Тема урока: « Классификация и номенклатура органических соединений ». Цель урока: Развитие методологических знаний, а также знаний о многообразии и различии

Дата_____________ Класс_______________
Тема: Изомерия. Упрощенная классификация органических соединений. Цели урока: дать первоначальное понятие об органической химии, органических веществах, их составе, строении, свойствах в сравнении с неорганическими веществами; дать краткую историческую справку о развитии органической химии; ввести определение «изомерии»; рассмотреть классификацию органических соединений.

Ход работы

1. Организационный момент урока. 2. Изучение нового материала ИЗОМЕРЫМногообразие органических соединений объясняется:

Углеродные атомы соединяются друг с другом одинарными и кратными связями, образуя прямые, разветвлённые, замкнутые цепи. Существование явления изомерии. ГОМОЛОГИ

КЛАССИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙВ основу классификации органических веществ положены различия в строении углеродных цепей . В соответствии с этим все органические вещества делятся на: ациклические и циклические.

Ациклические (алифатические) – соединения с открытой (незамкнутой) цепью углеродных атомов. Ациклические соединения, в свою очередь, подразделяются на Предельные (алканы), Непредельные (алкены, алкины, диеновые углеводороды)

Циклические – соединения, в молекулах которых углеродные атомы замкнуты в кольцо.  Карбоциклические – если цикл образован только углеродными атомами, Гетероциклические – если в состав цикла помимо углеродных атомов входят атомы других химических элементов (азота, кислорода, серы)Карбоциклические соединения, в свою очередь, подразделяются алициклические (циклоалканы) и ароматические (соединения, содержащие в составе молекулы одно или несколько бензольных колец).Классификация органических соединений по строению углеродной цепи

Другим классификационным признаком является тип функциональной группы, входящей в состав молекулы органического вещества.Функциональная группа – структурный фрагмент молекулы, единый для конкретного гомологического ряда и определяющий характерные химические свойства данного класса соединений. Классификация функциональных производных углеводородов представлена в следующей таблице.Функциональные производные углеводородов

Приведённая классификация не охватывает, однако всего многообразия органических соединений, поэтому её нельзя считать совершенной. Тем не менее, она облегчает изучение многочисленных органических веществ, так как принадлежность к определённому классу позволяет характеризовать их строение, химические свойства и способы получения.Между всеми классами органических соединений существует генетическая связь, опираясь на которую можно осуществлять взаимные превращения веществ.3. Домашнее задание П. 49, упр. 2, 5, 8. Задача 1 на стр. 163 Классификация органических соединений

Цели урока. Познакомить с принципами классификации органических соединений по строению углеродной цепи и по функциональным группам и на этой основе дать первоначальный обзор основных классов органических соединений.

Оборудование: модели молекул Стюарта - Бриглеба, схема классификации органических соединений.

I. Общие принципы классификации органических соединений

Учитель начинает объяснение нового материала с напоминания о том, насколько велико число известных органических соединений. В этом безбрежном океане легко утонуть не только школьнику, но и опытному химику. Поэтому ученые всегда стремятся классифицировать какое-либо множество «по палочкам», навести порядок в своем хозяйстве. Кстати, не мешает это делать и каждому из нас со своими вещами, чтобы в любой момент знать, где что находится.

Классифицировать вещества можно по разным признакам, например, по составу, строению, свойствам, применению - по столь привычной логической системе признаков. Т. к. в состав всех органических соединений входят атомы углерода, то, очевидно, важнейшим признаком классификации органических веществ может служить порядок их соединения, т. е. строение. По этому признаку все органические вещества разделены на группы в зависимости от того, какой остов (скелет) образуют углеродные атомы, включает ли этот остов какие-либо иные атомы, кроме углерода.

Поскольку знания десятиклассников по органической химии еще очень скудны, при объяснении материала желательно иметь схему, изготовленную в виде плаката или заранее изображенную на доске (рис. 1). Учитель, двигаясь сверху вниз по схеме, поясняет новые для учащихся термины, широко используя при этом прием этимологии (происхождения) химических терминов. Тем самым в ходе объяснения осуществляется принцип гуманитаризации обучения.

Рис 1. Классификация органических соединений

Такое объяснение может быть представлено, например, т. к. известно, что атомы углерода, соединяясь друг с другом, могут образовывать цепи различной длины. Если такая цепь не замкнута, вещество относится к группе ациклических (нециклических) соединений. Замкнутая цепочка углеродных атомов позволяет назвать вещество циклическим.

Атомы углерода в цепочке могут быть связаны как простыми (одинарными), так и двойными, тройными (кратными) связями. Если в молекуле есть хотя бы одна кратная углерод-углеродная связь, она называется непредельной или ненасыщенной, в противном случае - предельной (насыщенной).

Если замкнутую цепочку циклического вещества составляют только атомы углерода, оно называется карбоциклиическим. Однако вместо одного или нескольких атомов углерода в цикле могут оказаться атомы других элементов, например азота, кислорода, серы. Их иногда называют гетероатомами, а соединение - гетероциклическим.

В группе карбоциклических веществ есть особая «полочка», на которой расположены вещества с особым расположением двойных и одинарных связей в цикле. С одним из таких веществ - бензолом - учащиеся уже встречались в курсе 9-го класса. Бензол, его ближайшие и дальние «родственники» называются ароматическими веществами, а остальные карбоциклические соединения - алициклическими.

Важнейшая задача данного урока - познакомить учащихся с основными терминами, применяющимися при классификации органических веществ, но требовать полного понимания каждого термина на данном этапе преждевременно. Ребята просто должны уметь отнести вещества на основании их химического строения к той или иной группе. Кроме того, в дальнейшем при изучении отдельных классов веществ целесообразно возвращаться к данной схеме и акцентировать внимание на том, к какой группе соединений относятся вещества изучаемого класса. В этом случае трудные термины данного урока наполнятся конкретным содержанием и лучше запомнятся.

II. Основные классы органических соединений

Эту часть урока учитель может построить в плане повторения материала курса 9-го класса. Учащиеся накануне получают домашнее задание вспомнить, какие классы органических веществ они изучали в прошлом году. Ребята по очереди выходят к доске, пишут название класса (в порядке их изучения), формулу и название одного из представителей класса, например:

Предельные углеводороды (алканы): СН 3 -СН 3 , этан.

Непредельные (этиленовые) углеводороды (алкены): СН 2 =СН 2 , этилен.

Этот процесс учитель прерывает рядом добавлений. Например, после рассмотрения алкенов он сообщает, что в молекуле углеводорода может быть не одна, а две и более двойных связей. Очень важными с практической точки зрения являются вещества, содержащие две двойные связи - диеновые углеводороды или алкадиены. Учитель дописывает на доске название класса, формулу и название бутадиена-1,3. Если не возникнет вопроса, можно не заострять внимание на номенклатурных правилах построения этого названия - всему свое время. Аналогично после бензола, как представителя ароматических углеводородов, учитель приводит пример одного из алициклов, например циклогексана. Следует обратить внимание на следующие моменты: а) несмотря на схожесть структуры, бензол и циклогексан относятся к разным типам веществ (по схеме классификации); б) отсюда следует, как важно показывать в циклических молекулах наличие кратных связей.

После того как на доске появились названия всех классов углеводородов, необходимо сформулировать понятие функциональная группа. Многие учащиеся вспоминают гидроксильную, альдегидную, карбоксильную группы, аминогруппу. На доске появляются формулы представителей класса спиртов, альдегидов, карбоновых кислот. Учитель дополняет этот перечень простыми и сложными эфирами, кетонами, аминами и нитросоединениями.

Учащиеся пытаются ответить на вопрос, что они понимают под терминами би- или полифункциональные соединения. В качестве примера бифункционального соединения учитель приводит формулу аминокислоты глицина. В завершение обзора он еще раз поясняет, что собой представляют гетероциклические вещества, и записывает формулы пиридина (проводя аналогию с бензолом) и морфолина (аналогия с циклогексаном).

Знакомство с основными классами органических соединений не предполагает запоминания этого материала всеми учащимися, это под силу только сильным ребятам. Однако общее знакомство с этим материалом необходим для понимания логики дальнейшего изложения курса. Учитель рекомендует изготовить на плотной бумаге карточку-шпаргалку с таблицей 3 из учебника. В будущем она пригодится для распознавания классов веществ, при составлении их названий. Научить ребят пользоваться этой таблицей можно при выполнении следующих заданий.

Задание 1. Воспользовавшись схемой классификации органических соединений, определите по формулам классы, к которым относятся следующие вещества.

1-й уровень

2-й уровень

Задание 2. Воспользовавшись карточкой-шпаргалкой, распределите указанные формулы веществ по классам и назовите классы соединений, к которым они относятся.

1-й уровень

2-й уровень

Цели: познакомить учащихся с тривиальными названиями и рациональной номенклатурой; дать общее представление об основных принципах формирования названий органических соединений по международной номенклатуре; формировать умение называть органические соединения по международной номенклатуре, составлять структурные формулы по названию.

Оборудование: карточки - подсказки «Основные классы органических соединений», алгоритм составления формулы и названия, классификация функциональных групп по старшинству, карточки с формулами органических веществ, карточки для индивидуального опроса, презентация к уроку, проектор, компьютер, интерактивная доска.

Ход урока.

Оргмомент: готовность класса к уроку, цели и задачи урока. Актуализация знаний Самостоятельная работа учащихся по карточкам по классификации органических веществ (2 человека) – 3 минуты.
Фронтальная беседа с учащимися по вопросам:

а) Какие вещества относятся к органическим?

б) Что называют гомологическим рядом?

в) Какие вещества называют гомологами?

г) Какие вещества называют изомерами?

д) Какова валентность атома углерода во всех органических соединениях?

е) Что такое функциональная группа?

ж) Какие связи относят к кратным связям и каким классам веществ они характерны?

з) Какие классы органических соединений вам известны? слайд 1

Приведите примеры.

и) Сейчас мы назвали в основном углеводороды. Но есть, же и кислородсодержащие. Например…

и) К каким классам относятся данные вещества (на карточках):

CH3 – CH = CH2 ; С2Н5СООН; C H3 – NH2; С2H5 – О – С2Н5; CH ≡ CH;

3. Проверка выполнения С. Р. слайд 2

III. Изучение нового материала.

Учитель: Итак, мы приступаем к рассмотрению нового материала. Я прошу открыть тетради, записать число и тему сегодняшнего урока – «Номенклатура органических соединений» слайд 3

Что обозначает слово «номенклатура»? слайд 4

Номенклатура – это система названий, употребляющихся в какой-либо науке.

Химическая номенклатура – это система формул и названий химических веществ. Она включает правила составления формул и названий.

Названия органических соединений - это сложные слова, включающие:

1. обозначение углеродных цепей;

2. обозначение боковых цепей;

3. обозначение кратности связей между атомами;

4. обозначение характеристических групп;

5. числовые приставки (умножающие префиксы);

6. цифры или буквы (локанты);

7. разделительные знаки (дефисы, запятые, точки, скобки).

Мы будем знакомиться с основами формирования названий органических соединений по международной номенклатуре.

Небольшая историческая справка.

Кроме международной номенклатуры в органической химии используются: слайд 5

Ученик 1: Тривиальная (историческая) номенклатура — первая номенклатура, возникшая в начале развития органической химии, когда не существовало классификации и теории строения органических соединений. Органическим соединениям давали случайные названия по источнику получения (щавелевая кислота, яблочная кислота, ванилин), цвету или запаху (ароматические соединения), реже — по

химическим свойствам (парафины). Многие такие названия часто применяются до сих пор. Например: мочевина, толуол, ксилол, индиго, уксусная кислота, масляная кислота, валериановая кислота, гликоль, аланин и многие другие.

Учитель: Да, конечно, химики и сейчас редко называют ацетилен этином, а муравьиную кислоту – метановой. Следующий вид номенклатуры – рациональная.

Ученик 2: Рациональная номенклатура — по этой номенклатуре за основу наименования органического соединения обычно принимают название наиболее простого (чаще всего первого) члена данного гомологического ряда. Все остальные соединения рассматриваются как производные этого соединения, образованные замещением в нем атомов водорода углеводородными или иными радикалами (например: триметилуксусный альдегид, метиламин, хлоруксусная кислота, метиловый спирт). В настоящее время такая номенклатура применяется только в тех случаях, когда она дает особенно наглядное представление о соединении.

Учитель: Спасибо.

Число органических соединений растёт в геометрической прогрессии. Химикам разных стран стало трудно общаться, поскольку одни и те же вещества имели разные названия, а под одним названием подразумевали несколько веществ. Химики всех стран, входящих в Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) создали специальный комитет, который выработал основы единой для всех органических веществ номенклатуры. Эту номенклатуру называют международной или систематической номенклатурой ИЮПАК.

Систематическая номенклатура основывается на современной теории строения и классификации органических соединений и пытается решить главную проблему номенклатуры: название каждого органического соединения должно содержать правильные названия функций (заместителей) и основного скелета углеводорода и должно быть таким, чтобы по названию можно было написать единственно правильную структурную формулу.

Основы международной номенклатуры органических соединений.

Для того чтобы уметь пользоваться ею, нужно совсем немного:

Знать сведения таблицы 3. «Основные классы органических соединений» стр. 33 учебника и дополненная в тетради и уметь ими пользоваться. слайд 6 Хорошо знать названия первых представителей гомологического ряда предельных углеводородов (от метана до декана) и радикалов. Таблица в тетради на первой странице. И для повторения я предлагаю следующее стихотворение, а вы мне помогите: слайд 7

Раз, два, три, четыре, пять, Шесть - гексан, а семь- гептан.

Учим новые слова: А в октане, как в октаве,

Мета - раз, а эта - два. Восемь атомов в составе.

Три - пропан, бутан - четыре, Соответственно Закону

Все соседи по квартире. Атом девять значит нона.

Вьется атомная лента, Наконец, как истукан,

Номер пятый будет пента. Возвышается декан.

Если данное количество атомов углерода находится в главной цепи – то используем названия по числу атомов углерода, если же цепь боковая, т. е. углеводородный радикал, то и названия берём радикала (с суффиксом – ил). слайд 7

Названия углеродных цепей

Цепь Главная Боковая (углеводородный радикал)

С мет метил

С2 эт этил

С3 проп пропил

С4 бут бутил

С5 пент пентил

С6 гекс гексил

С7 гепт гептил

С9 нон нонил

Необходимо помнить о кратности связей и суффиксах, которые при этом используют.

Обозначение степени насыщенности связей

С-С С=С С≡С

И, последнее, нужно знать названия числовых приставок, указывающих на число одинаковых структурных элементов.

Хорошо знать алгоритм названия веществ ациклического строения: алгоритм у вас перед глазами, дома вклеите этот листочек себе в тетрадь, а так же нам помогает учебник стр. 37.

1. Выбрать самую длинную углеродную цепь. сразу на примере

2. Пронумеровать её с той стороны, к которой ближе радикалы, или старший заместитель, или кратная связь (в зависимости от класса вещества).

Порядок старшинства основных групп указан в таблице. Данная таблица есть у вас на парте

слайд 8 рис.2

а также порядок старшинства основных групп так же указан на стр. 37 учебника.

3. Указать в префиксе (те же приставки, но специфические, химические)

положение (номер атома углерода) и название радикала, заместителя, функциональной группы в алфавитном порядке.

4. Записать корень, соответствующий числу атомов углерода в главной цепи.

5. Если есть двойная связь, то после корня поставить суффикс - ен с указанием положения связи в цепи; для тройной связи использовать суффикс - ин. Если кратных связей нет – суффикс - ан.

6. После этого указать суффикс, соответствующий кетону, альдегиду или кислоте, если есть соответствующие функциональные группы. Для кетонов указывается положение функциональной группы.

7. Если в веществе несколько одинаковых радикалов, заместителей, связей или функциональных групп, то они называются вместе, с использованием числительных:

2 – ди, 3 – три, 4 – тетра и т. д.

8. При написании названия все цифры отделяются друг от друга запятыми, а от букв – дефисами.

1. Пример: (разбирается учителем на доске, по пунктам алгоритма)

СН3 – СН – СН – СН – СООН

СН3 СН3 NH2 2 - амино – 3,4 – диметилпентановая кислота.

1.Поскольку в главной цепи пять атомов углерода, основа названия - пентан.

2. В молекуле есть функциональная группа – - СООН карбоксильная. На её присуствие указывает - овая кислота

3. В главной цепи есть три заместителя:

амино –группа, её положение указывается цифрой 2,

и две метильные группы. На число метильных групп указывает частица ди-, а на положение в цепи цифры 3,4. Между цифрами есть запятая, цифры от букв отделены дефисом.

Разбор нескольких примеров на таблице номенклатуры органических веществ.

(таблица 5 и таблица 6).

III Закрепление.

Самостоятельно дать названия органическим веществам, указанным на доске слайд 9:

CН ≡ С - СН2 - СН - СН2 - СН3 СН3 - СН2 - С = СН - СООН

СН2 - СН - СН2 - СН2 - СН3 СН3 - С = СН - СН3

СН2 = С - СН - СН2 - СН2 - СН3

C2H5 CH3 проверка выполнения задания у доски.

1. Расшифруйте название вещества, формула которого: слайд 10

СН3 – С = СН – СН2 – СН3

СН3 2 – метилпентен – 2

1. В главной цепочке 5 углеродных атомов, поэтому основа названия – пентан (по названию соответствующего алкана).

2. Так как в молекуле имеется двойная связь, суффикс - ан в основе названия изменяется на – ен.

3. После основы названия указано положение двойной связи в цепи: она начинается от второго углеродного атома.

4. В главной цепи имеется один заместитель - метил СН3 . Он называется перед основой названия с указанием положения в цепи: при втором атоме углерода.

Работа в парах. слайд 11

1. Назовите вещество по международной номенклатуре:

НО – СН2 - С – СН2 - СН3

2. Составьте формулу вещества: 2,3 – диметилбутен – 1.

(с использованием алгоритма 2)

3. Проверьте правильность выполнения задания.

IV. Отработка навыков составления формулы органического вещества по его названию.

Для выполнения этой части урока используется диск виртуальная школа «Уроки химии Кирилла и Мефодия 10 – 11 классы » - составление формул.

V. слайд 12. Домашнее задание: § 6, выучить названия алканов, первых трёх радикалов, названия четырёх числовых приставок, алгоритм названия веществ ациклического строения,

Упр. 1(б, г,д, е), 2 (а, б,в, г). стр.38

school-collection. edu. ru Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов, в раздел «коллекции» . Номенклатура органических веществ.

V. Итог урока. Оценки.

Используемая литература:

1. Химия 10 класс.

2. . Настольная книга учителя химии 10 класс

3. . Химия в схемах и таблицах

4. . Органическая химия. Задачи и упражнения.

Классификация органических соединений
Урок химии в 10 классе

Учитель химии

МОУСОШ №6 г. Нягани

ХМАО-Югры Тюменской области

Классификация соединений по строению углеродной цепи

Ациклические соединения - соединения с открытой (незамкнутой) углеродной цепью. Эти соединения называются также алифатическими.

Среди ациклических соединений различают предельные (насыщенные), содержащие в скелете только одинарные связи C-C и непредельные (ненасыщенные), включающие кратные связи C=C и C ≡C.

Ациклические соединения

Циклические соединения -

В зависимости от природы атомов, составляющих цикл, различают карбоциклические и гетероциклические соединения.

Карбоциклические соединения содержат в цикле только атомы углерода. Они делятся на две существенно различающихся по химическим свойствам группы: алифатические циклические - сокращенно алициклические - и ароматические соединения.

Гетероциклические соединения

(от греч. heteros - другой, иной) - кислород, азот, серу и др.

Классификация соединений по функциональным группам

Соединения, в состав которых входят только углерод и водород, называются углеводородами. Другие, более многочисленные, органические соединения можно рассматривать как производные углеводородов, которые образуются при введении в углеводороды функциональных групп, содержащих другие элементы. В зависимости от природы функциональных групп органические соединения делят на классы.

В состав молекул органических соединений могут входить две или более одинаковых или различных функциональных групп.
Например:

HO-CH2-CH2-OH (этиленгликоль);

NH2-CH2-COOH (аминокислота глицин).

Все классы органических соединений взаимосвязаны. Переход от одних классов соединений к другим осуществляется в основном за счет превращения функциональных групп без изменения углеродного скелета. Соединения каждого класса составляют гомологический ряд.

Список использованной литературы и Интернет-ресурса

Габриелян О. С., Маскаев Ф. Н., Пономарев С. Ю., Теренин В. И.Химия. 10 класс. Профильный уровень. М. Дрофа, 2009

Чертков И.Н. Методика формирований у учащихся основных понятий органической химии. – М.: Просвещение: 1991

www.uchportal.ru/load/60-1-0-9056

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

«Строение и классификация органических соединений.Химические реакции в органической химии».

Контрольная работа по теме «Строение и классификация органических соединений. Химические реакции в органической химии»....

КЛАССИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.

Цели:

Образовательная – изучить классификацию органических соединений, общие формулы, функциональные группы.

Развивающая – развивать знания учащихся по основным классам органическим соединениям.

Воспитательная – воспитывать культуру речи.

Средства обучения: плакат «Гибридизация электронных облаков».

Тип урока: репродуктивный

Ход урока: 1) Организационный момент

2) Классификация органических соединений

А) ациклические соединения (не содержат замкнутых цепей);

Б) карбоциклические соединения (содержат циклы);

В) гетероциклические соединения (замкнутая цепь с другими атомами).

Функциональная группа – группа атомов, которая определяет наиболее характерные химические свойства вещества и его принадлежность к определенному классу.

Ациклические соединения – органические соединения, состоящие из нормальных и разветвленных цепей.

1. Алканы – углеводороды, в молекулах которых атомы связаны одинарными связями и соответствующие общей формуле:

С n H 2 n +2

2.Алкены – углеводороды, содержащие в молекуле двойную связь (=) и соответствующие общей формуле:

C n H 2 n

3. Алкадиены – углеводороды, содержащие в молекуле две двойные связи (=, =) и соответствующие общей формуле:

С n H 2 n -2

4.Алкины – углеводороды, содержащие в молекуле одну тройную связь и соответствующие общей формуле:

C n H 2 n -2

5. Галогенопроизводные углеводороды – органические соединения, содержащие в молекуле, кроме атомов углерода и водорода, атомы галогена:

R – Г

6. Спирты – углеводороды, содержащие функциональную группу спиртов (- ОН):

R – OH

7. Альдегиды

8. Кетоны – углеводороды, содержащие карбонильную группу и соответствующие общей формуле:

R – C – R

9. Карбоновые кислоты – углеводороды, содержащие карбоксильную группу:

R – C

10. Простые эфиры – продукт замещения атома водорода в гидроксильной группе спиртов на у/в радикал

R – O – R

11. Сложные эфиры – у/в содержащие сложноэфирную группу

R – C

O - R

12. Нитросоединения – у/в, содержащие нитрогруппу (- NO 2)

13. Амины – у/в, содержащие аминогруппу (- NH 2).

Домашнее задание: Учить классы органических соединений.