Особенности изучения темы "Непредельные углеводороды" на уроках химии

Непредельные углеводороды не могут изучаться иначе, как путем постоянного сравнения по строению и свойствам с предельными углеводородами.

При изучении данного раздела в занятия включается ученический эксперимент. Это осуществляется как на индуктивном, так и дедуктивном пути познания в виде лабораторных опытов или же практических занятий. Первые опыты, иллюстрирующие свойства веществ, продемонстрирует учитель, чтобы учащиеся, воспринимая суть явлений, одновременно усваивали и технику их выполнения, в последующем подобные опыты они осуществляют самостоятельно при исследовании веществ.

Характерное строение соединений, как и в случае предельных углеводородов, выясняется на примере первого представителя гомологического ряда - этилена.

Этилен, его строение. Для ознакомления учащихся с этиленом его демонстрируют в газометре или стеклянных цилиндрах.

Опытное подтверждение наличия углеводорода и водорода в этилене необходимо в том случае, если подобный опыт не демонстрировали при изучении метана. Если же учащиеся знакомы с ним, следует спросить, как они предложили бы установить качественный состав газа экспериментально.

Молекулярная формула этилена может быть определена, как указано в учебнике или же исходя из процентного состава вещества, который в этом случае сообщает учитель (85,7% С и 14,3% Н).

Чтобы в более острой форме возникло перед учащимися противоречие между установленной молекулярной формулой и кажущейся валентностью элементов, следует предложить им самим выразить строение этилена структурной формулой. Наряду с формулой, отражающей двойную связь между атомами углерода (о чем учащиеся могли узнать из учебника), они предлагают формулы с двух- и трехвалентными атомами углерода. Если углерод считать четырехвалентным, то у него оказываются использованными не все валентности. Учащиеся знают, что такие вещества неустойчивы, этилен же наблюдается ими в газометре уже длительное время. Четырехвалентность углерода может сохраниться, очевидно, лишь в том случае, если углеродные атомы затратят на связь друг с другом по две единицы валентности. (Изображение в структурных формулах такой связи посредством двух черточек введено в химии Э. Эрленмейером.) В понятиях электронной теории это означает, что на установление двойной связи каждый атом углерода затрачивает по два электрона, в формуле это будет обозначаться, следовательно, четырьмя точками между символами элемента.

Такое толкование не может не вызвать противоречия у учащихся. Они знают о направлении электронных облаков атома углерода к вершинам тетраэдра при образовании химических связей. Чтобы могли образоваться две связи в одном и том же направлении, электронным облакам необходимо, очевидно, сильно отклониться от своего обычного направления, но уже на примере циклопропана и циклобутана учащимся известно, что это вызывает большие напряжения в молекуле. Кроме того, ранее говорилось, что могут совмещаться в одной области пространства только два электрона, а здесь их оказывается даже четыре.

Как же образуется двойная связь в молекуле этилена? Сначала обсуждают, как образуются обычные ковалентные связи атома углерода с тремя другими атомами. На соединение с ними каждый углеродный атом затрачивает три электрона, три электронных облака. Происходит sр2-гибридизация. Выясняют, почему угол между связями в данном случае равен 120°, составляют схему образования связей и высказывают суждение о плоском строении молекулы. Далее разъясняют образование второй связи путем бокового частичного перекрывания р-электронных облаков, не принимавших участия в гибридизации и сохранивших форму симметричных объемных восьмерок.

Поскольку электронные облака, имеющие форму восьмерки, перекрываются в двух местах (по одну и по другую сторону простой связи), учащиеся иногда склонны считать, что при этом образуются две дополнительные связи, а всего между атомами углерода устанавливаются три связи. Следует разъяснить, что хотя перекрывание осуществляется в двух местах, но взаимодействуют при этом два электрона, значит, образуется в данном случае одна дополнительная связь.

На рисунке показывают, что вторая связь между атомами углерода образуется в плоскости, перпендикулярной плоскости молекулы. Это будет понятней учащимся, если сначала обратить их внимание на то, что оси объемных восьмерок расположены перпендикулярно молекуле, в этой перпендикулярной плоскости происходит и перекрывание облаков.

Читайте также:

Определение понятия «одаренность». Формы проявления одаренности
В Российской педагогической энциклопедии говорится, что одаренность – это системно развивающееся в течение жизни качество психики, которое определяет возможность достижения человеком более высоких (необычных, незаурядных) результатов в одном или нескольких видах деятельности по сравнению с другими ...

Единый государственный экзамен как форма независимой оценки качества образования
мониторинг качество обучение экзамен На международном уровне внимание к проблеме развития независимой оценки качества обусловлено тем, что, согласно положениям Болонской декларации, европейские страны начали связывать взаимное признание документов об образовании с наличием систем независимой оценки ...

Учёт возрастных особенностей учащихся при подготовке к семейной жизни
Взаимоотношения с другими людьми важны и актуальны для человека любого возраста. Однако особо значимой представляется их роль для старшеклассников — юношей и девушек 14 - 17 лет, которые как раз в этом крайне сложном возрасте осваивают во взаимодействии со сверстниками сложный мир человеческих связ ...