Поурочные разработки по химии 11 класс

Амфотерные органические и неорганические соединения - ВЕЩЕСТВА И ИХ СВОЙСТВА - ПОУРОЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ ПО ХИМИИ 11 класс - поурочные разработки - разработки уроков - авторские уроки - план-конспект урока - химия

Цели урока: закрепить знание понятия «амфотерность», научить объяснять амфотерные свойства неорганических и органических соединений и составлять уравнения химических реакций; закрепить знание о комплексных соединениях; сделать выводы об относительности понятий «кислота» и «основание»; совершенствовать практические умения и навыки выполнения химического эксперимента, соблюдая правила ОТ и ТБ.

Основные понятия: амфотерность, амфотерные соединения, кислота, основание, комплексное соединение, относительность понятий «кислота» и «основание», полимер, полипептид, реакция поликонденсации.

Оборудование: набор реактивов, пробирки, NH, Н₂O, AlCl₃ — на столе учителя и для лабораторного опыта на столик учащихся.

Ход урока

I. Организационный момент

Постановка целей и задач урока.

II. Проверка правильности выполнения домашнего задания

Ответы на задания домашней работы

§ 21 № 2

этиламин С₂Н₅ → NH₂; δ_N^- возрастает за счет радикала —С₂Н₅, его электронной плотности и электронной плотности двух атомов Н, обеспечивая сильное протонирование, основной характер.

NH₃ — аммиак; δ_N^-— усиление только электронной плотностью трех атомов Н, основной характер, т. е. протонирование слабее.

— фениламин, ароматический амин, δ_N^- уменьшается. т. к. неподеленная пара электронов азота вступает в сопряжение с 6е^- π-облаком ароматического кольца, протонирование ослабевает. основной характер уменьшается.

— дифениламин, ароматический амин: δ_N^- уменьшается еще сильнее по сравнению с предыдущим, т. к. неподеленная пара электронов атома азота вступает в сопряжение с 6е^- π-облаками двух ароматических колеи, протонирование очень слабое, основные свойства очень малы.

§ 21 № 3

Основные свойства в пределах одного периода у водородных соединений уменьшаются к концу периода, т. к. заряд ядра атома элемента возрастает постепенно, радиус иона элемента уменьшается, а С.О. элемента возрастает, протонирование ослабевает, усиливается кислотный характер — отдача протона.

Пример: водородные соединения элементов II периода:

§ 21 № 4

Основные свойства летучих водородных соединений одной группы к концу группы, главной подгруппы ослабевают. С.О. элемента не изменяется, быстро растет заряд ядра атома иона элемента и возрастает радиус атома иона, ослабевает протонирование. усиливается отдача протона, т. е. кислотный характер.

VI группа, главная подгруппа

§ 21 № 5

моль Na требуется, а дано 3 моль ⇒ Na — недостаток. Расчет ведем по «недостатку».

III. Изучение нового материала

План изложения:

1. Амфотерность, амфотерные неорганические соединения.

2. Лабораторный опыт. Получить амфотерный гидроксил алюминия и доказать его амфотерные свойства.

3. Составление обобщающих схем амфотерных соединений: оксидов и гидроксидов.

4. Амфотерные органические соединения.

5. Относительность понятий «кислота» и «основание».

Амфотерность (переменность) — проявление соединением кислотных или основных свойств в зависимости от условий.

Амфотерные соединения — оксиды и гидроксиды, как правило, образованы переходными элементами.

Учащимся следует хорошо запомнить переходные элементы, которые чаще всего присутствуют в соединениях.

Элементы со С.О. +2 — Be, Zn; С.О. +3 — Al, Сr, Fe; С.О. +4 — Sn, Pb.

Они образуют оксиды и гидроксиды с кислотно-основными свойствами.

Элемент	Оксид	Гидроксид-основание	Гидроксид-кислота
Be		Ве(ОН)₂	Н₂ВеO₂
Zn		Zn(OH)₂	H₂ZnO₂
Al		AlOH)₃	H₃AlO₃ — алюминиевая кислота (ортоформа) НАlO₂ - метаалюминиевая кислота (метаформа)
Сr		Сr(ОН)₃	Н₃СrO₃— хромовая кислота (ортоформа) НСrO₁₂ - метахромовая кислота (метаформа)
Pb		Рb(ОН)₄; РbО(ОН)₂; (РbO · nН₂O)	Н₄РbO₄ (ортоформа) H₂PbO₃ (метаформа)

Условия течения реакций:

— вещества берутся в твердом виде и спекаются. Как правило, образуются твердые соединения — метаформы или ортоформы;

— вещества берутся в растворах, образуются комплексные соединения.

Учитель напоминает учащимся о том, что с данными соединениями они познакомились при изучении темы «Классификация солей». В рабочих тетрадях есть записи об их строении, классификации и номенклатуре.

Учащиеся вместе с учителем приступают к выполнению лабораторного опыта получения амфотерного гидроксида алюминия и экспериментальному доказательству его амфотерности.

Эксперимент:

Получить гидроксид алюминия, имея АlСl₃ и NH₃· H₂O:

Наблюдение: выпадает полупрозрачный студенистый осадок — это гидроксид алюминия.

Учащиеся разделяют полученный Аl(ОН)₃ на две пробирки. В одной они оставляют большую часть Аl(ОН)₃; Аl(ОН)₃ — очень слабая кислота, нерастворимая.

Эксперимент:

Для доказательства его кислотных свойств проводим реакцию Аl(ОН)₃ с раствором щелочи.

Учащиеся добавляют NaOH к Аl(ОН)₃, где меньшая часть.

Наблюдение: осадок Аl(ОН)₃ исчезает, образуется комплексное соединение.

Даем характеристику:

— строение внутренней сферы:

— комплексообразователь;

4(ОН)^- — лиганды.

Координационное число (к. ч.) комплексообразователя — 4.

Это анионный комплекс, т. к. внутренняя сфера заряжена отрицательно. Название: тетра-гидроксо-алюминат натрия.

Эксперимент:

Для доказательства основных свойств Аl(ОН)₃ проводим реакцию, добавляем к Al(ОН)₃ кислоту более сильную:

Наблюдение: осадок Аl(ОН)₃ исчезает. Таким образом, мы экспериментально убедились в проявлении амфотерности — кислотно-основных свойств гидроксила алюминия.

Учитель заостряет внимание учащихся на аналогичности записи реакций и экспериментов с соединениями хрома, галлия и т. д. всех элементов со С.О. +3.

Далее учитель предлагает учащимся составить уравнения реакций, подтверждающие амфотерность оксида алюминия — быть основным и кислотным оксидом.

В случае спекания, применяя вещество в твердом виде, учитель записывает уравнения реакций:

В качестве обобщения составляется схема:

В органической химии типичными амфотерными соединениями являются аминокислоты. Общая формула для α-аминокислот:

—:NH₂— аминогруппа обеспечивает аминокислотам основные свойства, т. е. аминокислоты взаимодействуют с кислотами.

Пример:

—СООН — карбоксильная группа обеспечивает аминокислотам кислотные свойства. Они взаимодействуют как кислоты с щелочами, солями, металлами, оксидами металлов.

Пример:

Если аминокислоты в растворе, то они диссоциируют с образованием биполярного иона:

Самое главное — за счет амфотерности аминокислот на клеточном уровне идет их взаимодействие друг с другом, образуются полипептиды — белки:

Общая формула полипептида:

В промышленности в результате реакции поликонденсации из аминокислот с концевыми расположениями групп —NH₂ и —СООН синтезируют полимеры — синтетические волокна. Пример: волокно капрон.

В конце изучения вопроса амфотерности соединений учитель поясняет учащимся относительность понятий «кислота» и «основание» на примере взаимодействия воды с аммиаком.

В этой реакции вода— кислота, т. к.отдает протон (протолитическая теория), а аммиак — основание, т. к. принимает протон (протолитическая теория), предоставляет неподеленную пару электронов — донор, тоже основание (электронная теория):

При взаимодействии воды с кислотами, в случае диссоциации кислот, по тем же причинам вода — основание:

Вопрос этот сложный для восприятия в обычных классах. Желательно эти сведения предложить учащимся с повышенной мотивацией к обучению.

Если расположить соединения в порядке увеличения их кислотных свойств, то получится ряд:

NH₃ < N₂H₄ < Н₂O < HCN < H₂S < СН₃СООН < Н₃РO₄< HF < HNO₃ < HCl < H₂SO₄ < HBr < НСlO₄.

Получается, каждое вещество этого ряда, за исключением крайних, проявляет амфотерность, в зависимости от того, с каким веществом оно взаимодействует. Относительно деления кислот на сильные и слабые, и оснований на сильные и слабые: все зависит от того, с какими растворителями взаимодействует.

Пример: при растворении слабой кислоты СН₃СООН в воде она выступает в роли кислоты:

А если растворять ее в серной кислоте, то она выступает как основание:

СН₃СООН — слабая кислота, при растворении в Н₂O диссоциирует мало, но при растворении в NH₃ (жидком), который как основание сильнее воды, СН₃СООН диссоциирует намного сильнее, оказывается такой же сильной, как серная кислота в воле.

Спирты в водных растворах кислотных свойств не проявляют, а вот в NH₃ жидком проявляют кислотные свойства:

Таким образом, одним из важных выводов протонно-электронной теории кислот и оснований является относительность понятий «кислота» и «основание».

III. Домашнее задание

§ 22 № 2, 3, 4; подготовиться к практической работе № 4 по теме «Гидроксиды».