Вода як полярний розчинник.
Урок
Тема: Вода як полярний розчинник. Будова молекули води, поняття про водневий зв’язок.
Мета: навести приклади найпоширеніших розчинників, розглянути будову молекули води як полярної молекули; ознайомити учнів з поняттям водневий звязок.
Тип уроку: засвоєння нових знань
Хід уроку
І. Організація класу.
ІІ. Актуалізація опорних знань
1. Що називається розчином? Які ви знаєте розчини? Назвіть приклади розчинів, які використовуються у повсякденному житті.
2. Що містить розчин? (Розчинену речовину та розчинник)
ІІІ. Вивчення нового матеріалу
1. Усі розчинники можна класифікувати на полярні малополярні та неполярні. Ця характеристика визначається будовою молекули розчинника.
Полярні розчинники: вода, спирт, ацетон, гліцерин...
Неполярні розчинники: бензол, гексан, октан...
Малополярні розчинники: складні ефіри органічних кислот ( н-д, у харчовій есенції із запахом «Дюшесу» ізоамілацетат)
Вода як розчинник має велике значення. Здатність води розчиняти найрізноманітніші речовини та її інші унікальні властивості спричинені насамперед хімічним складом і будовою молекули. Тож розглянемо особливості будови молекули води. Відомо, що до її складу входять два атоми Гідрогену й один атом Оксигену. Із вісьми електронів, які складають зовнішній електроний шар атома Оксигену у молекулі води, дві електронні пари утворюють ковалентні звязки О-Н, а інші чотири електрона представляють дві неподілені пари. Електрони, які беруть участь в утворенні зв'язків будуть зміщені до більш електронегативного атома Оксигену, тому атоми Гідрогену набувають частково позитивного заряду, а атоми Оксигену часткового негативного заряду. Таким чином молекула води є полярною.З курсу хімії 8-го класу ви знаєте, що електронегативність Оксигену значно більша за електронегативність Гідрогену. Тому утворені за рахунок спільних електронних пар зв'язки О-Н у молекулі води ковалентні полярні. Вони розміщені під кутом 104,5°, і це спричинює асиметричність структури і виникнення диполя. Що таке диполь і за яких умов молекула є диполем?
Диполь - система з двох зарядів, протилежних за знаком і однакових за величиною
Зверніть увагу: молекули, утворені атомами різних хімічних елементів, можуть, залежно від геометричної форми, бути полярними й неполярними. Якщо форма асиметрична (через наявність неподілених електронних пар або неспарених електронів), то молекула полярна. Якщо ж зміщення електронної густини симетричне, то молекула неполярна (вуглекислий газ).
Виникнення сили притягання між різнойменними частковими зарядами на Гідрогені однієї молекули та Оксигені іншої молекули спричинює утворення водневого зв'язку. На відміну від раніше вивчених видів хімічного зв'язку цей зв'язок – міжмолекулярний.
Водневий зв'язок (на малюнку позначений пунктиром) виникає при взаємодії збідненого електронами атома водню однієї молекули води з|із| неподіленою електронною парою атома кисню іншої молекули води.
Водневі зв'язки між молекулами води позначені пунктиром.
Для виникнення водневого зв'язку потрібно, щоб в молекулі був один або декілька атомів водню, пов'язаних з невеликими, але електронегативними атомами, наприклад: O, N, F. Важливо, щоб у цих електронегативних атомів були неподілені електронні пари. Тому водневі зв'язки характерні для таких речовин, як вода H2O, аміак NH3, фтороводень HF. Наприклад, молекули HF зв'язані між собою водневими зв'язками, які на малюнку показані пунктирними лініями:
Водневі зв'язки приблизно в 20 разів менш міцні, ніж ковалентні, але|та| саме вони примушують|заставляють| воду бути рідиною або льодом|кригою| (а не газом) в звичайних|звичних| умовах. Водневі зв'язки руйнуються тільки|лише| тоді, коли рідка вода переходить в пару.
При температурах вище 0 °С (але|та| нижче за температуру кипіння) вода вже не має такої впорядкованої міжмолекулярної структури, як показано на малюнку. Тому в рідкій воді молекули зв'язані між собою лише в окремі агрегати з|із| декількох молекул. Ці агрегати можуть вільно рухатися|сунути| поряд|поруч| один з|із| одним, утворюючи рухому|жваву| рідину. Але|та| при пониженні температури впорядкованість стає все більшою і більшою, а агрегати – все більшими. Нарешті|урешті|, утворюється лід|крига|, який має саме таку впорядковану структуру, яка показана на малюнку.
В кристалах льоду між молекулами лишаються пустоти. Об'єм цих пустот більший ніж розмір окремої молекули води, тому лід має меншу густину, ніж рідина і плаває на поверхні води.
Прикладом неполярного розчинника є бензол:
Один із головних принципів, яким визначається розчинність усіх речовин є: подібне розчиняється у подібному. Виходячи з цього можна пояснити, чому одні речовини розчиняються в одному розчиннику і не розчиняються в іншому.
Демонстрація.
1. В одну хімічну склянку наливаємо трохи води та доливаємо трохи бензолу. Бензол не розчиняється у воді, тому він буде плавати у вигляді тонкої плівки на її поверхні.
Висновок: властивості бензолу дуже сильно відрізняються від властивостей води (вода полярний розчинник, а бензол – неполярний).
2. Дві хімічні склянки наповнити водою і бензолом. У кожну склянку долити невелику кількість ацетону. Ацетон розчиняється і водв і в бензолі.
Висновок: ацетон за полярністю займає проміжне місце між бензолом та водою, тому може розчинятися і у воді, і у бензолі.
3. Три хімічні склянки наповнити водою, бензолом та ацетоном. До кожної склянки додати невелику кількість калій хлориду. Калій хлорид швидко розчиняється у воді. погано – в ацетоні, та не розчиняється у бензолі.
Висновок: Калій хлорид речовина з іонним звязком, а іонний звязок характеризується крайньою полярністю. Калій хлорид розчиняється у полярній речовині, погано розчиняється у менш полярному ацетоні, та не розчиняється у неполярному розчиннику – бензолі.
4. Три хімічні склянки наповнити водою, бензолом та ацетоном. До кожної склянки додати невелику кількість сірки. У воді та ацетоні сірка не розчиняється, плаває на поверхні, а в бензолі сірка добре розчиняється і утворює ідеальний розчин.
Висновок: у молекулі сірки звязок ковалентний неполярний, отже, сірка є неполярною речовиною і повинна розчинятися у неполярних розчинниках. (замість сірки можна використовувати йод).
ІV. Узагальнення і систематизація знань
1. Виберіть усі правильні твердження:
а) Молекула води полярна;
б) Молекула води неполярна;
в) Молекула води є диполем;
г) Зв'язки між атомами Гідрогену й Оксигену в молекулі води ковалентні полярні;
д) Зв'язки О-Н у молекулі води йонні;
е) Зв'язки між атомами Гідрогену й Оксигену в молекулі води ковалентні неполярні.
2. Схарактеризуйте будову молекули води.
V. Домашнє завдання: §3 ст.20-22. завд.4 ст.27
Вода - полярний розчинник.ppt (225792)
Урок 17 Вода-полярний розчинник.pdf (284,6 kB)