харчова цінність зернових продуктів, бобових та картоплі. Кохмаль у натуральному вигляді, наприклад у киселях, засвоюється дуже швидко. Утруднює засвоєння крохмалю підсмаження круп. У харчових продуктах, крім печінки, дуже мало глікогену – вуглеводу тваринних тканин. Споживання як джерела вуглеводів багатих на крохмаль продуктів, а також овочів і фруктів корисніше, ніж споживання такого рафінованого(очищеного) вуглеводу, як цукор, і продуктів, що містять його. З першою гркпою продуктів надходять не тільки вуглеводи, а й вітаміни групи В, мінеральні речовини, клітковина, пектини, а цукор являє собою чисту сахарозу без інших поживних речовин.

До незасвоюваних вуглеводів належать клітковина(целюлоза), що утворює оболонки рослинних клітин, та пектини, які зв’язують ці клітини між собою. Ці «баластні речовини» дуже важливі в харчуванні, вони стимулюють рухову діяльність кишечнику, виділення жовчі, створюють відчуття ситості, сприяютьвиведенню з організму холестерину. Протирання і варіння продуктів зменшують дію клітковини. Джерелами клітковини та пектину є овочі, фрукти, бобові, крупи.

VII. Підсумок уроку

Прийом «Мікрофон»

Яку нову інформацію ви сьогодні засвоїли?

VIII. Домашнє завдання