Конспект уроку «Оптична ізомерія» з хімії для 10 класу
- Тип
- Конспект уроку
- Клас
- 10 клас
- Предмет
- Хімія
- Етапів
- 7
- Тривалість
- 45 хв
Файл для друку: хід уроку, завдання з відповідями, безпека.
- PDF для друку
- Нотатки для вчителя
- Тести класу за посиланням у кабінеті
- Свій PDF або Word стає інтерактивним уроком
Кабінет вчителя безкоштовний, картку не питаємо.
Конспект уроку на 45 хвилин за § 35 підручника Величко (с. 192–194) містить сім етапів із хронометражем, три активності у «Вивченні нового», чотири завдання для закріплення, п'ять запитань для актуалізації та шість запитань у розділі FAQ. Підійде вчителю хімії в 10 класі для підготовки до уроку, а учневі допоможе повторити тему за запитаннями й відповідями. Усі досліди безпечні й виконуються на побутових об'єктах та моделях.
«У полі спостереження випадок допомагає лише підготовленому розуму.» (Луї Пастер)
Мета уроку
Знаннєві
- Учень/учениця записує молекулярні формули фруктози, рибози й дезоксирибози.
- Називає причину існування оптичних ізомерів.
- Називає кількість оптичних ізомерів глюкози й обґрунтовує її формулою 2ⁿ.
Діяльнісні
- Порівнює глюкозу й фруктозу за будовою та властивостями.
- Визначає асиметричний атом Карбону в записаній формулі.
- Розрізняє структурну й оптичну ізомерію.
Ціннісні
- Оцінює значення оптичної ізомерії для функціонування білків, нуклеїнових кислот і ферментів.
- Дотримується правил безпеки під час спостереження за дослідом.
Проблемне питання уроку
Чому дві молекули з однаковим складом і однаковими фізичними й хімічними властивостями вважають різними речовинами?
Базові поняття і терміни
фруктоза, кетоноспирт, рибоза й дезоксирибоза, асиметричний атом Карбону, оптичні ізомери (антиподи), просторова (стерео) ізомерія.
Міжпредметні зв'язки
- Біологія. Рибоза й дезоксирибоза в складі РНК і ДНК, значення просторової будови для білків і ферментів
- Основи здоров'я. Фруктоза в яблуках, томатах і меді як складник харчування
- Математика. Формула 2ⁿ для підрахунку кількості оптичних ізомерів
Обладнання та реактиви
- кулькові моделі атомів Карбону, Гідрогену, Флуору, Брому й Хлору (або пластилін чотирьох кольорів і зубочистки)
- ліва й права рукавички
- мед і цукор-рафінад
- яблуко й томат для виставки
- таблетки глюкози з аптеки
- розчини CuSO₄ і NaOH (розведений), 2 пробірки, тримач, спиртівка, захисні окуляри
- проєктор з малюнками 121 і 122 підручника
Демонстрації
Дві моделі CHFClBr із поміненими місцями Br і F не вдається сумістити накладанням, як ліву й праву рукавички
При нагріванні меду й розчину цукру-рафінаду з Cu(OH)₂ у розчині меду з'являється червоний осад Cu₂O, а в розчині цукру-рафінаду його немає
Безпека
- Нагрівання пробірок із Cu(OH)₂ виконує лише вчитель, у захисних окулярах, тримаючи пробірку отвором від учнів.
- Розведений розчин NaOH і солі міді не торкатися руками; у разі потрапляння на шкіру негайно змити проточною водою й повідомити вчителя.
- Мед, цукор і таблетки глюкози з демонстрації не куштувати, адже посуд для досліду лабораторний.
- Спиртівку запалює тільки вчитель. Відстань від учнівських парт становить не менше метра.
- Фенол, бром, натрій і концентровані луги на уроці не використовують.
Що відкриває безкоштовний кабінет
З PDF або Word в інтерактивний урокЗавантажте свій файл із завданнями, кабінет перетворить його на онлайн-тест з автоперевіркою.
Конструктор тестів за 5 хвилинСкладіть тест із власних запитань і видайте класу за посиланням.
Автоперевірка та журнал класуУчні проходять без реєстрації, результати й типові помилки класу в одному місці.
Матеріал на запит позачерговоПотрібна тема, якої немає на сайті? Замовте, зробимо для вас безкоштовно.Картку не питаємо, реєстрація за дві хвилини.
Структура уроку
- Організаційний момент, 1 хв
- Актуалізація, 5 хв
- Мотивація, 3 хв
- Вивчення нового, 21 хв
- Закріплення, 9 хв
- Рефлексія, 4 хв
- Домашнє завдання, 2 хв
Хід уроку
Організаційний момент — 1 хв
Учитель: Вітається, перевіряє готовність класу, записує на дошці тему й проблемне питання.
Учні: Вітаються, готують зошити й підручники, записують тему.
Зміст етапу
Тема «Інші моносахариди. Оптична ізомерія». Проблемне питання записане на дошці й чекає на відповідь наприкінці уроку.
Актуалізація — 5 хв
Учитель: Проводить мозковий штурм, ставить п'ять коротких запитань по черзі, кожне на одну хвилину.
Учні: Кожен письмово одним рядком у зошиті відповідає на кожне запитання, потім звіряє з відповіддю вчителя.
Зміст етапу
1. Яка молекулярна формула глюкози? C₆H₁₂O₆. 2. Які дві функціональні групи є у відкритій формі глюкози? Альдегідна й гідроксильні, тому глюкоза є альдегідоспиртом. 3. Яка реакція виявляє альдегідну групу і яка її ознака? Реакція «срібного дзеркала», на стінках пробірки з'являється наліт срібла. 4. Які ще перетворення глюкози ви знаєте? Спиртове бродіння C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ і повне окиснення до CO₂ та H₂O. 5. Що таке структурні ізомери? Це сполуки однакового складу, але різної послідовності сполучення атомів.
Мотивація — 3 хв
Учитель: Показує виставку: мед, яблуко, томат, цукор-рафінад, таблетки глюкози, дві рукавички. Ставить проблемне питання. Досліду немає.
Учні: Розглядають предмети, висловлюють здогади про спільне, пробують накласти ліву рукавичку на праву.
Зміст етапу
Запитання такі. Що спільного в меду, яблука й томата? (У них є фруктоза, найсолодший вуглевод.) Чи можна сумістити ліву й праву рукавичку? (Ні, хоча вони однакові за складом.) Проблемне питання полягає в тому, чому дві молекули з однаковим складом і однаковими фізичними й хімічними властивостями вважають різними речовинами. Урок дасть відповідь.
Вивчення нового — 21 хв
Учитель: Організовує три активності, ставить запитання, виконує демонстрації, підводить підсумок кожної.
Учні: Працюють із текстом підручника, заповнюють таблицю в парах, спостерігають за моделями й дослідом і відповідають на запитання.
Зміст етапу
Активність 1 — робота з текстом (6 хв), підручник с. 192–194. Запитання: чим фруктоза відрізняється від глюкози? (П'ятичленний цикл і кетоноспирт у відкритій формі; реакції «срібного дзеркала» не дає, с. 192.) Що є причиною оптичної ізомерії? (Асиметричний атом Карбону — з чотирма різними замісниками, с. 193.) Чим відрізняються властивості оптичних ізомерів? (Лише деякими оптичними характеристиками, с. 193.) Скільки оптичних ізомерів у глюкози? (2⁴ = 16, тобто 8 пар антиподів, с. 194.) Яке значення має оптична ізомерія для живих організмів? (Особливе значення для функціонування білків, нуклеїнових кислот і ферментів; від просторової будови залежать і властивості природних та синтетичних полімерів, с. 194.) Продукт: чотири тези в зошиті. Активність 2 — таблиця в парах (6 хв). Заповніть рядки для глюкози, фруктози, рибози й дезоксирибози: формула, група у відкритій формі, розмір циклу, де трапляється. Очікувано: глюкоза — C₆H₁₂O₆, альдегідоспирт, шестичленний цикл, дає «срібне дзеркало»; фруктоза — C₆H₁₂O₆, кетоноспирт, п'ятичленний цикл, яблука, томати, мед (до 50 %); рибоза — C₅H₁₀O₅, пентоза, п'ятичленний цикл (мал. на с. 192), входить до РНК; дезоксирибоза — C₅H₁₀O₄, пентоза, п'ятичленний цикл (мал. на с. 192), при другому атомі Карбону Гідроген замість OH, входить до ДНК. Продукт: заповнена таблиця. Активність 3 — демонстрації (9 хв): а) моделі CHFClBr: дві моделі, на одній міняємо місцями Br і F (мал. 121); питання для спостереження: чи можна сумістити моделі? Висновок: ні, вони — дзеркальне відображення, антиподи; б) дослід на побутових об'єктах: розчини меду й цукру-рафінаду нагріти з Cu(OH)₂; питання: в якій пробірці з'явився червоний осад і що це означає? Очікувано: у розчині меду — Cu₂O, бо в ньому є глюкоза з альдегідною групою; цукор-рафінад (сахароза) альдегідної групи не має, с. 195. Продукт: висновок із двох речень у зошиті.
Закріплення — 9 хв
Учитель: Видає чотири завдання з розділу нижче, перевіряє відповіді вибірково.
Учні: Виконують завдання письмово, сусіди перевіряють одне в одного за відповідями вчителя.
Рефлексія — 4 хв
Учитель: Повертається до проблемного питання, пропонує прийом із розділу нижче.
Учні: Письмово відповідають на проблемне питання, на решту відповідають усно.
Домашнє завдання — 2 хв
Учитель: Оголошує й коротко пояснює базове завдання та завдання за вибором.
Учні: Записують у щоденники.
Завдання для закріплення
Наведіть приклади гексоз і пентоз і запишіть їхні молекулярні формули.
Відповідь
Гексози: глюкоза й фруктоза, C₆H₁₂O₆. Пентози: рибоза C₅H₁₀O₅ і дезоксирибоза C₅H₁₀O₄.
Яка з речовин — CH₂Cl₂, CHFClBr, CH₃Br — має оптичні ізомери? Поясніть, чому.
Відповідь
CHFClBr: атом Карбону зв'язаний із чотирма різними замісниками (H, F, Cl, Br), тому існують дві молекули — дзеркальні відображення одна одної. В інших молекулах є однакові замісники.
Скільки оптичних ізомерів (за формулою 2ⁿ) і скільки пар антиподів можна очікувати в молекулі з трьома асиметричними атомами Карбону?
Відповідь
2³ = 8 ізомерів, тобто 4 пари антиподів.
Фруктоза має той самий склад, що й глюкоза. Складіть рівняння її повного окиснення (горіння).
Відповідь
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O.
Диференціація
Сильним: Намалюйте перспективні формули двох антиподів молекули CHBrClI (поміняйте місцями два замісники) і поясніть, чому їх не можна сумістити.
Підтримка: Алгоритм такий. Випишіть чотири замісники біля атома Карбону; якщо всі різні, атом асиметричний. Розгляньте зразок. У 2-хлорбутані при другому атомі Карбону замісники H, Cl, CH₃ і C₂H₅ усі різні, тож атом асиметричний; у хлорметані CH₃Cl три замісники однакові (H), тому він не асиметричний. Застосуйте алгоритм до CH₂FCl і CHBrClI. У якій із молекул є асиметричний атом Карбону?
Домашнє завдання
Базове: § 35, с. 192–194; письмово відповісти на запитання 6 і 7 після параграфа (с. 194).
За вибором: У завданні 8 (с. 194) потрібно скласти формули антиподів двох зображених гексоз або підготувати коротке повідомлення про значення оптичної ізомерії для білків, нуклеїнових кислот і ферментів.
Рефлексія
Прийом «Одне речення» передбачає письмову відповідь на проблемне питання (наприклад, молекули-антиподи мають однакові властивості, але вони є дзеркальними відображеннями з асиметричним атомом Карбону й не суміщаються, тому це різні речовини). Усно кілька учнів завершують фразу «Найцікавіше сьогодні було...».
Історична довідка
Назва «оптичні ізомери» виникла тому, що такі сполуки мають однакові фізичні й хімічні властивості, але різняться деякими оптичними характеристиками. Назва «дезоксирибоза» означає «без Оксигену», оскільки при другому атомі Карбону замість гідроксильної групи стоїть Гідроген.
Місце уроку в темі
Попередній урок: Глюкоза. Склад, будова, реакція «срібного дзеркала», спиртове бродіння, повне окиснення.
Наступний урок: § 36. Сахароза. Дисахарид із залишків α-глюкози та β-фруктози, гідроліз, виробництво цукру.
Часті запитання
Що таке оптична ізомерія?
Це явище, за якого існують сполуки однакового складу й однакової послідовності зв'язків, але різної просторової будови. Їхні молекули є дзеркальним відображенням одна одної й не суміщаються. Такі сполуки називають оптичними ізомерами.
Що таке асиметричний атом Карбону?
Це атом Карбону, зв'язаний із чотирма різними замісниками. Саме він є причиною існування оптичних ізомерів. У молекулі глюкози таких атомів чотири, а саме другий, третій, четвертий і п'ятий.
Чому оптичні ізомери називають антиподами?
Антиподами називають молекули, які є дзеркальним відображенням одна одної, як ліва і права руки. Їх неможливо сумістити ні на моделях, ні на папері.
Скільки оптичних ізомерів має глюкоза?
У молекулі глюкози чотири асиметричні атоми Карбону, тому кількість ізомерів дорівнює 2⁴ = 16. Це 8 пар антиподів.
Чим фруктоза відрізняється від глюкози?
Склад у них однаковий, C₆H₁₂O₆, тож вони є структурними ізомерами. Фруктоза утворює п'ятичленний цикл, а в її відкритій формі є кетонна група (кетоноспирт). На відміну від глюкози, вона не дає реакції «срібного дзеркала».
Чим відрізняються рибоза й дезоксирибоза?
Рибоза має склад C₅H₁₀O₅, а дезоксирибоза має склад C₅H₁₀O₄. У дезоксирибози до другого атома Карбону замість гідроксильної групи приєднаний Гідроген. Звідси назва «дезокси», тобто без Оксигену. Рибоза входить до РНК, а дезоксирибоза входить до ДНК.
Джерело
Величко. Хімія, 10 клас (проф), с. 191–198.
Не знайшли потрібну тему?
Напишіть предмет, клас і тему. Зробимо матеріал для вас позачергово, безкоштовно, і повідомимо, коли він буде готовий.
Далі відкриється безкоштовна реєстрація кабінету вчителя, запит збережеться автоматично.
Створіть кабінет і проводьте тести з класом за посиланням
Перевірка автоматична, результати всього класу в одному місці, готові контрольні з 10 предметів, конструктор завдань і перетворення PDF або Word на інтерактивний урок. Потрібної теми немає? Зробимо на запит.
