Home » Dạy & học hóa học » Phương pháp giảng dạy phần hidrocacbon

Phương pháp giảng dạy phần hidrocacbon

Nội dung về hiđrocacbon có ý nghĩa nhận thức, giáo dục to lớn, các hiđrocacbon là những tài liệu phong phú để hình thành các khái niệm hóa học quan trọng nhất

Phương pháp giảng dạy về hiđrocacbon

Phần hiđrocacbon được nghiên cứu ở học kì II lớp 11 trong chương trình hóa học phổ thông. Nội dung về hiđrocacbon có ý nghĩa nhận thức, giáo dục to lớn, các hiđrocacbon là những tài liệu phong phú để hình thành các khái niệm hóa học quan trọng nhất, chúng đơn giản về thành phần phân tử và như là những nguyên liệu xuất phát để điều chế nhiều hợp chất hữu cơ phức tạp hơn

Khi nghiên cứu hiđrôcacbon, trên cơ sở khái niệm đại cương về hóa hữu cơ cần chú ý đến cấu tạo nguyên tử cacbon để phát triển khái niệm bản chất các liên kết hóa học, các dạng lai hóa, cơ chế phản ứng, tính chất các loại các hiđrocacbon và sự phụ thuộc của chúng vào cấu trúc phân tử.

Về phương pháp: Giáo viên cần sử dụng các phương pháp logic hợp lý so sánh, khái quát hóa, phân tích tổng hợp, để giúp học sinh tìm hiểu bản chất của hiện tượng, sự giống nhau và khác nhau giữa các loại hiđrocacbon, các quá trình biến đổi qua lại của chúng. Trong quá trình nghiên cứu có thể sử dụng các phương pháp dạy học chung nhất: thuyết trình, đàm thoại kết hợp với phương pháp trực quan (thí nghiệm, mô hình, máy chiếu…) và đặc biệt chú ý đến các hoạt động độc lập của học sinh khi làm việc với SGK, sách tham khảo, hoàn thành các dạng bài tập hóa học.

1. Hiđrocacbon no

Nội dung cần chú ý

- Cấu tạo không gian của phân tử CH4và đồng đẳng của nó. Có thể tạo tình huống có vấn đề như: vì sao CH4 có công thức tứ diện, nguyên tử cacbon ở tâm, 4 nguyên tử H xa tâm một khoảng như nhau với các góc như nhau (109028). Ta cần xuất phát từ cấu hình của nguyên tử cacbon ở trạng thái lai hóa không kích thích: 1s22s22p2. Nguyên tử có 2e độc thân p tham gia liên kết tạo ra phân tử CH4 như vậy sẽ mâu thuẫn với thuyết cấu tạo hoa học, giải quyết mâu thuẫn này cần chú ý đến cấu hình electron của nguyên tử C ở trạng thái kích thích: 1s22s12p3. Như vậy có sự tham gia của 2e phân lớp 2s và có sự lai hóa sp3, mật độ e hướng từ hạt nhân đến các đỉnh của tứ diện  đều nên độ dài, góc liên kết đều như nhau. Từ đó lý giải được mạch cacbon trong phân tử các chất đồng đẳng của metan là đường gấp khúc.

- Tính chất hóa học: Từ tính chất hóa học của metan để mở rộng phát triển tính chất của các đồng đẳng. Phản ứng thế với clo theo cơ chế gốc của chuỗi phản ứng thay thế dần các nguyên tử H trong ankan, với đồng đẳng ankan thế  H trong mạch theo hướng ưu tiên.

- Tác dụng của nhiệt: sự oxi hóa ở các điều kiện xác định có thể giải thích theo quan điểm của phản ứng oxi hóa khử: nguyên tử C bị oxi hóa từ số oxi hóa – 4 đến số oxi hóa + 4, -3 trong các phản ứng:

CH4 +  2O2 →    CO2 + 2H2O;       CH4 +   O2 →   CH3OH

* Hiđrocacbon no mạch vòng: Cần giải thích vì sao xiclopropan và xiclobutan có thể tham gia phản ứng cộng mở vòng, tính chất khác với ankan và các xicloankan vòng lớn

2. Hiđrocacbon không no

(1). Dãy đồng đẳng Etilen (anken)

Cần phân tích sự khác nhau về cấu tạo phân tử và tính chất với hiđrocacbon no

+ Về cấu tạo phân tử etilen, các nguyên tử phân bố trong một mặt phẳng, góc liên kết 1200. Ta cần chú ý đến sự lai hóa trong nguyên tử C: có 3e tham gia, có sự lai hóa sp2, còn 1e p ở mỗi nguyên tử C không tham gia vào sự lai hóa có trục vuông góc với mặt phẳng chứa hạt nhân nguyên tử C và mặt phẳng liên kết б. Chúng xen phủ tạo liên kết Π.

+ Các dạng đồng phân: cần chú ý phân tích vì sao anken có nhiều đồng phân hơn ankan , điều kiện có đồng phân hình học cis-trans, có đồng phân liên kết kép.

+ Nghiên cứu cơ chế phản ứng, qui tắc Maccôpnhicốp để xác định hướng chính của phản ứng, phản ứng trùng hợp, phản ứng oxi hóa có kết hợp so sánh với ankan.

(2). Với ankađien: cần chú ý phản ứng cộng 1,2 và 1,4; phản ứng trùng hợp là cơ sở cho tổng hợp cao su nhân tạo từ khí crackinh dầu mỏ hoạc từ rượu

(3). Dãy đồng đẳng của axetylen (ankin)

+ Nghiên cứu cấu tạo phân tử axetylen: trạng thái lai hóa sp, 4 hạt nhân nguyên tử nằm trên một đường thẳng, có liên kết ba gồm 1 liên kết  б và 2 liên kết Π

+ Tính chất hóa học cần có sự so sánh với etylen, etan, lý giải tính chất khác nhau giữa chúng và chú ý đến phản ứng  phức bạc trong amôniac. Phản ứng đặc trưng để nhận ra axetylen và 1-ankin. Phản ứng trùng hợp cần chú ý đến điều kiện của phản ứng để tạo ra các sản phẩm khác nhau, phản ứng cháy tạo nhiều muội than.

3. Hiđrocacbon thơm

Sự nghiên cứu hiđrocacbon thơm được bắt đầu từ dãy đồng đẳng của benzen và đặc điểm cấu tạo của vòng benzen. Bằng phương pháp so sánh, phân tích kết quả thu được qua thí nghiệm, mô hình và sự khái quát chúng giúp học sinh nắm được các kiến thức về loài hiđrocacbon này. Ta cần chú ý đến một số nội dung:

- Cấu tạo vòng benzen

Xuất phát từ công thức phân tử C6H6 kết hợp với hóa trị C, H thí nghiệm đốt tờ giấy tẩm benzen (cháy nhiều muội giống sự cháy axetylen) phản ứng cộng hợp hiđrô tạo xiclohexan học sinh có thể dự đoán benzen là hiđrocacbon không no.

Thí nghiệm cho dung dịch Br2, KMnO4 vào benzen không có phản ứng – benzen lại thể hiện tính chất của hiđrocacbon no tạo ra mâu thuẫn nhận thức.Vậy benzen thuộc loại hiđrocacbon nào? Cấu tạo phân tử có đặc điểm gì?

Benzen được điều chế từ phản ứng trùng hợp 3 phân tử C2H2 và phản ứng tách hiđro từ xiclohexan ta xác định được benzen có vòng 6 cạnh và phân tích các công thức biểu thị chúng

Công thức Kekule đề xuất (1865): vòng 6 cạnh có 3 liên kết đôi xen kẽ 3 liên kết đơn chưa phản ánh được tính chất no và không no của vòng benzen, cách mô tả hiện nay cần chú ý đến vị trí 6 nguyên tử các bon ở trong cùng mặt phẳng có khoảng cách như nhau giữa các hạt nhân, các góc liên kết 1200, các nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp2, ba đám mây lai hóa tạo thành 2 liên kết xíchma với các nguyên tử C bên cạnh và một liên kết pi với nguyên tử H, obitan thứ tư, không tham gia lai hóa phân bố vuông góc với mặt phẳng liên kết xíchma có sự xen phủ bên tạo kết H ở khắp vòng. Ta cần sử dụng mô hình, hình vẽ để học sinh hình dung ra được cấu tạo vòng benzen. Khi nghiên cứu tính chất hóa học cần xuất phát từ đặc điểm cấu tạo phân tử của các hiđrocacbon thơm để dự đoán và khẳng định bằng thực nghiệm và mô tả qua các phương trình phản ứng thế: Br2, nitro hóa, cộng hợp  H2, Cl2. Từ sự so sánh khả năng tham gia phản ứng thế giữa benzen và toluen để đi đến qui luật thế ở vòng benzen. Qui luật này giúp học sinh nghiên cứu các chất đồng đẳng của benzen và hình thành quan hệ ảnh hưởng lẫn nhau giữa các nguyên tử trong phân tử.

Khi tổng kết các nội dung học tập về hiđrocacbon cần hướng học sinh chú ý đến tính đa dạng của hiđrocacbon và mối liên hệ qua lại giữa các loại hiđrocacbon từ đặc điểm cấu tạo đến tính chất của chúng. Trong quá trình tổng kết kiến thức về hiđrocacbon cũng như các loại hợp chất khác. Có thể hướng dẫn học sinh lập bảng tổng kết bao gồm các nội dung:

- Loại hiđrocacbon, công thức chung.

- Danh pháp, đồng phân

- Cấu tạo phân tử (dạng lai hóa, góc liên kết, độ dài liên kết)

- Các phản ứng đặc trưng

- Các phương pháp điều chế, ứng dụng sự phân bố trong tự nhiên

Trên cơ sở các kiến thức được tổng kết hướng học sinh vận dụng việc giải các dạng bài tập hóa học ở các mức độ khái quát – tổng hợp khác nhau.

(Sưu tầm và tổng hợp)

  • Print
  • Digg
  • StumbleUpon
  • del.icio.us
  • Facebook
  • Yahoo! Buzz
  • Twitter
  • Google Bookmarks
  • Google Buzz
  • LinkedIn
  • Live
  • MySpace

No related posts.

Nguồn: http://www.news.hoahoc.org/phng-php-ging-dy-phn-hidrocacbon.html

Leave a comment