Алкандардың қасиеттері » Заман-білімдінікі
Тіркелу Кіру
Сайтқа кіру
Жарнама
» » » Алкандардың қасиеттері

Алкандардың қасиеттері

5-08-2015, 01:18
Қарау саны: 4982
Пікірлер: 0
Версия для печати
Сабақтың тақырыбы:Алкандардың қасиеттері
Сабақтың мақсаты: қаныққан көмірсутектердің құрамы мен құрылысы жайлы алған білімдеріне сүйеніп, химиялық қасиеттеріндегі ерекшеліктеріне тоқталу.
Сабақтың міндеттері:
а) өз ойларын еркін айтып, бір-бірінің пікірін тыңдайды.
ә) ұжымдаса бірлесіп жұмыс істейді.
Сабақтың түрі: жаңа білім беру, жинақтау сабағы.
Сабақтың әдісі: түсіндіру, салыстыру, сұрақ-жауап,баяндау, оқулықпен жұмыс, бағалау, бекіту, қорытындылау.
Көрнекілігі: тест сұрақтары, тараптама материалдар(сұрақ-жауап).
Сабақтың барысы:
І.Ұйымдастыру кезеңі.
1.Оқушылармен амандасу
2. Сынып бөлмесінің тазалығына көңіл аудару.
3. Кезекші мәлімдемесін тыңдау.
ІІ. Үйтапсырмасын сұрау кезеңі.
Өткен сабақтарда өтілген «Алкандардың құрылысы. Табиғатта кездесуі мен алынуы» тақырыбы бойынша сұрақ –жауап әдісімен түсінгендерін, сабақты меңгергендерін сұрап білемін.
І-тапсырма. Сұрақ-жауап.
1. Метанның кеңістіктік пішіні қандай болатынын түсіңдіріңдер.
2. Хлорлы этил мен хлорлы пропилге мырыш және тұз қышқылын қосқанда қандай заттар түзіледі?Реакцияны теңдеуі бойынша түсіңдіріңдер.
3. а) метан, ә) бутан молекулаларында қанша σ-байланыстар болады? Аталған алкандар молекулаларының сызбанұсқаларынсызып көрсетіңдер.
4. Алкан қатары көмірсутектері молекулаларындағы сутектердің саны неліктен ылғижұп болатынын түсіңдіріңдер.
5. Алкандардың табиғатта кездеуі жөнінде не білесіңдер?Газ тәрізді, сұйық және қатты алкандарды қайда кездесетіні туралы айтып беріңдер.
6. Алкандарды синтездік жолмен қалай алуға болады? Пропанның мысалында алкандарды алудың химиялық реакция теңдеулерін жазып түсіңдіріңдер.
7. Хлорэтан Вюрц реакциясына түскенде қандай зат түзіледі? Химиялық реакция теңдеуін жазыңдар.
ІІ-тапсырма. Өзіндік жұмыс
І-деңгей.
1. Мына қосылыстар үшін:
а) хлорэтан мен 1-хлор-2-метилпропан,
ә) 2-бромпропан мен 2-бром-2-метилпропан
Вюрц реакциясының теңдеулерін жазып, түзілген заттарды атаңдар.
2. Нәтижесінде пропан түзілетін Вюрц реакцияларының теңдеулерін жазып бастапқы заттарды атаңдар.
ІІ-деңгей
1. Вюрц реакциясы бойынша:
а) 2-метилгексаңды,
ә) 2,2,4-триметилпентанды (изооктанды)
қандай қосылыстардан алуға болатынын айтып, сәйкес реакция теңдеулерін жазыңдар.
2. Мына заттардың өзара әрекеттесулері нәтижелерінде С2Н6СІ, С3Н7СІ жөне СН3СІ қандай көмірсутектер синтездеуге болатынын айтып, жүретін реакция теңдеулерін жазыңдар.
ІІІ-тапсырма. Тест жұмысы. (3-сұрақ)
1. Қаныққан көмірсутектер молекуласында көміртек атомдары арасындағы байланыс бұрышы мен арақашықтығы:
А) 120°, 0,154 нм; В) 180°, 0,134 нм;С) 109°28´, 0,154 нм; Д) 109°28´, 0,140 нм.
2.Алкандарды синтездеу үшін алынатын бастапқы заттар:
А) ацетилен және су; В) галогеналкан және натрий;
С) метан және оттек, Д) кальций карбиді және су.
3. Натриймен әрекеттескенде н-гексан алынатын қосылыс:
А) хлорметан; В) йодметан; С) 2-хлорпропан, Д) 1-хлорпропан.
ІV-тапсырма. Есептер шығару
1. Этанның жану реакциясының термохимиялық теңдеуі 2С2Н6 + 7О2 → 4СО2 + 6Н2О+ 3080 кДж . Реакция нәтижесінде 770 кДж жылу бөлінсе, жұмсалған (қ.ж.) оттегінің көлемі (л)
Шешуі: 2С2Н6 + 7О2 → 4СО2 + 6Н2О+ 3080кДж
7V(О2) = 156,8 л/моль
3080 кДж---- 156,8 л О2
770 кДж ---- х л О2
х=(770 кДж∙156,8 л)/(3080 кДж) =39,6 л
2. Массасы 90 грамм этан жанғанда түзілетін көміртек диоксидінің мөлшері
Шешуі: 2С2Н6 +6О2 → 4СО2 +6Н2О
2М(С2Н6) = 60 г/моль
ν(СО2) = 4 моль
90 г С2Н6 ----- х моль СО2
60 г С2Н6 ----4 моль СО2
x= (90 г∙4 моль)/(60 г)=6 моль
3. Шығымы 86% болса, 30 г көміртектен алынатын метанның көлемі (қ.ж)
Шешуі: С + 2Н2 →СН4
Vм(С2Н4) = 22,4 л
М (С) =12 г/моль
m(С) = 30 • 0,86=25,8 г
25,8 г С------х л СН4
12 г С-------22,4 л СН4
x= (25,8 г ∙22,4 л )/(12 г)=48,16 л
V-тапсырма. Кесте толтыру.
1. Органикалық химияда формулалардың бірнеше түрі пайдаланылады.Сәйкес бағаналарға аталған алкандардың формулаларын жазып кестені толтырыңдар:
Алкандардың аталуы Формуласы
Молекулалық Электрондық Құрылым
Метан
Этан
Пропан
2. Алкандардың радикалдары қалай түзілетінін түсіндіріп, келтірілген кестені толтырыңдар.
Алканның Радикалдың
Молекулалық формуласы Аталуы Молекулалық формуласы Аталуы Ықшамдалған құрылым формуласы
СН4
С2Н6
С3Н8
С4Н10
С5Н12
ІІІ. Жаңа сабақты түсіндіру кезеңі.
Сабақтың тақырыбын айту, мақсатымен таныстыру. Бүгінгі жаңа сабақта оқушыларды «Алкандардың қасиеттері» тақырыбы жайлы түсіндіремін
Физикалық қасиеттері.Алкандардың гомологтық қатарында салыстырмалы молекулалық массаларының өсуіне байланысты балқу және қайнау температуралары мен тығыздықтары біртіндеп артады.
Гомологтық қатардағы заттардың қасиеттері ұқсас болады және белгілі бір заңдылықпен өзгереді. Гомологтық қатардың бір мүшесінің қасиеті белгілі болса, сол арқылы басқа мүшелерінің қасиеттерін болжауға болады. Сонымен қатар гомологтық қатарларда диалектиканың сан өзгерісінің сапа өзгерісіне ауысу заңы айқын байқалады. Молекула құрамы келесі әр СН2 тобына өскен сайын зат қасиетінің біртіндеп өзгеретінін көреміз. Сан өзгерісінің сапа өзгерісіне ауысуы химияда жиі кездеседі.

Алкандардың бастапқы төрт мүшесі — газдар, пентаннан бастап пентадеканға (С15Н32) дейін — сұйық заттар, ал құрамында С16 және одан да көп көміртек атомдары бар жоғары молекулалы алкандар — қатты заттар болады. Қалыпты жағдайда қысымды жоғарылатқанда, пропан мен бутан сұйыққа айналады. Изомер алкандардың физикалық және химиялық қасиеттерінде айырмашылықтар болады. Мысалы, нормальді құрылымды алкандардың қайнау және балқу температуралары сәйкес тармақталған алкандардың қайнау, балқу температураларынан жоғары.

Алкандар — полюссіз қосылыстар. Олар судан жеңіл және сумен араласпайды (ерімейді). Сол сияқты басқа полюсті еріткіштерде де ерімейді, органикалық еріткіштерде ериді. Сұйық алкандар көптеген органикалық, заттардың еріткіші ретінде қолданылады.
Метан мен этанның және үлкен молекулалы алкандардың иістері жоқ, ал кейбір ортаңғы мүшелерінің өздеріне тән иістері болады.
Алкандар — жанғыш заттар.
Химиялық қасиеттері. Алкандар орынбасу, айырылу изомерлену және тотығу реакцияларына түседі. Алкандардың басқа көмірсутектермен салыстырғандағы бір ерекшелігі — олардың құрамындағы көміртек атомдарының валенттіктері толығымен сутек атомдарымен қаныққан. Сондықтан алкандар қосылу реакцияларына түспейді.
Алкандар құрамындағы тағы бір ерекшелік — оларда едәуір берік коваленттік σ-байланыстың болуы. Бұл байланыстың полюстігі төмен, сондықтан алкандар, негізінен, SRмеханизмі бойынша реакцияларға түседі. С—С байланыс едәуір қатаң жағдайда үзіліп, реакцияға қиын түседі. Алкандардың парафиндер деп аталу себебі осы.
Алкандар химиялық реакцияларға энергия берген (қыздыру немесе ультракүлгін сәулелердің әсерінен) жағдайда ғана түседі. Реакция барысында көміртек пен сутек С—Н арасындағы байланыс үзіліп, сутек атомы басқа атомдар мен атом топтарына алмасады немесе көміртек атомдарының С—С араларындағы байланыстар үзіледі. Алкандар полюссіз қосылыстар болғандықтан, байланыстардың үзілуі негізінен радикалдар түзе, гомолиттік механизм бойынша жүреді.
Орынбасу реакциялары Қаныққан көмірсутектерге тән реакциялар. Бұл кезде С—Н байланысы үзіліп, сутек атомы басқа атомға немесе атом топтарына алмасады. Сутек атомдарының алмасулары үшіншілік көміртек атомдарында ең оңай, екіншілік көміртек атомдарында қиындау, ал біріншілік көміртектерде қиын жүреді. Қаныққан көмірсутектердің орынбасу реакияларының бірінші сатысын жалпы түрде былай жазуға болады:
RH + ХҮ → RX + НҮ
1. Галогендену реакциялары — алкандардың практикалық маңызды реакцияларының бірі, жарықтың немесе жоғары температураның әсерінен іске асады. Жарықтың әсерінен жүретін реакциялар фотохимиялық реакциялар деп аталады. Алкандардың галогендермен орынбасу реакциялары хлормен жеңіл, броммен қиындау, йодпен қиын жүреді. Ал фтормен қопарылыс түзе жүретін болғандықтан, реакцияны инертті газ қатысында сұйылтып жүргізеді. Сутектердің орнын галогендерге алмастырғанда, алкандардыц галогентуыидылары түзіледі.
Метанның хлорлану реакциясы жарықтың ([hν—"аш ню" арқылы жарық кванты белгіленеді) немесе температураның әсерінен жүреді. Реакция метанның хлортуындылары мен хлорсутек түзе жүреді:
СН4 + Сl2 → СН3Сl +HCl
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2+ HCl
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 +HCl
СНСl3 + Сl2 → ССl4 + HCl
2. Нитрлеу реакциясы. Бұл реакцияны орыс ғалымы М. И. Коновалов (1888 ж.) ашқандықтан, Коновалов реакциясы деп аталады. Қысым мен температураны аздап жоғарылатқанда, алкандар сұйылтылған азот қышқылымен орынбасу реакциясына түседі:
C2H5 + HNO3→ C2H5NO2 + H2O
Алкандарды нитрлеу реакциясы да бос радикалды механизм бойынша жүреді.
Айырылу (ыдырау)реакциялары қыздырғанда жүреді. 3. Қыздырғанда алкандар термиялық айырылады. Метанды жоғары температурада (1000°С шамасында) ауа қатыстырмай қыздырғанда жай заттарға айырылады:
СН4 → С + 2Н2
4. Метанды бұдан да жоғарырақ температурада қыздырғанда (1500°С), реакция қанықпаған көмірсутек — ацетилен түзе және сутек бөле жүреді:
2СН4 → НС = СН + ЗН2
Сутек бөліне жүретін ыдырау реакциялары дегидрлену реакциясы деп аталады.
Алкандардың дегидрлену реакцияларының басқа қанықпаған көмірсутектер алу үшін өнеркәсіптік маңызы зор. Алкандарды өршіткі қатысында қыздырғанда (Ni, 500°С), дегидрленіп, сутек бөлінеді және канықпаған көмірсутектер түзіледі:
CH3—CH3 → CH2 = CH2 + H2
5. Алкандар 500°С-тан жоғары температурада көміртек атомдары арасындағы С—С байланыстары үзіле айырылады. Нәтижесінде, құрамы қарапайымдау, көміртек атомдарының сандары азырақ көмірсутектер (қаныққан немесе қанықпаған) түзіледі. Бұл процесс крекинг деп аталады. Бұған біз мұнай өңдеуді қарастырғанда толығырақ тоқталамыз.
6. Риформинг реакциялары нәтижесінде алкандар ароматты көмірсутектерге, мысалы, гексан бензолға айналады:
C6H14 → C6H6 + 4H2
Реакция өршіткі қатысында қыздырғанда жүреді.
7. Изомерлену реакциялары барысында С—С байланыстары үзіліп, түзу көміртек тізбегі тармақталғанға айналады.
Изомерлену процесі өршіткі (АlСl3) қатысында және қыздырғанда (-400 °С) жүреді.
Тотығу реакциялары
8. Жану—алкандар түсетін ең маңызды реакциялардың бірі болып табылады. Көмірсутектердің қолданылуының негізгі бір саласы жану реакциясының нәтижесінде энергия бөлінуіне байланысты. Ауада қыздырғанда, алкандар тұтанып жанады. Оттек жеткілікті болса, реакция нәтижесінде көміртек (IV) оксиді мен су түзіледі және жылу бөлінеді:
СН4 + 2O2 → СO2 + 2Н2O ΔН =-890 кДж/моль
Метанның оттекпен (1:2 көлемдік қатынастағы) қоспасы немесе ауамен (1:10) қоспасы қопарылғыш. Басқа көмірсутектердің де ауамен қоспалары қопарылғыш болады. Көмірсутектер жиналатын және олар қолданылатын жерлерде, көмір шахталарында, бу қазандары орнатылған жерлерде, тұрғын үйлерде қопарылғыш қоспа түзілуі мүмкін. Сондықтан көмірсутектерді өндіру кезінде де, пайдалану кезінде де қопарылу қаупі болады. Шахталарда қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін метанның пайда болғанын хабарлайтын автоматты аспаптар-сигнализаторлар және газды сыртқа шығаратын қуатты желдеткіштер орнатылады.
Октан сияқты сұйық алкандар тек бу күйінде ғана жанады:
С8Н18(г) + 12,5O2(г) → 8СO2(г) + 9Н2O(с) ΔН =-5510 кДж/моль
Бұл реакциялар іштен жанатын қозғалтқыштарда жүреді. Бензин құрамындағы көмірсутектердің қайнау температуралары аса жоғары болмағандықтан, олар жанар алдында қозғалтқышта буланады. Оттек жетіспеген жағдайда жану толық жүрмей, күйе және улы иіс газы — көміртек (II) океиді CO түзіледі. Бұл газ түссіз және иіссіз болғандықтан, өте қауіпті, адам оның түзілгенін байқамай қалады. Көміртек (II) оксиді гемоглобинмен косылып, оның организмдегі оттек тасу қабілетін жойып, адам өміріне қауіп төндіруі мүмкін. Автокөліктерден бөлінетін газдардың құрамында 5%-ке дейін CO болады.
9. Алкандар қалыпты жағдайда тотығуға тұрақты, тіпті КМnO4, К2Сr2O7 сияқты, т.б. күшті тотықтырғыштар да оларға әсер етпейді. Бірақ өршіткі қатысында және қыздырғанда, алкандар тотығу реакциясына түседі. Реакцияжағдайына байланысты әр түрлі оттекті қосылыстар (спирттер, альдегидтер, карбон қышқылдары, т.б.) түзіледі.
10. Метанның конверсиялануы— оттекпен, су буымен және көміртек (IV) оксидімен тотығуы оның негізгі қолданылу салаларының бірі:
2СН4 + O2 → 2СО + 4Н2
СН4 + Н2O → СО + ЗН2
СН4 + СO2 → 2СО + 2Н2
Бұл реакциялардың нәтижелерінде түзілген синтез-газ (су газы) көмірсутектер, метанол, метаналь, т.б. органикалық қосылыстар алынатын бағалы шикізат болып табылады.
ІV.Жаңа сабақты пысықтау.
Оқушылардың алған білімдерін тиянақтау мақсатында әр түрлі әдістер қолдануға болады.Оның негізгілері: мысалы,сұрақ –жауаптар, деңгейлік тест сұрақтарын беруге болады.Міне, осылайша жаңа сабақты түсіндіріп болғаң соң жаңа материалды меңгеру дәрежесін тексеру үшін оқушыларға мынадай сұрақтар беремін.
І-тапсырма. Сұрақ –жауап.
1. Өздеріне күнделікті өмірден таныс газ,сұйық және қатты алкандарға мысалдар келтіріп, олардың физикалық қасиеттерін сипаттаңдар.
2. Көмірсутектер толық жанғанда бөлінетін көміртек (ІV) оксидінің физикалық қасиеттерін естеріңе түсіріп сипаттаңдар.
3.Көмірсутектердің жануын химиялық реакциялардың қандай типтеріне жатқызуға болады.
4. Төмендегі айналуларды орындауға мүмкіндік беретін С → СН4 →СН3СІ → С3Н8 → С2Н6
Химиялық реакция теңдеулерін жазып, түзілген заттарды атаңдар.
ІІ-тапсырма. Өзіндік жұмысы.
І-деңгей
1. Өздеріңе күнделікті өмірден таныс газ, сұйық және қатты алкандарға мысалдар келтіріп, олардың физикалық қасиеттерін сипаттаңдар.
ІІ-деңгей
2. Көмірсутектердің жануын химиялық реакциялардың қандай типтеріне жатқызуға болады?
3. Пропанның жану өнімдерін біртіндеп сіңіру үшін қандай заттарды қолдануға болады? Жүретін барлық реакциялардың теңдеулерін жазып, байқалатын қүбылыстарды түсіндіріңдер.
ІІІ-деңгей
1. Көмірсутектер толық жанғанда бөлінетін көміртек (IV) оксидінің физикалық қасиеттерін естеріңе түсіріп сипаттаңдар.
2. Күңделікті тұрмыста отын ретінде қолданылатын газ пропанның С3Н8 ауамен салыстырғандағы тығыздығын есептеңдер және ол таралып кеткен жағдайда ауаның қай қабатында (жоғары немесе төменгі) болуы мүмкін екенін айтыңдар.
3. Заттың құрылысы бойынша оның қасиеттерін болжауға бола ма? Мына екі қосылыстың:
а) СН3-СН2-СН2-СН3ө) СН3-СН-СН3
׀
СН3
қайсысының реакцияға түсу қабілеті жоғарырақ болады? Жауаптарыңды түсіңдіріңдер.
ІІ. тапсырма. Кесте толтыру.
1. Алкандардың келтірілген газдармен салыстырмалы тығыздықтарын тауып кестені толтырыңдар:
№ Алкан Салыстырмалы тығыздығы
ауа О2 Н2
1 СН4
2 С2Н6
3 С3Н8
2. Қанықан көмірсутектердің қасиеттерін жинақтайтын төмендегі кестені толтырыңдар.
Реакцияның түрі Реакция теңдеуінің мысалы Реакцияның жүру жағдайы Түзілген заттардың аттары
Орынбасу
Айырылу
Жану
ІІІ-тапсырма. Тест сұрақтары.
1. Алкандарға тән емес реакция:
А) жану; В) ыдырау; С) орынбасу; Д) полимерлену.
2. Қалыпты жағдайдагазтектес болатынкөмірсутек;
А) С9Н20 В) С5Н12 С) С7Н16 Д) С3Н8
3. Пропан молекуласының құрамындағы көміртегінің массалық үлесі (%);
А) 50,5; В) 60,9; С) 75,4; д) 81,8.


V. Үй тапсырмасын беру кезеңі.
§ 3.4, 6-9-жаттығулар. Есептер жинағынан тапсырмалар.
І-тапсырма. Жаттау.
Көміртексутектердің галогендік туындылары, құрылысының бірқатар ерекшелігі болады.
Оны түсіндеру үшін хлорметанды мысалға алып, төмендегідей етіптүсіндіруге болады.
Бұл молекуладағы көміртек пен хлор атомдары, электртерістігі жағынан әртүрлі болады.
Сол себептен электрондық бұлттар, хлор атомына қарай ығысады.
Осыған байланысты хлор атомы,ішінара теріс зарядқа ие болады
Керісінше көміртек атомы, ішінара оң зарядқа ие болады.
Осының нәтижесінде хлордың әсері, молекулаларға одан әрі таралады,
Көміртек атомы С-Н байланысындағы электрон тығыздығын,Өз жағына қарай ығыстырады.
Сол себепті хлорметандағы сутек атомдары. Көміртекпен онша берік байланыста болмайды.
Оның өзі молекуланың қасиетіне, әсерін тигізбей қоймайды.
Хлор атомы радикалға әсерін тигізсе,деп ойлама «радикал хлорға әсерін тигізбейді».
Күміс нитратын галоген туындыға енгізсе, әдеттегідейкүміс хлоридінің тұнбасын түзбейді.
Ол молекуладағы хлор ионының, жеке бөлініп шықпайтынын көрсетеді.
Хлор мен радикалдардың әсерлерін, білген адам осылай түсіндіреді.

VІ. Оқушылардың білімін бағалау кезеңі.
Сабақта сұраққа мәнді де мағыналы жауап берген, қосымша сұрақтарға жауап беріп отырған оқушыларды бағалау.
VІІ. Қорытындылау кезеңі.
Жаңа материалды меңгеру дәрежесін тексеру үшін оқушыларға мынадай өзіндік жұмыс бойынша сұрақтар мен жұмбақтар беремін.
І-тапсырма. Жұмбақ.

Фотохимиялық реакция нәтижесінде, метаннан хлорметан,
Хлорметаннан дихлорметан, дихлорметанан трихлорметанан,
Ал одан трихлорметаннан алынды.Дәл осы сияқты басқа көмірсутектер де
Күн сәулесі түскенде хлормен әрекеттесе алады.
Органикалық заттардағы сутекатомдарының
Орнын хлормен басу реакциясы.
«Хлорлану» реакциясы деп аталады.
Осыларға мысал келтіріп.Кім реакция теңдеулерін жазып бере алады?


Рейтинг статьи:
  
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

Мәләмет

Қонақтар тобыдағы қонақтар пікір қалдыра алмайды.