Презентація «Алкадієни» з хімії для 10 класу

Нагадайте, що учні вже знають про один подвійний зв’язок в алкенах. Запропонуйте перейти до загадки й поки не називайте нову групу вуглеводнів.

Відповідь: алкадієни. Дайте учням час пов’язати число два зі складом молекули, а тоді попросіть запропонувати назву. Уточніть, що чотири атоми Карбону має наведений у підручнику бута-1,3-дієн, а не кожен алкадієн. Типова помилка полягає в тому, щоб назвати алкени, згадавши лише наявність подвійного зв’язку.

Тепер відкрийте назву теми й окресліть три частини уроку, будову, реакції та каучук. Підкресліть, що розташування подвійних зв’язків впливає на перебіг приєднання. Не переходьте до реакцій раніше, ніж учні навчаться розрізняти наведені структури.

Прочитайте результати як дії, які учень зможе виконати наприкінці уроку. Зверніть увагу, що назва бута-1,3-дієну вказує саме положення обох подвійних зв’язків. Наприкінці поверніться до цих пунктів для короткої самоперевірки.

Покажіть на структурі два зв’язки C=C і попросіть полічити атоми Карбону та Гідрогену. Для чотирьох атомів Карбону загальна формула дає C₄H₆. Поясніть, що C₄H₆ є молекулярною формулою, а запис із рисками показує порядок сполучення атомів. Типова помилка, приймати індекс 1,3 за кількість подвійних зв’язків.

Порівняйте бута-1,3-дієн із бута-1,2-дієном за положенням зв’язків, а не за кількістю атомів. Назву «спряжені» застосуйте до подвійних зв’язків, розділених одним простим зв’язком. У підручнику саме такі дієни названо найважливішими з практичного боку. Типова помилка, вважати показані структури різними записами однієї речовини.

Відповідь: обидві речовини мають формулу C₄H₆, але подвійні зв’язки стоять у різних положеннях. Попросіть учнів назвати кожну структуру й перевірити число атомів на схемі. Обговоріть, чому однакова молекулярна формула не означає однакової будови. Типова помилка, шукати відмінність у карбоновому скелеті, хоча в цих прикладах він однаковий.

Почніть з історичного прикладу. Аборигени Центральної та Південної Америки виготовляли з каучуку еластичні кульки й водонепроникні вироби. Каучук добували з молочного соку гевеї. Попросіть учнів зіставити давнє використання матеріалу з датою відкриття його хімічної природи. Лише 1910 року було встановлено, що натуральний каучук є полімером ізопрену.

Порівнюйте конкретні представники сусідніх класів з однаковим числом атомів Карбону. Учні можуть отримати числа в рядках із будови молекул та наведених у підручнику реакцій приєднання. Підкресліть, що останні два рядки стосуються повного приєднання за обома подвійними зв’язками дієну. Не підставляйте температури чи густину бута-1,3-дієну, яких у наданому підручнику немає.

У цьому уроці реакції приєднання та горіння достатньо розібрати за рівняннями. Не пропонуйте учням самостійно повторювати описані в підручнику процеси з бромом або нагріванням. Попросіть їх натомість показати на структурній формулі зв’язки, що змінюються. У наданому розділі немає окремої інструкції з безпеки для цих дослідів.

Відповідь: для повного приєднання потрібні дві молекули H₂, а обидва зв’язки C=C перетворяться на прості. Попросіть учнів спочатку позначити кожен подвійний зв’язок окремо. Потім порівняйте результат із приєднанням однієї молекули H₂ до алкену. Типова помилка, зупинитися після першого приєднання і назвати його повним.

Запропонуйте перевірити коефіцієнти послідовно за атомами Карбону, Гідрогену й Оксигену. Горіння дієнів супроводжується виділенням теплоти. Не змішуйте повне окиснення з реакцією приєднання за подвійним зв’язком. Типова помилка, залишити перед O₂ коефіцієнт, придатний для іншого вуглеводню.

Простежте разом із класом, до яких атомів Карбону приєдналися атоми Брому на показаній схемі. За низької температури, згідно з підручником, переважає продукт 1,2-приєднання, а за підвищеної, 1,4-приєднання. Другий шлях назвіть усно, не видаючи показане рівняння за єдиний можливий результат. Типова помилка, залишити подвійний зв’язок на початковому місці в продукті 1,4-приєднання.

Покажіть, яка частина будови мономера повторюється в ланцюзі полімеру. Зверніть увагу, що подвійний зв’язок у записаній ланці залишається між двома середніми атомами Карбону. У підручнику полімеризацію спряжених дієнів пов’язано з добуванням синтетичних каучуків. Типова помилка, малювати в ланці ті самі два подвійні зв’язки, що й у вільному мономері.

Розмежуйте джерело натурального каучуку та спосіб добування синтетичного. Латекс є суспензією каучуку у воді, а не розчином. Натуральний каучук є полімером ізопрену з цис-орієнтованими ланками. Не називайте латекс промисловим способом одержання бута-1,3-дієну, такого твердження в підручнику немає.

Відповідь: натуральний каучук добували з латексу гевеї, синтетичні каучуки отримують полімеризацією дієнів, а латекс є суспензією. Попросіть учнів окремо назвати природне джерело й хімічну реакцію. Обговоріть, чому слово «суспензія» не можна замінити словом «розчин». Типова помилка, вважати латекс джерелом синтетичного полібутадієну.

Почніть із двох історично описаних у підручнику видів виробів із натурального каучуку. Далі розрізніть каучук, гуму та ебоніт, не називаючи їх однією речовиною. Поясніть, що властивості матеріалу залежать від вмісту сірки й кількості місць з’єднання полімерних ланцюгів. Типова помилка, вважати ебоніт назвою мономера.

Правильна відповідь: CₙH₂ₙ₋₂. Запропонуйте підставити n = 4 й отримати формулу бута-1,3-дієну C₄H₆. Так учні перевірять вибір за конкретною молекулою. Типова помилка, скористатися формулою алкенів, бо обидва класи мають подвійні зв’язки.

Правильна відповідь: полібутадієн. Попросіть учнів назвати мономер і знайти повторювану ланку в рівнянні з попередніх слайдів. Типова помилка, обрати бутан, сплутавши полімеризацію з повним приєднанням водню.

Поверніться до очікуваних результатів і попросіть учнів підтвердити кожен прикладом. Для будови підійде бута-1,3-дієн, для реакцій, приєднання брому або полімеризація. Нагадайте, що натуральний каучук є полімером ізопрену. Якщо учні ототожнюють усі каучуки з полібутадієном, ще раз розрізніть натуральний і синтетичний приклади.

Завдання 1, 3 і 5 розміщені в підручнику серед питань для самоконтролю. Для порівняння запропонуйте взяти етен і бута-1,3-дієн та полічити подвійні зв’язки. Попросіть записати короткий висновок про кількість молекул реагенту, що можуть приєднатися. Типова помилка, порівнювати лише назви класів без структурних формул.