ДИСТАНЦІЙНА РОБОТА 1 ТИЖДЕНЬ (19.10 - 23.10) для студентів груп 1 ЖУР, 1АТ

 

Методична розробка лекції

Тема:                      Алкіни. Бензен. Арени

Курс:                      1

Спеціальність:    всі спеціальності

ОКР:                      фаховий молодший бакалавр

Кількість годин: 2

Мета:                   навчальна: ознайомити студентів із складом, будовою та властивостями алкінів, бензену, аренів;

                               розвивальна: розвивати уявлення про ізомерію та ізомери; формувати вміння складати структурні формули алкінів, аренів та давати їм назву за систематичною номенклатурою; використовувати в мовленні хімічні терміни та поняття, критично ставитись до повідомлень хімічного змісту у медійному просторі; усвідомлювати причинно-наслідкові зв’язки у природі і її цілісність;

                              виховна: продовжити формування наукового світогляду, логічного мислення студентів.

Обладнання:      ПСХЕ, кулестрижневі моделі молекул, прилад для добування ацетилену, розчин калій перманганату.

Хід заняття

І. Організація групи

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

ІІІ. Вивчення нового матеріалу:

1.                     Склад і будова молекул

Вуглеводні, молекули яких мають відкритий карбоновий ланцюг з одним потрійним зв’язком , називають алкінами.

Найпростішим вуглеводнем з одним потрійним зв’язком є ацетилен або етин. Його хімічна формула – С₂Н₂. В молекулі етину між атомами Карбону та атомами Гідрогену утворюються два простих сигма - зв’язки  у кожного з двох атомів Карбону. Ці зв’язки утворюють електрони, що мають електронні хмари у формі несиметричної вісімки. Тому кут зв’язку становить 180⁰. Третій та четвертий зв’язки утворюються у перпендикулярних площинах при перекриванні р-електронів атомів Карбону, що мають форму об’ємної вісімки. Так утворюється пі- зв’язок. Отже, між атомами Карбону утворюється потрійний зв’язок: один сигма- зв’язок, два – пі- зв’язки.  

Етин є першим представником гомологічного ряду алкінів. Загальна формула алкінів – С_nH_{2n - 2}.

2.                     Назви алкінів

Систематичні назви алкінів складають, дотримуючись такої самої послідовності, як і для алкенів. Додатково враховують положення потрійного зв’язку  в молекулі. Головний карбоновий ланцюг обирають так, щоб він містив цей зв’язок. Атоми Карбону нумерують від того кінця ланцюга, до якого потрійний зв’язок ближчий.

Назву алкіну з нерозгалуженими  молекулами складають, додаючи суфікс – ін.(-ин) до кореня назви відповідного алкану з такою самою кількістю атомів Карбону в молекулі. Наприклад, алкін С₃Н₄ має назву пропін.

Положення потрійного зв’язку в молекулах алкінів, крім етину і пропіну, вказують у назві сполуки цифрою (найменшим номером відповідного атома Карбону) після кореня перед суфіксом –ін.(- ин), причому до і після цифри записується дефіс: бут-1-ін, пент-2-ин, тощо.

Вправа. Складіть структурну формулу молекули алкіну, назва якого – 4-етил-4-метилгекс-2-ін.

3.                     Ізомерія алкінів

Крім етину і пропіну, всі інші алкіни мають структурні ізомери. Ізомерні алікни можуть різнитися не лише будовою карбонового ланцюга, а й положенням потрійного зв’язку в ньому. Структурні ізомери алкінів різняться будовою карбонового ланцюга і положенням у ньому потрійного зв’язку.

Вправа 63 підручника.

4.                     Фізичні властивості алкінів

Алкіни за фізичними властивостями подібні до алканів. Етин, пропін і бут-1-ін за звичайних умов є газами, інші алкіни – рідини або тверді речовини. Газоподібні алкіни майже не мають запаху. Алкіни погано розчиняються у воді.

5.                     Хімічні властивості алкінів

Алкіни хімічно активні. Завдяки наявності потрійного зв’язку в молекулах ці вуглеводні вступають у реакції приєднання, окиснення, полімеризації.

Алкіни приєднують водень, галогени, галогеноводні, воду. 

Вправа. Складіть рівняння реакцій приєднання водню до пропіну. Реакції гідрування відбуваються в присутності  каталізатора  .

Алкіни реагують  із  галогенами.

 Алкіни, як і алкени, знебарвлюють бромну воду. Це одна з якісних реакцій на кратний зв’язок. Приєднання хлору до алкінів здійснюється  у розчиннику ССl₄ за наявності каталізатора.

Реакції з галогеноводнями. Взаємодія етину з хлороводнем відбувається за нагрівання при наявності каталізатора. Ця реакція має практичне значення, оскільки її продукт є сировиною для виробництва полівінілхлориду. Друга стадія відбувається без каталізатора.

 Реакції окиснення. Алкіни – горючі речовини. Часткове окиснення алкінів – взаємодія із розбавленим розчином калій перманганату. Це теж якісна реакція на кратний зв’язок.

6.                     Будова молекули бензену

Бензен С₆Н₆ (тривіальна назва бензол) було відкрито в 1825 році відомим англійським ученим Майклом Фарадеєм; він накопичувався у вигляді рідини в ємностях зі світильним газом, який використовували у вуличних ліхтарях.

В молекулі бензену утворюється три сигма-зв’язки із сусідніми атомами Карбону й атомом Гідрогену. Кут зв’язку становить 120⁰. Унаслідок перекривання шістьох орбіталей  р-електронів в перпендикулярній площині електронна густина рівномірно розподіляється по карбоновому циклу, зосереджуючись над і під його площиною. Отже, в молекулі бензену існує замкнена електронна система, утворена р-електронами, так звана пі-електронна система.

7.                     Фізичні властивості бензену

Бензен – безбарвна летка рідина зі своєрідним запахом, легша за воду. Сполука погано розчиняється у воді, але добре – в органічних розчинниках. Цей вуглеводень сам є розчинником. Він розчиняє йод, сірку, білий фосфор, жири та інші органічні речовини.

8.                     Хімічні властивості бензену

Бензен вступає в реакції заміщення, приєднання, окиснення.

Реакції заміщення з хлором, бромом відбувається при нагріванні в присутності каталізатора FeCl₃.

Реакції приєднання відбуваються при високій температурах і тиску при наявності нікелевого каталізатора – гідрування, при освітленні – реакції хлорування.

Реакція окиснення:       2С₆Н₆ + 15О₂ → 12СО₂ + 6Н₂О

9.                     Арени

Вуглеводні, у молекулах яких є одне чи кілька бензенових кілець, називаються аренами, або ароматичними вуглеводнями.

 

 

Домашнє завдання для студентів 1 курсу з теми  АЛКІНИ. БЕНЗЕН. АРЕНИ

Опрацюйте ⸹10, 11, письмово виконайте завдання 64, 66, 71, 77.

Завдання 64. Складіть структурні формули молекул: а)  гекс- 2-іну ; б) 3-метилпент-1-іну; в) 2,2-диметилгекс-3-іну.

Завдання 66. Складіть рівняння реакцій бут-1-іну з воднем і бромом, узятими у надлишку. Назвіть продукти реакцій.

Завдання 71. Знайдіть хімічну формулу алкіну: а) молярна маса якого

68 г/моль; б) у якому масова частка Карбону становить 88,2%; в) при спалюванні 0,1 моль якого утворюється 0,5 моль вуглекислого газу.

Завдання 77. Визначте масову частку Карбону в бензені і зіставте її з масовою часткою цього елемента в етині.