Bài giảng Bài 34: ankan: cấu trúc phân tử, tính chất vật lý

Ngày soạn: Tiết: 42 Bài 34: ANKAN: CẤU TRÚC PHÂN TỬ, TÍNH CHẤT VẬT LÝ I. MỤC TIÊU BÀI HỌC: Hs biết: - Liên kết trong phân tử các ankan đều là liên kết s, trong đó nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp3. - Cấu dạng bền và kém bền của ankan. Hs hiểu: Sự biến thiên tính chất vật lý của ankan phụ thuộc số nguyên tử C trong phân tử. II. CHUẨN BỊ: Xăng, mỡ bôi trơn động cơ, nước cất, cốc thủy tinh. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: - Viết công thức cấu tạo các đồng phân của ankan có CTPT C6H14, chỉ rõ bậc của các nguyên tử C. - Gọi tên các công thức cấu tạo của các ankan trên. 3. Nội dung bài mới: HOẠT ĐỘNG THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG GHI BẢNG Hoạt động 1: Hs quan sát hình 5.1 sgk, mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử CH4 và C2H6,gv hướng dẫn hs rút ra kết luận về: - Trạng thái lai hóa của các nguyên tử C trong phân tử ankan: sp3 - Loại liên kết: đều là liên kết s - Góc liên kết: đều gần bằng 109o,5’ - Mỗi nguyên tử C nằm ở tâm của tứ diện mà 4 đỉnh là các nguyên tử C hoặc H. Gv hướng dẫn hs quan sát hình 5.2 sgk kết hợp với mô hình phân tử propan, butan và isobutan. Gv viết cấu dạng của phân tử C2H6 và hướng dẫn hs nhận xét: - Các nhóm nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết đơn C-C, các nhóm có thể tự quay chung quanh trục C-C tạo ra các cấu dạng khác nhau. - Cấu dạng xen kẽ bền hơn cấu dạng che khuất. (Do ít chịu sự tương tác giữa các nhóm nguyên tử). Hoạt động 2: Hs nghiên cứu bảng 5.2 để rút ra nhận xét về qui luật biến đổi : - Trạng thái: Từ C1 – C4: khí; từ C5 – C18: lỏng; từ C19 trở đi: rắn. - Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng đều tăng theo số nguyên tử C trong phân tử (phân tử khối). - Các ankan đều nhẹ hơn nước. Để nghiên cứu tính tan của ankan, gv làm thí nghiệm cho hs quan sát: - Cho xăng (hỗn hợp hidrocacbon có ankan) vào nước. - Cho mỡ bôi trơn vào xăng. Sau khi cho hs đọc sách gk, gv hướng dẫn hs rút ra nhận xét: ïAnkan không tan trong nước, chúng kị nước, ankan ở trạng thaí lỏng là những dung môi không phân cực. ïAnkan đều là những chất không màu. Hoạt động 3: Củng cố bài Gv nhấn mạnh các nội dung chính trong bài: - Trong phân tử ankan chỉ có liên kết s bền. - Một số tính chất vật lý của ankan phụ thuộc vào số nguyên tử C trong phân tử. I. CẤU TRÚC PHÂN TỬ ANKAN: 1. Sự hình thành liên kết trong phân tử ankan: Các nguyên tử C trong ankan ở trạng thái lai hóa sp3. Mỗi nguyên tử C nằm ở tâm của hình tứ diện mà 4 đỉnh là các nguyên tử C hoặc H. Liên kết C-C, C-h đều là liên kết s. Các góc liên kết: CCC, CCH, HCH đều gần bằng 109o,5’. 2. Cấu trúc không gian của ankan: a. Mô hình nguyên tử: Hs quan sát hình 5.2 sgk: mô hình rỗng và mô hình đặc. b. Cấu dạng: - Các nhóm nguyên tử liên kết với nhau bởi liên kết C-C, có thể quay tương đối tự do chung quanh trục C-C tạo ra các dạng khác nhau trong không gian gọi là cấu dạng. - Cấu dạng xen kẽ bền hơn cấu dạng che khuất . - Các cấu dạng có thể chuyển đổi qua lại lẫn nhau. II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ: 1. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng: - Trạng thái: Ở điều kiện thường, các ankan từ C1 – C4 ở trạng thái khí; từ C5 – C18 ở trạng thái lỏng, từ C19 trở đi ở trạng thaí rắn. - Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi: Nói chung tăng theo số nguyên tử C trong phân tử (hay phân tử khối). - Khối lượng riêng: tăng theo số nguyên tử C trong phân tử nhưng luôn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước: Ankan nhẹ hơn nước. 2. Tính tan, màu và mùi: - Ankan không tan trong nước (kị nước), chúng tách thành lớp nổi lên trên khi gặp nước. - Ankan là các dung môi không phân cực, hòa tan tốt các chất không phân cực như: dầu, mỡ. - Ankan là những chất không màu. - Các ankan nhẹ (metan, etan, propan) là những chất khí không mùi. Ankan từ C5 – C10 có mùi xăng, từ C10 – C16 có mùi dầu hỏa. Ankan rắn ít bay hơi nên hầu như không mùi. Hướng dẫn giải bài tập trong sách giáo khoa: 2. Hai công thức biểu diễn cùng một chất, vì nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp3, phân tử có dạng tứ diện, trong đó nguyên tử C ở tâm tứ diện, 4 đỉnh là các nguyên tử F, Br, H, vị trí của chúng thay đổi là do góc nhìn của ta. 3. Những công thức biểu diễn cùng một chất là: a) và b) : 2,4-dimetylpentan (có 4C bậc I, 1C bậc II, 2C bậc III) c) và g) : 2,3-dimetylpentan (có 4C bậc I, 1C bậc II, 2C bậc III) d) và e) : 2,2,4-trimetylhexan (có 5C bậc I, 2C bậc II, 1C bậc III, 1C bậc IV) 4. a) Xăng dầu phải được chứa trong các bình chứa chuyên dụng và phải bảo quản ở những kho riêng vì chúng rất dễ cháy nổ. b) Các tàu chở dầu khi bị tai nạn thường gây ra thảm họa cho một vùng biển rất rộng vì dầu mỏ là hỗn hợp hidrocacbon không tan trong nước, nổi trên mặt nước, nên dễ loang ra thành từng mảng lớn, nó lại có đặc điểm thấm được qua da và tế bào sinh vật sống dưới nước gây huỷ hoại môi trường sinh thái biển. c) Người ta thường dùng xăng hoặc dầu hỏa để lau rửa vết dầu mỡ do đặc điểm dầu mỡ (hỗn hợp hidrocacbon) dễ tan trong xăng hoặc dầu hỏa (cũng là hỗn hợp hidrocacbon). d) Khi bị cháy do xăng dầu không nên dùng nước để dập đám cháy vì xăng dầu nhẹ hơn và không tan được trong nước, cho nên nước sẽ làm cho xăng dầu loang ra rộng hơn, tiếp xúc với không khí nhiều hơn nên có thể sẽ cháy lớn và rộng hơn. 5. a) Đ. b) S. c) S. d) Đ.