Rzędowość atomów węgla w związkach organicznych, Ćwiczenia z Chemia

Pobierz Rzędowość atomów węgla w związkach organicznych i więcej Ćwiczenia w PDF z Chemia tylko na Docsity!

Rzędowość atomów węgla w związkach

organicznych

Wprowadzenie Przeczytaj Animacja Sprawdź się Dla nauczyciela

Pojęcie rzędowości znane jest nie tylko w chemii. Terminem tym opisywano dawniej ubrania, np. marynarki. Te jednorzędowe posiadały fason bardziej wcięty, a dwurzędowe były nieco luźniejsze. Przez rzędowość rozumiano ilość rzędów guzików naszytych na jej przodzie. Z pojęciem rzędu możemy się również spotkać na każdym stadionie piłkarskim. Ten, kto chociaż raz zasiadał na trybunach, znalazł się w jednym z kilkudziesięciu rzędów, które razem tworzą trybuny.

Czy Twoim zdaniem sposób, w jaki połączone są ze sobą atomy węgla w związkach organicznych, może mieć związek z rzędowością? Czy potrafisz wyjaśnić, jak określa się rzędowość atomów węgla oraz co to pojęcie oznacza w chemii?

Twoje cele

Zdefiniujesz pojęcie rzędowości atomu. Odróżnisz od siebie atomy węgla o różnej rzędowości. Określisz liczbę atomów węgla danego rzędu w różnych związkach organicznych.

Na trybunach stadionu miejsca siedzące ułożone są w rzędy. Źródło: dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna.

Rzędowość atomów węgla w związkach organicznych

Rzędowość w alkanach

Atomy węgla w alkanach i innych związkach organicznych zostały sklasyfikowane na podstawie liczby innych atomów węgla bezpośrednio z nimi związanych.

Najprostszym związkiem organicznym jest metan – pierwszy z szeregu homologicznego alkanów. Cząsteczka metanu, o wzorze sumarycznym , posiada wyłącznie jeden atom węgla

Oznacza to, że w cząsteczce metanu nie można mówić o rzędowości atomu węgla.

Wzór strukturalny metanu Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

A co z innymi alkanami?

Przykład 1

Przeanalizujmy wzór półstrukturalny cząsteczki alkanu o rozgałęzionej budowie. Ile atomów pierwszo- , drugo- i trzeciorzędowych można wskazać w poniższej cząsteczce?

CH 4

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W cząsteczce atom węgla w grupach jest pierwszorzędowy. Aby określić rzędowość pozostałych atomów węgla przyjrzyj się, z iloma innymi atomami węgla tworzą wiązania.

Rzędowość atomów węgla w rozgałęzionym alkanie Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

alkany

węglowodory o wzorze ogólnym (gdzie – liczba całkowita); nazywane węglowodorami nasyconymi, ponieważ mają maksymalną liczbę atomów wodoru przypadającą na jeden atom węgla, a w cząsteczkach występują wiązania pojedyncze

— CH 3

CnH 2 n+2 n

Animacja

Polecenie 1

Czy umiesz zdefiniować pojęcie rzędowości atomów węgla w związkach organicznych? Czy potrafisz określić rzędowość atomu w cząsteczce węglowodoru, alkoholu lub halogenków alkilowych? Zapoznaj się z poniższą animacją i wykonaj zadania.

Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DNFJSoT6H Animacja pt. „Rzędowość atomów węgla w związkach organicznych”. Źródło: GroMar Sp. z o.o., Małgorzata Ambroziak, licencja: CC BY-SA 3.0.

Film nawiązujący do treści materiału - dotyczy rzędowości atomów węgla.

Ćwiczenie 1 Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 2

Wybierz poprawne dokończenie poniższego zdania.

Przedrostek tert- w nazwach związków określa:

rzędowość alkoholu.

konfigurację absolutną związku.

aktywność optyczną.

stopień podstawienia alkilem danego atomu węgla.

Ćwiczenie 2

Oceń rzędowość atomu węgla zaznaczonego strzałką.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

czwartorzędowy

pierwszorzędowy

drugorzędowy

trzeciorzędowy

Ćwiczenie 3

Zaznacz cząsteczki, w których występuje czwartorzędowy atom węgla.

Ćwiczenie 5

Budowa związku opisana jest następującym wzorem:

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W powyższej cząsteczce wyróżnić można atomy węgla o różnej rzędowości. Określ rzędowość atomów węgla oznaczonych numerami , , , przeciągając w puste pola odpowiednie wyrażenia.

X

1 2 3

Rzędowość atomów węgla: numer numer numer

1 2 3

drugorzędowy pierwszorzędowy czwartorzędowy drugorzędowy trzeciorzędowy trzeciorzędowy

Ćwiczenie 6

Poniżej przedstawiono wzór strukturalny izomeru pewnego alkanu. Zaznacz na rysunku wszystkie atomy węgla.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

2°

Ćwiczenie 7

Oceń liczbę atomów węgla o różnej rzędowości w poniższej cząsteczce. Uzupełnij tabelę, wstawiając odpowiednie cyfry.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

pierwszorzędowych, drugorzędowych, trzeciorzędowych, czwartorzędowych, 1, 4, 6

Liczba atomów węgla

pierwszorzędowych

drugorzędowych

trzeciorzędowych

czwartorzędowych

Ćwiczenie 8

Narysuj wzór strukturalny cząsteczki o wzorze tak, aby w cząsteczce znajdowały się trzy pierwszorzędowe atomy węgla.

C 5 H 12

Rozwiązanie oraz odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

Zaloguj się, aby dodać ilustrację.

odróżnia od siebie atomy węgla o różnej rzędowości; określa liczbę atomów węgla danego rzędu w różnych związkach organicznych.

Strategie nauczania:

asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

dyskusja dydaktyczna; ćwiczenia uczniowskie; analiza materiału źródłowego; technika bateria; modelowanie; animacje.

Formy pracy:

praca indywidualna; praca w parach; praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; rzutnik multimedialny; modele kulkowo‐pręcikowe.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla na tablicy interaktywnej okładkę e‐materiału, na której widoczne są trybuny stadionu. Po czym zadaje uczniom pytania: Czy wiecie co oznacza, że marynarka jest jednorzędowa? [Uczniowie powinni odpowiedzieć: oznacza to, że posiada jeden rząd guzików na przodzie marynarki.] Nauczyciel zadaje kolejne pytania: Jak rozumiecie pojęcie rzędowości w odniesieniu do stadionu piłkarskiego? [Uczniowie powinni odpowiedzieć: są to kolejne szeregi siedzeń]. Nauczyciel następnie wyświetla na tablicy interaktywnej fragment z wprowadzenia do e‐materiału: Czy Twoim zdaniem, sposób, w jaki połączone są ze sobą atomy węgla w związkach organicznych może mieć związek z rzędowością? Czy potrafisz wyjaśnić, w jaki sposób określa się rzędowość atomów węgla oraz co to pojęcie oznacza w chemii?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się odpowiedzieć na pytanie: W jaki sposób określa się rzędowość atomów węgla?
3. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują w portfolio.

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie samodzielnie analizują tekst źródłowy e‐materiału zawarty w sekcji „przeczytaj”, po czym chętny uczeń na forum klasy przedstawia zasady określania rzędowości atomów węgla w cząsteczce na konkretnym przykładzie. Pozostali uczniowie weryfikują merytoryczność wypowiedzi ucznia. Jeśli jakieś kwestie są niezrozumiałe, prowadzący zajęcia wyjaśnia je na forum klasy.
2. Modelowanie. Nauczyciel rozdaje uczniom modele kulkowo‐pręcikowe – praca w parach. Uczniowie mają za zadanie zbudować modele cząsteczek przedstawionych w przykładzie 1 w części „przeczytaj” e‐materiału, a następnie wskazać atomy pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwarto‐rzędowe. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów. Następnie nauczyciel podaje przykłady innych związków chemicznych do skonstruowania przez uczniów i wskazania rzędowości atomów węgla (np.: 2,2,4‐trimetylopentan, 3‐etylo‐2- metylopentan, 3‐etylo‐2,2‐dimetylopentan, 3,5‐dimetyloheptan, 2,2,3,3‐tetrametylobu tan).
3. Uczniowie samodzielnie analizują medium bazowe – animację, po czym wspólnie z nauczycielem rozwiązują zadania do medium.
4. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Uczniowie wykonują zadania od najłatwiejszych. Nauczyciel może wyświetlić treść poleceń na tablicy multimedialnej. Po każdym przeczytanym poleceniu nauczyciel daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętny uczeń z danej pary udziela odpowiedzi/prezentuje rozwiązanie na tablicy. Pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej, proponując ewentualnie swoje pomysły. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej. Podczas rozwiązywania zadań uczniowie budują modele cząsteczek.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie na planszy z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‐10% zaznaczają samoprzylepnymi karteczkami w jakim stopniu opanowali zagadnienia wynikające z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. W przypadku, gdy bateria nie jest naładowana w 100%, zastanawiają się w jaki sposób podnieść swój poziom posiadanej wiedzy?

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‐materiale w sekcji „Sprawdź się”, których nie zdążyli wykonać na lekcji.