Строения молекулы метана

Строение молекулы метана

В молекулах метана все четыре химические связи оказались одинаковыми, это объясняется гибридизацией.

Ø ГИБРИДИЗАЦИЯ - это смешение и выравнивание разных по форме и энергии электронных облаков.

В молекулах метана смешиванию и выравниванию подвергается одно шарообразное S-облако и три гантелеобразных P-облака. Такой вид гибридизации называется SP³-гибридизация(Рис.3.1).                

                      

                                                                            Рисунок3.1

SP³-гибридизация

В результате этого явления у атома углерода образуется четыре одинаковых по форме и энергии электронных облака, имеющих форму неправильной восьмерки. Такие облака получили название – ГИБРИДНЫЕ.
Каждое гибридное облако атома углерода перекрывается с шарообразным S-облаком атома водорода,в месте их перекрывания возникает химическая связь, которая получила названия сигма- связи.

           

              H                  

                   |                                                                     -СИГМА - СВЯЗЬ

   H ―   C     ―H    ВЫВОД: все 4 химические связи в молекуле  

                 

                  Н                             метана  одинаковы и прочны

Тема 4:

Химические свойства метана.

1 свойство (горение метана).

                         

Рисунок4.1                                                           Рисунок4.2    

       Горение метана                                                       Горение метана                                                  

CH₄ + 2O₂     CO₂ + 2H₂O + Q

Чтение уравнения:

(одна молекула метана вступает в реакцию с двумя молекулами кислорода с образованием одной молекулы углекислого газа и двух молекул воды).

Газ горит голубым пламенем, при взаимодействии с воздухом в отношении 1: 2 взрывается. Горит с образованием углекислого газа и воды – это горение полное. Экзотермическая реакция. Горение метана доказывает принадлежность его к органическим веществам(Рис.4.1,4.2).

2 свойство (замещение галогенами).

1 этап CH₄ + Cl₂       CH₃Cl  +   HCl

                                                              хлорметан            хлороводород

          H                                           H

           |                                            l

H ― C ― H + Cl₂      H ― C ― Cl + HCl

           |                                            |

             H                                            H

2 этап CH₂ Cl + Cl₂          CH₂Cl₂ +   HCl

                            дихлорметан

            H                                              Cl

            |                                                |

H ― C ― Cl + Cl₂       H ― C ― Cl + HCl

                  |                                                                       |

           H                                                H

 

3 этап   CH₂Cl₂ + Cl₂               CHCl ₃ + HCl

                         трихлорметан

           Cl                                                Cl

              |                                                 |

H ― C ― Cl + Cl₂          Cl ― C ― Cl + HCl

            |                                                 |

           H                                                 H

4 этап    CHCl₃ + Cl₂           CCl ₄ + HCl

                            тетрахлорметан

           Cl                                                    Cl

            |                                                          |

 Cl ― C ― Cl + Cl₂          Cl ― C ― Cl + HCl

            |                                                         |

           H                                                        C

Чтение уравнений реакции (например) 1 этап: одна молекула метана вступает в реакцию с одной молекулой хлора с образованием одной молекулы хлорметана и одной молекулы хлороводорода.

Вывод: для алканов характерны реакции замещения и отсутствие реакции с сильными кислотами, сильными основаниями, с сильными окислителями, например, не обесцвечивают раствор перманганата калия (KMnO4). Это объясняется прочностью сигма – связи

Тема 5:

                         Номенклатура

Как назвать предельные углеводороды с разветвлённым строением по международной номенклатуре?

Задание:

Назвать по международной номенклатуре соединение (Табл.2):

   

               |        |

- -  - - - -

                |       |                                              |             

                                                                                   

Таблица 2  Как назвать предельные углеводороды с разветвлённым строением по международной номенклатуре

№№ пп	ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЙ	ВЫПОЛНЕНИЕ ДЕЙСТВИЙ
1	Выберете самую длинную углеродную«цепь», если имеются «свёрнутые» радикалы (боковые ответвления), то их следует развернуть.	|        |  -  -  -  -  - -            |        |                                    |                                                        |
2	Пронумеруйте атомыуглерода начиная с того конца цепи: а) где ближе разветвление б) ближе к которому имеется большеответвлений в) ближе к которому имеется более простой радикал	1        2 l      3 l       4           5         6         7 -  -  -   -   - -                      |           |                                                  l                                                                                               |
3	Назовите радикалы (начиная с простейшего) и при помощи цифр укажите их место у пронумерованных атомов углерода. Если у одного и того же атома углерода находятся два одинаковых радикала, тогда номер повторите дважды.Количество одинаковых радикалов укажите при помощи чисел на греческом языке(ди -два, три-три, тетра- четыре и т.д.)	2,2   2,2,3,6 – тетраметил- 3 этил …
4	Полное названиеданному углеводороду дайте по числу атомов углерода в пронумерованной цепи.	2,2,3,6 – тетраметил – 3 этилгептан

 

НОМЕНКЛАТУРА

Как составить структурную формулу предельного углеводорода разветвлённого строения по его названию (Табл.3).

Задание: составить структурную формулу 2,6 – диметил – 3 этилгептана

Таблица3 Как составить структурную формулу предельного углеводорода разветвлённого строения по его названию

№№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1	Определите число атомов углерода по корню слова означающего название	(ГЕПТ) – означает – (СЕМЬ)
2	Установите характер химической связи в молекуле по окончанию слова обозначающего название вещества	(АН)- Свидетельствует об ординарных связях в молекуле
3	Напишите углеводородную цепь	C – C – C – C – C – C – C
4	Пронумеруйте атомы углерода	1 2 3 4 5 6 7 C – C – C – C – C – C – C
5	Напишите радикалы к соответствующим атомам углерода в цепи	1 2 3 4 5 6 7 C – C – C – C – C – C – C    | |              |
6	Обеспечьте чёрточками недостающие валентности атома углерода	| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 – C – C – C – C – C – C – C –  | | | | | |  |
7	Напишите у каждой (свободной) единицы валентности недостающие атомы водорода	H H H H H H H    | | | | | | | H – C – C – C – C – C – C – C – H    | | | | | | |   H  H H  H
8	Замените полную структурную формулу сокращённой	- - -  -  - -            |         |                                 |

Тема 6: