Гомологи метану — насичені вуглеводні (алкани)
👩🏫Методичні акценти для вчителя • План проведення уроку на 45 хвНУШ▼
🎯 Очікувані результати навчання (НУШ):
Формування предметних компетентностей за темою «Гомологи метану — насичені вуглеводні (алкани)», розвиток критичного мислення, вміння аналізувати причинно-наслідкові зв'язки та застосовувати набуті знання на практиці.
💬 Провокативне питання для старту:
Використайте блок «Гачок (Hook)» нижче для 2-хвилинної розминки з класом перед поясненням нового матеріалу.
⏱️ Рекомендований таймінг 45-хвилинного уроку:
Тема: Розділ 3. Досліджуємо органічні речовини • с. 129. Гомологи метану — насичені вуглеводні (алкани). Д/з: опрацювати матеріал уроку та завдання «У зошит» на платформі EZZ-SCHOOL BOOKS.
⚡ Фронтальне бліц-опитування класу на початку уроку (2 хв):
- Що є ключовим поняттям теми «Гомологи метану — насичені вуглеводні (алкани)» і чому воно важливе?
- Де у повсякденному житті, науці чи IT ми стикаємося з цим явищем/алгоритмом?
- Яка найпоширеніша помилка виникає під час першого знайомства з матеріалом?
🏠 Диференційоване домашнє завдання:
- Базовий рівень (обов'язковий): опрацювати конспект і блок «У зошит».
- Достатній рівень: скласти власну шпаргалку та пройти MiniCheck.
- Високий / STEM: виконати симуляцію у лабораторії та скласти BossQuiz на 100 XP.
📊 Критерії формувального оцінювання:
Твоя місія на цей урок
Натискай на цілі у міру їх опанування:
- 1Вивчити загальну формулу алканів C_n H_{2n+2} та назви перших 10 представників гомологічного ряду метану.Опанувати ➔
- 2Зрозуміти поняття гомології, гомологів та гомологічної різниці (–CH₂–).Опанувати ➔
- 3Опанувати просторову тетраедричну будову молекули метану (кут 109°28').Опанувати ➔
- 4Складати рівняння повного згоряння (горіння) та заміщення (хлорування) алканів.Опанувати ➔
⛽ Що спільного між болотним газом, туристичним балончиком для пальника і свічковим парафіном?
Метан CH₄ піднімається бульбашками з дна боліт і горить у кухонній газовій плиті. Пропан C₃H₈ і бутан C₄H₁₀ скраплюють у балони для заправки авто. А парафін для свічок — це суміш твердих вуглеводнів від C₁₈ до C₃₅. Усі вони належать до однієї великої родини алканів!
Розділ 3. Органічні речовини · Вуглеводні
§ 17. Гомологи метану — насичені вуглеводні (алкани)
Метан та його найближчі родичі — алкани — складають основу природного газу, бензину, свічкового парафіну та дорожнього бітуму. Їх називають насиченими вуглеводнями, оскільки всі валентності Карбону в них повністю «насичені» атомами Гідрогену.
⛽ 1. Гомологічний ряд алканів та просторова будова метану
Алкани (насичені вуглеводні / парафіни) — це органічні сполуки Карбону і Гідрогену, в молекулах яких атоми Карбону з'єднані між собою виключно одинарними простими ковалентними зв'язками.
Тетраедрична будова метану $CH_4$: атом Карбону перебуває у стані $sp^3$-гібридизації. Чотири гібридні орбіталі орієнтовані у вершини правильного тетраедра під кутом 109,5° (109°28'). Довжина зв'язку $C-H$ становить 0,109 нм, а зв'язку $C-C$ — 0,154 нм.
| Назва | Формула | Агрегатний стан (н.у.) | Застосування в побуті |
|---|---|---|---|
| Метан | CH₄ | Газ без кольору і запаху | Головний компонент побутового природного газу (понад 90–98%). |
| Етан | C₂H₆ | Газ | Сировина для виробництва поліетилену (після піролізу до етену). |
| Пропан і Бутан | C₃H₈, C₄H₁₀ | Гази (легко зріджуються) | Скраплений автогаз (LPG), балони для кемпінгу, газові запальнички. |
| Пентан – Декан | C₅H₁₂ – C₁₀H₂₂ | Безбарвні рідини | Складники автомобільного бензину та розчинників (гексан). |
| Вищі (C₁₆H₃₄+) | C₁₆H₃₄ і вище | Тверді легкоплавкі тіла | Свічковий парафін, косметичний вазелін, дорожній гудрон. |
Вуглеводні, полімери та якісні реакції
Застосування: Основний компонент природного газу (~98%), паливо для побутових газових плит і ТЕС.
🔥 2. Горіння алканів та небезпека чадного газу
Алкани є висококалорійним паливом. Реакція повного окиснення (горіння) за достатньої кількості кисню перебігає з виділенням величезної кількості тепла:
⚠️ Смертельна небезпека неповного згоряння: Якщо доступ повітря обмежений (закрита заслінка пічки, несправна витяжка газової колонки, робота двигуна авто в закритому гаражі), відбувається неповне згоряння з виділенням чадного газу (карбон(II) оксиду CO):
2CH₄ + 3O₂ ⟶ 2CO↑ + 4H₂OЧадний газ не має запаху й кольору. Він сполучається з гемоглобіном крові у 200–300 разів міцніше за кисень, утворюючи стійкий карбоксигемоглобін, що спричиняє миттєве кисневе голодування клітин мозку і смерть від задухи!
Яка молекулярна формула алкану, молекула якого містить 7 атомів Карбону?
☀️ 3. Радикальне заміщення (галогенування) метану
Через високу міцність зв'язків $C-C$ та $C-H$ алкани хімічно інертні (не реагують з кислотами, лугами й перманганатом калію). Проте під дією ультрафіолетового світла ($h\nu$) або нагрівання вони вступають у реакції заміщення за вільнорадикальним механізмом:
1. CH₄ + Cl₂ ⟶[hν] CH₃Cl + HCl (хлорметан — холодоагент)
2. CH₃Cl + Cl₂ ⟶[hν] CH₂Cl₂ + HCl (дихлорметан — розчинник)
3. CH₂Cl₂ + Cl₂ ⟶[hν] CHCl₃ + HCl (трихлорметан / хлороформ — історичний наркоз)
4. CHCl₃ + Cl₂ ⟶[hν] CCl₄ + HCl (тетрахлорометан — фреон, розчинник)
Шпаргалка до § 17: Гомологи метану — насичені вуглеводні (алкани)
Усе найважливіше для повторення перед уроком або самостійною роботою
⛽ CₙH₂ₙ₊₂
Загальна формула алканів. Метан CH₄, етан C₂H₆, пропан C₃H₈, бутан C₄H₁₀.
📐 Тетраедр 109°28'
Просторова форма метану; усі зв'язки одинарні σ-зв'язки.
🔥 Горіння
CH₄ + 2O₂ ⟶ CO₂ + 2H₂O. Головне джерело побутового тепла.
☀️ Заміщення hν
Під світлом реагує з Cl₂: CH₄ + Cl₂ ⟶ CH₃Cl + HCl.
Самоперевірка (картки знань)
Натискай для перевороту (або Пробіл / ◀ ▶ на клавіатурі)
У зошит (за підручником)
Вправи з підручника «Хімія 9 клас (Григорович, Недоруб, Ранок 2026)», § 17, с. 129. Виконуй у робочий зошит або за комп'ютером за вказівкою вчителя:
Складання назв та формул
💡 Підказка від нас: Назвати за номенклатурою сполуки за їх скороченими структурними формулами: CH₃-CH₂-CH₃ (пропан).
Рівняння горіння бутану
💡 Підказка від нас: 2C₄H₁₀ + 13O₂ ⟶ 8CO₂ + 10H₂O. Сума всіх коефіцієнтів дорівнює 2 + 13 + 8 + 10 = 33.
Розрахунок об'єму кисню
💡 Підказка від нас: Який об'єм кисню потрібен для спалювання 50 л метану? За рівнянням: 1 об'єм CH₄ потребує 2 об'єми O₂, тобто 100 л.
Визначення формули за густиною
💡 Підказка від нас: Густина пари алкану за воднем дорівнює 22. Молярна маса M = 22 * 2 = 44 г/моль. За формулою 14n + 2 = 44 ⟹ n = 3 (пропан C₃H₈).
Бос-тест до § 17: Гомологи метану — насичені вуглеводні (алкани)
Питання 1 з 3 • Завдай удару по босу теми