Prezentácia alkánov. Prezentácia na tému "chemické vlastnosti a aplikácie alkánov" Iónové reakcie alkánov

Zvažuje možnosť reakcií alkánov, sprevádzaných elimináciou časti molekuly. Ako sa nazývajú tieto reakcie?

Pri zahriatí na teploty nad 500° sa väzby medzi atómami uhlíka v molekulách alkánov prerušia. A môžu vznikať uhľovodíky s nižšou molárnou hmotnosťou. Nielen alkány, ale aj alkény. Tento proces sa nazýva tepelné krakovanie (z anglického tocrack - „sekať, štiepiť“).

C10H22---------C5H12+C5H10

C10H22---------C4H10+C6H12

V dôsledku krakovania vzniká zmes alkánov a alkénov s menším počtom atómov uhlíka v molekulách ako pôvodný uhľovodík. Čím vyššia je teplota krakovania, tým ľahšie uhľovodíky vznikajú.

V súčasnosti sa krakovanie v priemysle najčastejšie uskutočňuje pomocou katalyzátorov. Ako katalyzátory sa zvyčajne používajú hlinitokremičitany.

Katalytické krakovanie prebieha pri nižších teplotách ako tepelné krakovanie a dochádza nielen k jednoduchému štiepeniu uhľovodíkov, ale aj k preskupeniu ich uhlíkovej kostry či izomerizácii. V dôsledku toho vznikajú uhľovodíky s viac rozvetvenou kostrou ako tie pôvodné.

(katalytické krakovanie - schéma)

To je dôležité pre zlepšenie kvality paliva. Katalytické krakovanie ropných uhľovodíkov je jednou z priemyselných metód na zvýšenie oktánového čísla benzínu. Zvýšením teploty je možné dosiahnuť úroveň reakcie, pri ktorej sa organické látky - uhľovodíky - úplne rozložia na uhlík a vodík. Tento proces sa nazýva pyrolýza.

Keď zahriaty alkán prechádza cez platinový alebo niklový katalyzátor, vodík sa môže eliminovať. Tento proces sa nazýva dehydrogenácia.

V dôsledku tejto reakcie sa získajú nenasýtené uhľovodíky - alkény. Existuje ďalší dôležitý proces, pri ktorom sa alkány obsahujúce viac ako 6 atómov uhlíka zahrievajú nad komplexným katalyzátorom. Tento katalyzátor zvyčajne pozostáva z hlinitokremičitanov s prídavkom platiny. V dôsledku toho dochádza k odštiepeniu vodíka a vzniku aromatických uhľovodíkov – arénov. Tento proces sa nazýva reformácia

Ten sa podobne ako krakovanie používa v priemysle na výrobu benzínu s vysokým oktánovým číslom.

Dochádza aj k priemyselne dôležitej reakcii alkánov – konverzia.

CH4+H2O CO+3H2

Toto je názov pre interakciu alkánov, z ktorých sa najčastejšie používa zemný plyn a vodná para. Pri vysokej teplote okolo 1000 vzniká zmes oxidu uhoľnatého – oxidu uhoľnatého a vodíka. Táto zmes sa nazýva syntézny plyn. Často sa neoddeľuje, ale používa sa na získanie rôznych organických látok.

Chemické vlastnosti
alkány
Parafíny - parum affinitas (lat.) – bez afinity.
A
A
B
B
A+ + B A- + B+
A+B
heterolytický
odpojenie
homolytikum
odpojenie

Aký typ narušenia komunikácie je typický?
pre alkány?
CH3- + H+
H3C H
369 kcal/mol
CH3+H
102 kcal/mol
CH3+ + H-
312 kcal/mol
energie
disociácia
komunikácie
Záver:
Homolytické štiepenie väzby
prospešnejšie pre alkány

1.Halogenácia
(Dumasova reakcia na metalepiu, 1828)
hν
CH4 + Cl2
CH3CI + HCl
hrubá reakcia
ide len za svetla!
Cl
Cl 58 kcal/mol
Cl
Cl
C
Cl+ + Cl- 270 kcal/mol
H 102 kcal/mol
hν ~ 70 kcal/mol

1 kvantum svetla blízke hν spôsobí homolýzu molekuly Cl2
Chloračná reakcia prebieha ako reťazová reakcia
radikálna nerozvetvená reakcia.
Pri 1 hν ~ 10 000 cyklov
3 etapy
1. Spustenie okruhu
ClCl hv2Cl
2. Rozvoj reťazca
CH3 + HCl
CH4+Cl
CH3 + Cl2
CH3CI + Cl
CH2CI + Cl2
CH3CI + Cl
CH2CI + HCl
CH2CI2 + Cl... CHCI3, CCI4
Reťazec pokračuje, pokiaľ existujú aktívne radikály

3. Ukončenie reťazca (smrť aktívnych radikálov)
Cl
+CH3
CH3 + CH3
2Cl
CH3CI
H3C CH3
rekombinácia
dimerizácia
Cl2
Pridanie stabilných radikálov:
CH3 + H2C
H2
H3C C

Bromácia alkánov prebieha podobne, ale
pomalšie a selektívnejšie: radikál brómu prednostne abstrahuje atóm vodíka zo sekundárneho resp
terciárny atóm uhlíka
BR 2
hν
2Br
H3C
H2
C CH 3
H3C
H
C
CH3
H3C
Br2
H
C
CH3 + HBr
H
H3C C CH3 + Br
atď.
Br
Jodácia nie je možná, pretože reakcia
úplne endotermický a vyžaduje vysokú energiu
aktivácia. Je možná jodačná reakcia
len pri teplote okolo 4500C.

Fluoridácia je extrémne exotermický proces,
dochádza k výraznému zuhoľnateniu. Ak sa vezme alkán
odlišný od metánu, potom sa pri tomto procese prerušia väzby C-C.
Ako prípravná metóda na získanie fluoridov
fluoridácia elementárnym fluórom sa nepoužíva.
Nitračná reakcia
Nitračnú reakciu najskôr vykonal Rus
chemik M.I. Konovalov v roku 1893. Fajčenie
kyselina dusičná spôsobuje zápal
organické látky, t.j. intenzívny proces
oxidácia. Konovalov užil zriedenú kyselinu:
CH
HNO3 (11 - 14 %)
0
150 C, uzavretá tuba
CNO2

Mechanizmus reakcie nie je úplne jasný. Jednoznačne
zistilo sa, že je radikálny a aktívny
častica je NO2. V súčasnosti
Prijíma sa nasledujúci mechanizmus tejto reakcie:
HN03 + CH4
HNO3 + HNO2
N02 + CH4
2HN02
NO + 2HN03
NO2 + CH3
CH3NO2 + H2O
2NO2 + H2O
HNO2 + CH3
NO2 + NO + H2O
3NO2 + H2O
CH3NO2
V koncentrovanej kyseline dusičnej je zdrojom radikálu NO2
môže dôjsť aj k rozkladu molekuly HNO3:
HNO3
N02+OH
2HN03
N02 + N03 + H2O

Sulfochloračná reakcia. Pre
je dôležité pochopiť mechanizmus tejto reakcie
vedieť, že v molekule SO2 je atóm síry
existuje osamelý pár elektrónov:
Iniciácia reťaze:
hν
2Cl
ClCl
S
O
Vývoj reťazca:
CH4+Cl
CH3+S
O
O
H3C S + Cl2
O
HCl + CH3
O
H3C S
O
O
metylsulfoxid
O
O
H3C S Cl + Cl
O
metylsulfochlorid

O
O
H3C SCl + NaOH
O
H3C S ONa
O
Mersoláty – syntetické detergenty
Preferenčná interakcia alkylového radikálu s
oxid siričitý, čo vedie k sulfochlorácii, a nie s
molekula chlóru (ktorá by mala poskytnúť produkt
chlórovanie) je zabezpečené tým, že
SO2 je zámerne prijímaný vo veľmi veľkom nadbytku
Do tejto reakcie sa zavádzajú alkány s dlhým reťazcom.
(počet atómov uhlíka – desať alebo viac).

Oxidačné reakcie. Oxidačné činidlá, dokonca aj také silné ako
chrómová zmes, manganistan draselný alebo silný
anorganické kyseliny pri bežných teplotách nie
pôsobiť na nasýtené uhľovodíky.
Oxidácia plameňom vedie k úplnému spáleniu všetkých
alkánov na CO2 a H2O. Táto reakcia je široko používaná
na energetiku, ale nie na chemické účely. Oxidácia
začína už pri teplotách pred zapálením podľa typu
rozvetvené reťazové reakcie: CH4 + 2O2
CO2 + 2H20
RH+O2
R + HOO
R+O2
ROO
OH+O
ROO+RH
ROOH+R
ROO+R
ROOR

V prvej fáze oxidácie uhľovodíkov sa RH používa ako
nízka udržateľnosť
medziprodukt
Produkty
sa tvoria
hydroperoxidy ROOH, ktoré sa rozkladajú za vzniku aldehydov,
ketóny, alkoholy, kyseliny, ako aj radikály s krátkou životnosťou R.
Takto vyzerá horiaci benzín v motore auta.
V spaľovacom motore, keď sa zmes pár stlačí s
vzduch, normálne uhľovodíky tvoria peroxidy,
spôsobujúce predčasné zapálenie bez účasti
zapaľovacia sviečka, ktorá vytvára iskru len v momente najväčšej
stláčanie zmesi plynov piestom. Tento jav sa nazýva -
detonáciu a spôsobí škodu, pretože podporuje opotrebovanie
motora a neumožňuje plné využitie jeho výkonu.
Rozvetvené parafíny túto nevýhodu nemajú. (Reakcia
reťazec, voľný radikál - stabilnejšie radikály budú
podporovať „hladký“ priebeh reakcie).

V roku 1927, keď sa zistilo, že inak
benzíny
mať
rôzne
detonácia
vlastnosti, boli zavedené normy. Pre to najlepšie
benzín známy v tom čase bol izooktán (2,2,4trimetylpentán), detonujúci pri vysokých stupňoch
kompresie sa oktánové číslo považovalo za 100 a pre nheptán, ktorý je obzvlášť náchylný na detonáciu, sa považovalo za 0.
CH3
CH3
H3C C CH2 CH CH3
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
CH3 100
0
Pri pridávaní prudko stúpa kvalita benzínu, teda jeho oktánové číslo
malé množstvá antidetonačných činidiel.
4PbNa
zliatina
+
4C2H5CI
Pb(C2H5)4 + 4NaCl + 3Pb
tetraetylolovo
TES je jedovatý, spôsobuje cirhózu pečene a rakovinu.

Mechanizmus účinku tetraetylolova v n-alkánoch

Δ
Pb(C2H5)4
Pb + 4C2H5
H2 H2 H2
H3CCCCCH3 + C2H5
H H2
H2C C C CH3
CH3
C5H12
H2 H H2
H3C C C C CH3 + C2H6
H H2
H3CCCCH3 + C5H11
CH3
atď.

Nesmeyanov navrhol CPM - benzín je tiež efektívnejší
s touto prísadou sú netoxické:
cyklopentadienylpentakarbonylmangán
(môžete získať palivo z
OC Mn CO
oktánové číslo 135)
CO CO CO
V nafte a raketových palivách, kde je vzduch stlačený a
potom je dodávaný benzín, schopnosť paliva je cenná
rýchlo rozsvietiť. Existuje tu inverzný vzťah: najviac
cenné palivá pozostávajú z normálnych uhľovodíkov.
Schopnosť vznietenia paliva sa vyjadruje v cetáne
čísla. V hodnotiacej konvenčnej škále „cetánových čísel“ bod 100
Uhľovodík zodpovedá cetánu (hexadekánu): С16Н34 a bodu 0 - αСН3
metylnaftalén:
Väčšina automobilových dieselových motorov vyžaduje palivo s
cetánové číslo 45.

Krakovanie alkánov.
Metán je tepelne najstabilnejší z alkánov. On
podlieha tepelnému rozkladu pri 1400:
2CH4
С2H2
+
3H2
Toto je tepelný proces. Jeden z priemyselných
spôsoby výroby acetylénu. Uhľovodíky obsahujúce
dlhšie reťaze sa zlomia na akomkoľvek náhodnom mieste
reťaze. Spravidla ekvimolárna zmes alkánov a
olefíny
CH3(CH2)4CH3
~
°
1500
CH3+
CH2CH2CH2CH2CH3
CH3CH2 + CH2CH2CH2CH3
CH4 + CH2 CHCH2CH2CH3
CH3CH3 + CH2 CHCH2CH3
V roku 1934 Goodry (USA)
zaviedol do praxe katalytické krakovanie
aluminosilikátové katalyzátory, umožňujúce získať benzín s vysokým oktánovým číslom
číslo (do 80). Aluminosilikáty pôsobia za týchto podmienok ako kyslé katalyzátory.
Predpokladá sa, že tepelné krakovanie je čisto homolytický proces.
Katalytický je heterolytický proces, ktorý sa vyskytuje pri tvorbe iónov, ktoré
sa preskupujú na sekundárne a terciárne ako najstabilnejšie. Preto
vyššie oktánové číslo.

Iónové reakcie alkánov

Vzhľadom k tomu, že alkány sú odolné voči pôsobeniu konvenčných
iónové činidlá, iónové procesy pre alkány môžu byť
očakávať len v prípadoch, keď sa naplnia
aspoň dve podmienky:
Agresívne iónové činidlo
Reakčné podmienky, ktoré umožňujú
stabilizovať výsledné iónové medziprodukty
riešenie, ako aj zabezpečenie prítomnosti
protiión.
Iónové reakcie alkánov
Výmena deutéria
Halogenácia
Nitrácia
Izomerizácia

Výmena deutéria
V roku 1968 Ola uskutočnila výmenu deutéria:
CH 4
DF + SbF5
CH 3D
Bol vysvetlený proces nahradenia vodíka deutériom v tejto reakcii
prechodná tvorba metóniového iónu CH5 alebo CH4D+. Existencia
CH 5 ión bol dokázaný pomocou hmotnostných spektrálnych štúdií v plyne
fáza. Zistilo sa, že tento ión je relatívne odolný. Disociačná energia
je to podľa schémy:
CH3 + H2
CH5
ΔН = 40 kcal/mol
Metóniový ión obsahuje uhlík viazaný na päť atómov vodíka a nie na štyri,
ako v metáne. To znamená, že v tomto ióne je zabezpečené spojenie atómov vodíka s atómom uhlíka
iba so štyrmi elektrónmi. Atóm uhlíka v takomto ióne sa nazýva
hyperkoordinované a spojenie je elektrón-deficientné. Aby sme pochopili, ako sa tvorí
väzba v metóniovom ióne, uvažujme najprv o dobre známom príklade zlúčeniny s
elektrón-deficientné väzby – ión H 3
N
N
+
O
0,87A
N
N
N
O
0,75 A

Dvojica elektrónov, ktorá v molekule H2 zabezpečovala väzbu medzi dvoma atómami, v
H3 slúži už trom atómom. Tento typ pripojenia sa nazýva trojstredový
ión
dvojelektrónové (3c–2e). Podľa výpočtov má tento systém nasledujúci súbor
orbitály (za predpokladu, že ión je rovnostranný trojuholník a
Je to práve táto geometria, ktorá zodpovedá minimálnej energii):
+
uvoľnené
1 s
1 s
N
1 s
N
komunikácia
N
Tento faktor podporuje tvorbu metóniového iónu v superkyslom prostredí
že keď sa zo superkyseliny odstráni protón (deuterón), extrémne
stabilný komplexný ión:
DF + SbF5
D+SbF6-
A
B
CH4
DF + SbF5
H
F
SbF3
H 3C
D
B
F
SbF6
A) CH3D
B) CH4
B) CH3+

H
CH4 ++
H3C
CH 3
SbF6
-H+
H3C CH3
Halogenácia.
Iónová chlorácia sa môže uskutočniť podobným spôsobom.
metán v roztoku „magickej kyseliny“:
Cl2+SbF5
ClCl
Cl+SbF5Cl-
SbF5
A
H
CH4 + Cl Cl
A
B
SbF5
H 3C
Cl
B
CH3CI + H+
Cl-
CH3CI
HCl + CH3+
CH3CI
H3C
Cl
CH3
SbF5Cl-

Nitrácia Nitrácia alkánov sa môže uskutočňovať aj pomocou iónového mechanizmu. Pre to
potrebujete silné iónové nitračné činidlo - nitrónium tetrafluoroborát.
N02+BF4- + H20*BF3
HNO3 + HF + 2BF3
O
N
BF4
O
Reakcia sa uskutočňuje pri nízkej teplote s použitím rozpúšťadla
zmes dichlórmetánu a tetrametylénsulfónu (sulfolánu):
O
CH4+N
H
H 3C
BF4
CH2CI2+
O
O
CH3NO2
N
S
O
O-BF4O
-H+

Izomerizácia.
V roku 1946 sa ukázalo, že bután izomerizuje na
termodynamicky stabilnejší izobután v prítomnosti
Lewisova kyselina - chlorid hlinitý. Zistilo sa, že
táto reakcia prebieha len v prítomnosti prímesi HCl. V neprítomnosti
K reakcii HCl nedochádza. V počiatočných štádiách reakcie
Uvoľňuje sa malé množstvo vodíka:
CH3
CH3CH2CH2CH2
AlCl3
HCl nečistota
H3S
CH
CH3 + nejaký H2
na začiatku reakcie
Mechanizmus tejto reakcie sa stal jasným po práci Ola a zahŕňa
tvorba katiónov s hyperkoordinovaným uhlíkom.

H3C
H2 H2
C C CH3 + HCl + AlCl3
H
C
H3C
H
H3C
- H2
CH 3
H3C
C
H
CH 2
H
C
H2
CCH3
H3C
H2
C CH 3
AlCl4-
H
CH 3
CH3
H2 H2
C C CH3
H3C
C
H
CH 2
CH3
H3C
C
H
CH3 + H3C
H
C
H2
CCH3
ATĎ.

Alkylácia

Elektrofilná alkylácia sa uskutočňuje s
interakcia alkánov s predtým získanými
karbokationy R3C+ (napríklad t-Bu+SbF6-) alebo R3C+,
vyplývajúce z prenosu vodíka:
R3CH + H+
R3C++ + H2
Médium – roztok fluoridu sulfurylchloridu, t= -780C
(CH3)3C+SbF6-+
(CH3)3CH
SO2ClF
0
-78 °C
(CH3)3C
C(CH3)3+ HSbF6
~2%
Zníženie priestorových prekážok zvyšuje výnos
(CH3)2CH+SbF6-
+ (CH3)3CH
SO2ClF
-780 °C
(CH3)2HCC(CH3)3 + HSbF6
~12%

Spôsoby výroby alkánov

1. Metán možno získať z karbidu hliníka:
Al4C3
H2O
4Al(OH)3 + 3CH4
Karbid hliníka
2. Fischer-Tropschova syntéza
Zo syntézneho plynu je možné získať nasýtené uhľovodíky s
dĺžka reťazca 12-14 atómov uhlíka:
nCO+ (2n+1)H2
Syntézny plyn
CnH2n+2 + nH20

Cl
Cl
C
H
Cl
H
C
C
H
H
C
Cl
cis-dichlóretán
trans-dichlóretán
Teplota varu = + 600 °C
Teplota varu = + 480 °C
E-izoméry – staršie substituenty jeden po druhom
strana =
Z-izoméry – vyššie izoméry rôznymi spôsobmi
strana =

Cl
C
H3C
C
CH2CH3
CH3
(E) 3-metyl-2-chlór-2-pentén
(cis-)
H3C
Cl
C
C
CH2CH3
CH3
(Z) 3-metyl-2-chlór-2-pentén
(tranz-)
-Cl a -CH2CH3 sú staršie substituenty

π-komplexy

C
Ag+ - nie je kovalentne viazaný
väzba s atómami uhlíka
C
Ag+
NIE 3-
Komplex prenosu náboja
bullpen
KPZ je medziprodukt a leží na súradnici reakcie.
V CZ vzniká spoločný molekulový orbitál s 1 elektrónom.
ALE! NEEXISTUJE úplný prenos elektrónov!
CH3
MESITELEN
(darca elektrónov)
CH3NO2
CH 3
NIE 2
NO2
bullpen
1,3,5-trinitrobenzén
(akceptor elektrónov)

Chemické vlastnosti

Interakcia s elektrofilmi
činidlá
σ-komplex
π-komplex

1. Halogenácia

H2C
CH2 + Br2
CH2BrCH2Br
CCI4
Hrubá reakcia
REAKČNÝ MECHANIZMUS:
CH2 + Br2
H2C
H2C
CH2
π-komplex
Br-Br
H2C
CH 2
Pomaly
HC
CH2
H2C
Br
Br
Br-
Br
CH 2
Br
H2C
CH2
Br
Brómiový ión
Br
H2C
CH2 + BrBr
Útok zozadu
H2C
Br
CH 2
Anti-spájanie

Br
C
C
Br
Cl
C
C
+ Br2
LiCl
C
C
+ Br -
Br
OCH3
CH30H
C
Br
C
+ HBr

2. Prídavok halogenovodíkov

a) na symetrické alkény:
Br-
C
C
+ HBr
+
HBr
-
C
C
C
CH
CH
C
Br Carbocation otvoreného typu
C
H
Br-
C
CH
C
Br
b) na nesymetrické alkény:
H2C
C
H
CH3 + HBr
H 3C
H
C
Br
CH3

Mechanizmus reakcie:

H2C
C
H
H3C
CH3+
H+
H2
CH2
H 3C
H
C
CH3
H
H3C C CH3 + Br-
H
H3C C CH3
Br
Morkovnikovovo pravidlo: keď sa pridá halogenovodík
k nesymetrickému alkénu sa reaktant protón prednostne viaže na najviac hydrogenovaný atóm uhlíka (1869)

Algoritmus na zostavovanie názvov organických zlúčenín Vyberte najdlhší (hlavný) reťazec a očíslujte ho bližšie ku koncu, na ktorom sa nachádza zvyšok (substituent, označený žltou farbou) (3) (4) (5) (6) (7) CH 3 - CH – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH – CH 2 – CH 3! ! (2) CH 2 CH 2 – CH 2 – CH 3 ! (8) (9) (10) (1) CH 3 Táto látka sa nazýva: 3-metyl, 7-etyldekán

2. Názov je vytvorený v nasledujúcom poradí: A) PREDPONA: pozostáva z čísla označujúceho číslo atómu uhlíka, v blízkosti ktorého sa radikál nachádza. Napríklad: 3- a napíše sa názov samotného radikálu. Napríklad: 3-metyl,7-etyl……. Ak molekula obsahuje niekoľko identických radikálov, potom po uvedení všetkých čísel označujúcich ich umiestnenie sa k radikálu pridá číselná predpona (di - dva, tri - tri, tetra - štyri). Napríklad: 2,3 – dimetyl………….. alebo 3,4,5 – trietyl……. B) KOREŇ: umiestnený v súlade s homologickou sériou alkánov (pozrite sa na počet atómov uhlíka v hlavnom reťazci) C) PRÍPONA: alkány majú príponu „AN“.

5. Uhol medzi atómami uhlíka v alkánoch je: a) 120 stupňov b) 90 stupňov c) 109 stupňov d) 110 stupňov 6. Uhľovodíkový radikál je a) skupina atómov spojených s funkčnou skupinou molekuly. b) skupina atómov, ktorá sa líši od metánu na CH2- c) skupina atómov, ktorá má kladný náboj d) skupina atómov, ktorá sa nazýva funkčná

7. Stanovte postup na určenie názvu uhľovodíka a) Určte umiestnenie radikálov b) Vyberte najdlhší reťazec a očíslujte v ňom atómy uhlíka c) Určte koreň názvu podľa počtu atómov uhlíka v dlhom reťazec d) Vytvorte predponu v tvare číslic a gréckych číslic 8. Nastavte korešpondenciu: 1. Propán a) CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 2. Pentán b) CH3-CH2-CH3 3. Bután c) CH3-CH2-CH2-CH3 4. Oktán d) CH3-CH2-CH2-CH2-CH3

Snímka 1

Popis snímky:

Snímka 2

Popis snímky:

Snímka 3

Popis snímky:

Snímka 4

Popis snímky:

Snímka 5

Popis snímky:

Snímka 6

Popis snímky:

Snímka 7

Popis snímky:

Snímka 8

Popis snímky:

Snímka 9

Popis snímky:

Snímka 10

Popis snímky:

Snímka 11

Popis snímky:

Snímka 12

Popis snímky:

Snímka 13

Popis snímky:

Snímka 14

Popis snímky:

Snímka 15

Popis snímky:

Snímka 16

Popis snímky:

Snímka 17

Popis snímky:

Snímka 18

Popis snímky:

Snímka 19

Popis snímky:

Snímka 20

Popis snímky:

Snímka 21

Popis snímky:

Snímka 22

Popis snímky:

Snímka 23

Popis snímky:

Snímka 24

Popis snímky:

Snímka 25

Popis snímky:

Snímka 26

Popis snímky:

Snímka 27

Popis snímky:

Snímka 28

Popis snímky:

Snímka 29

Popis snímky:

Snímka 30

Popis snímky:

Snímka 31

Popis snímky:

Snímka 32

Popis snímky:

Snímka 33

Popis snímky:

KARBOXYLOVÉ KYSELINY Karboxylové kyseliny sú organické zlúčeniny, ktorých molekuly obsahujú jednu alebo viac karboxylových skupín -COOH spojených s uhľovodíkovým radikálom. Štúdium karboxylových kyselín je lepšie začať zvažovaním jednosýtnych nasýtených kyselín, ktorých všeobecný vzorec je Sp H2n + 1COOH. Karboxylové kyseliny sú jednosýtne alebo monokarboxylové; Na základe povahy uhľovodíkového radikálu sa rozlišujú nasýtené, nenasýtené a aromatické zlúčeniny. Názvy karboxylových kyselín podľa systematického názvoslovia sú odvodené od názvu nasýtených uhľovodíkov s pridaním koncovky -ova a slova kyselina Číslovanie hlavného reťazca začína uhlíkom, ktorý je súčasťou karboxylovej skupiny.

Snímka 35

Popis snímky:

Snímka 36

Popis snímky:

Snímka 37

Popis snímky:

Estery, R-COOR" sú deriváty karboxylových kyselín, v ktorých je hydraxylová skupina –OH karboxylu nahradená skupinou OR'. Získavajú sa reakciou karboxylovej kyseliny s alkoholom (katalyzátorom je silná kyselina): Estery, R-COOR" sú deriváty karboxylových kyselín, v ktorých je hydraxylová skupina –OH karboxylu nahradená skupinou OR'. Získavajú sa reakciou karboxylovej kyseliny s alkoholom (katalyzátorom je silná kyselina): Vznik esteru z kyseliny a alkoholu sa nazýva esterifikačná reakcia. Toto je reverzibilný proces. Reverznou reakciou je hydrolýza esteru. Zistilo sa, že počas esterifikácie sa hydroxyl odštiepi od kyseliny a vodík od alkoholu (t. j. alkohol pôsobí ako nukleofil, ktorý vytvára väzbu s karbonylovým uhlíkovým atómom vďaka svojmu osamelému elektrónovému páru). Amidy (R-CONH2) sú deriváty karboxylových kyselín, v ktorých je hydroxylová skupina –OH nahradená aminoskupinou –NH2. Amidy sa pripravujú reakciou kyselín s amoniakom za zahrievania, aby sa rozložila výsledná amónna soľ.

Popis snímky:

Aminokyseliny Aminokyseliny sú organické zlúčeniny obsahujúce v molekule dva typy funkčných skupín: karboxylovú -COOH a aminoskupinu -NH2, t.j. patria medzi heterofunkčné zlúčeniny. Aminokyseliny môžu byť tiež považované za deriváty karboxylových kyselín obsahujúcich jednu alebo viac aminoskupín v radikále. Aminokyseliny zohrávajú obrovskú úlohu v živote živočíšnych a rastlinných organizmov, keďže sú stavebnými prvkami, z ktorých sú postavené molekuly najdôležitejšieho prírodného polyméru – proteínu – základu všetkého živého. Aminokyseliny sa klasifikujú podľa relatívneho usporiadania funkčných skupín, podľa počtu a povahy funkčných skupín a podľa chemickej povahy radikálu R -aminokyselín. Pre aminokyseliny platí medzinárodná nomenklatúra (IUPAC), ale častejšie sa používajú triviálne názvy. Triviálne názvy -aminokyselín sa zvyčajne spájajú so zdrojom izolácie.

Snímka 41

Popis snímky:

Snímka 42

Popis snímky:

S katiónmi ťažkých kovov tvoria α-aminokyseliny ako bifunkčné zlúčeniny intrakomplexné soli, napríklad s čerstvo pripraveným hydroxidom meďnatým za miernych podmienok vznikajú dobre kryštalizujúce cheláty.S katiónmi ťažkých kovov α-amino kyseliny ako bifunkčné zlúčeniny tvoria intrakomplexné soli, napr. s čerstvo pripraveným hydroxidom meďnatým (P) za miernych podmienok vytvára dobre kryštalizujúce chelátové soli medi (P) modrej farby (z gréckeho „hela“ - pazúr). Tieto komplexy sú vysoko rozpustné vo vode a niektorých organických rozpúšťadlách a sú široko používané na detekciu α-aminokyselín v analytickej chémii. Amfotérny charakter majú aminokyseliny v živom organizme úlohu tlmivých látok, ktoré udržujú určitú koncentráciu vodíkových iónov.

Snímka 43

Popis snímky:

Lekcia - učenie sa nového materiálu

"Chemické vlastnosti a aplikácie alkánov".

10. ročník, dĺžka vyučovacej hodiny 45 minút.

Účel lekcie:Štúdium chemických vlastností alkánov, vlastností rovníc a podmienok pre reakcie s organickými látkami. oboznámiť študentov s hlavnými oblasťami použitia alkánov.

Ciele lekcie: formovanie komunikačných zručností, zručností sebaovládania a vzájomnej kontroly, rozvoj schopnosti aplikovať získané poznatky v podobnej alebo novej situácii, rozvoj intelektuálnych schopností.

Vybavenie: mobilná trieda, prezentácia „Chemické vlastnosti a aplikácie alkánov“, tabuľka „Zemný plyn – chemické suroviny“, „modrá“ krabica – obsahuje noviny, chladničku, plynovú fľašu, koleso auta, stroj, kartušu. Na stole je sviečka, hádanky o využití alkánov (príloha č. 4), na laviciach sú pracovné listy (prílohy 1,2,3), farebné papiere (podľa počtu skupín).

Dizajn dosky: vľavo - chemické vlastnosti alkánov - reakčné rovnice, duplikované z prílohy č. 2 (písanie rovníc farebnou kriedou podľa farby hárkov farebného papiera na stoly), vpravo rovnice znázorňujúce chemické vlastnosti kyseliny sírovej kyselina (zásaditá), oba záznamy sú prekryté bielymi listami rôznych veľkostí, na zadnej strane ľavej dosky je tabuľka „Zemný plyn – chemické suroviny“, na zadnej strane pravej dosky je „kľúč“ k riešeniu overovacej skúške (príloha č. 3).

Počas tried:

1. Organizačná a motivačná fáza (3-5 min.)

Učiteľské aktivity

Študentské aktivity

pozdravujem:

- „Ahoj, vítam ťa na ďalšej hodine chémie a som rád, že vidím všetkých v triede. Unavený? Dnes budeme v triede potrebovať silu. Tu je to, čo o tom hovorí Disterweg: „Rozvoj a vzdelanie nemožno poskytnúť ani sprostredkovať žiadnej osobe. Každý, kto sa k nim chce pripojiť, to musí dosiahnuť vlastnou aktivitou, vlastnou silou a vlastným úsilím.“ A sila sa bude naozaj hodiť, pretože... Dnes sa musíme vysporiadať s bielymi škvrnami na doske a týmto modrým rámčekom. pripravený?

Pozdravia učiteľa, zaujme ich prítomnosť sviečky a zamatovej škatuľky na stole a vyjadrujú pripravenosť začať hodinu.

Než začneme rozlúštiť záhadu dvoch bielych škvŕn na doske, pozrime sa, aké biele škvrny máme v našich znalostiach o nasýtených uhľovodíkoch.

Žiaci sa obrátia na pracovný list nalepený do zošita na poslednej strane s názvom „Viem, môžem“ (Príloha 1), kde znamienka + alebo – označujú asimiláciu materiálu a hlásia, že nepoznajú chemické vlastnosti alkánov. , vlastnosti reakčných rovníc a aplikácie alkánov.

Skutočne, toto sú dve otázky, ktoré dnes musíme zvážiť.

Zapíšte si tému lekcie.

Povedz mi, od čoho závisia chemické vlastnosti látok?

Zo štruktúry a zloženia látky (v prípade potreby použite nápovedu na pracovnom liste „Viem, môžem“)

Dobre, aké zloženie majú alkány?

Skladajú sa z dvoch chemických prvkov uhlíka a vodíka.

Akú štruktúru majú tieto uhľovodíky?

Všetky atómy v molekule sú spojené jednoduchými väzbami.

Súhlasím, alkány majú pomerne jednoduchú štruktúru a zloženie. Možno chemické vlastnosti možno opísať jednoduchou chemickou reakciou, napríklad horením sviečky (ukazovaním na sviečku na stole).

Súhlasia, pretože sviečka je pevný uhľovodík, ktorý dobre horí a dajú sa určiť produkty reakcie.

No, skontrolujme a vysporiadajme sa s týmito bielymi miestami na doske. Za nimi sú skryté záznamy o chemických vlastnostiach látok, na jednej strane - anorganickej - kyseliny sírovej, na druhej - metánu a jeho homológov. Hádajte, kde a aké záznamy?

Deti ukazujú na malý hárok vpravo, čo naznačuje, že sú tam napísané vlastnosti alkánov, a teda vľavo za veľkým hárkom - vlastnosti kyseliny sírovej.

Skontrolujeme (otvorí biele listy).

Deti stonajú! a dospeli k záveru, že látky s jednoduchou štruktúrou a zložením nemajú vždy „jednoduché“ chemické vlastnosti.

Vyjadrujú záujem a túžbu podrobne študovať všetky chemické reakcie a ich vlastnosti.

2. Fáza informácií a vyhľadávania. (20-25 min.)

Učiteľské aktivity

Študentské aktivity

Operačný postup:

Na stoloch sú pracovné listy (príloha č. 2), v ktorých je písanie na tabuli zdvojené (rovnice sú písané farebnou kriedou a na laviciach rovnaké hárky farebného papiera - to je indikátor toho, čo reakcie, ktoré táto skupina zvažuje);

Na pracovnej ploche počítača je prezentácia „Chemické vlastnosti alkánov“, učebnica;

- „Vaša úloha: pozorne si prečítajte materiál v prezentácii a učebnici, uveďte úplný opis „svojich“ reakcií a prezentujte ich triede a tiež buďte pripravení na to, aby sa skupiny spýtali, ak niečo v tejto reakcii nie je jasné k nim. Informácie zaznamenávame do našich pracovných listov“;

Pracovný čas je 10 minút.

Rozhodli o skupinách a reakciách, ktoré si potrebujú naštudovať a prezentovať triede (na farebnom papieri). Pozorne si preštudujú a preštudujú materiál z prezentácie a učebnice, robia si poznámky do pracovných listov, pripravujú sa na prezentáciu a rozdeľujú si medzi sebou reakcie.

Po uplynutí času vyzve skupiny, aby jeden po druhom prezentovali svoj materiál.

Skupiny prezentujú materiál, ostatné ho zaznamenávajú, kladú otázky, objasňujú názvy, črty a podmienky reakcií.

Po dokončení znova porovnajte poznámky na tabuli a pracovné listy.

Dobre, vyriešili sme chemické vlastnosti, začnime študovať použitie alkánov, najmä zemného plynu, nemôžeme nechať túto roztomilú modrú škatuľku bez pozornosti! (zobrazuje tabuľka „Zemný plyn – chemické suroviny“). Zopakujte si využitie zemného plynu pomocou tejto tabuľky a obrázka v učebnici.

Preštuduj si tabuľku a obrázok v učebnici. So záujmom sa pozerajú na modrú krabicu na stole. Pripravený na zoznam aplikácií alkánov.

- Ak chcete efektívne zhrnúť výsledky, odporúčam vám cvičiť svoju silu

Deti opúšťajú lavice a spolu s učiteľom vykonávajú cvičenie: zdvihnú sa na prsty, zdvihnú ruky, zhlboka sa nadýchnu, znížia a vydýchnu (3-4 krát). Potom otáčajú hlavou doľava a doprava a usmievajú sa na suseda.

3. Hodnotiaca-reflektívna etapa. (12-15 min)

Učiteľské aktivity

Študentské aktivity

Vykonajte test jednotlivo a podpíšte hárky.

Chcete to skontrolovať? (správne odpovede na šírke pravej tabule), označte počet správnych odpovedí a výsledok preneste do hárku „Viem, môžem“ s príslušným znamienkom (všetky odpovede sú správne - znamienko + v stĺpci Chemické vlastnosti alkány, štyri odpovede sú správne, podpíšte - , ak 3, potom - .Podeľte sa o svoje výsledky.

Odpovede si skontrolujú, zaznačia do pracovného listu, rozoberú a hlásia, aké nedostatky či chyby urobili, s čím sa vyrovnali alebo nie a čo je potrebné ďalej samostatne študovať.

Listy sa odovzdajú učiteľovi.

Pomenujte oblasti použitia metánu a jeho homológov (vyzve jedného zo študentov, aby pomohol otvoriť modrý rámček).

Ak sú ťažkosti, učiteľ kladie hádanky (príloha č. 4)

Žiak vyberá predmety zo škatuľky, deti striedavo pomenúvajú predmet a látku, ktorá sa používa na jeho výrobu, prípadne bezprostrednú oblasť použitia.

Výborne, vyrovnali ste sa aj s používaním alkánov, označte plusom stĺpec „Použitie alkánov“ v hárku „Viem, môžem“.

Práca s pracovnými listami

Zapíšte si svoju domácu úlohu: web Himul, lekcia 7-8, nájdite v tomto materiáli niečo, čo sme nenašli v dnešnej lekcii.

Zapíšte si domácu úlohu.

Nejaké otázky? Ďakujem všetkým, dovidenia.