Министерство общего и профессионального образования 

Свердловской области

ГАПОУ СО «ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ ЭКОНОМИКО-

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

 

 

 

 

 

 

 

СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ 

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ 

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

 

 

ДИСЦИПЛИНА «ХИМИЯ»

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург, 2015

 

Составитель:  Кенебас А.Г., преподаватель ГАПОУ СО «ЕЭТК»

 

Рецензент:    Щербина И.А., преподаватель математики ГАПОУ СО «ЕЭТК» 

         

Рецензент:         Ванюкова   Т.В., директор    научно        –         образовательного фенологического центра ФГБОУ ВПО «УрГПУ»                       

         

 

 Методические указания для выполнения практических работ являются частью основной профессиональной образовательной программы ГАПОУ СО «Екатеринбургский экономико-технологический колледж» по специальностям СПО базового цикла, для групп технического профиля: 09.02.05 «Прикладная информатика (по отраслям)», 15.02.07 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)», 09.02.04 «Информационные системы (по отраслям)», 09.09.01 «Компьютерные системы и комплексы» в соответствии с требованиями ФГОС СПО третьего поколения.

 Методические указания по выполнению практических работ адресованы  студентам очной формы обучения.

 Методические указания включают в себя учебную цель, перечень образовательных результатов, заявленных во ФГОС СПО третьего поколения, задачи, обеспеченность занятия, краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме, вопросы для закрепления теоретического материала, задания для лабораторной работы студентов и инструкцию по ее выполнению, методику анализа полученных результатов, порядок и образец отчета о проделанной работе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Темы практических работ	страницы
1.  «Составление электронных формул и графическиех схем строения электронных оболочек атомов».	5
2.  «Номенклатура и изомерия алканов».	9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

 

УВАЖАЕМЫЙ СТУДЕНТ!

 

 Методические указания по дисциплине «Химия» для выполнения практических работ созданы Вам  в помощь для работы на занятиях, подготовки к практическим работам, правильного составления отчетов.

 Приступая к выполнению практической работы, Вы должны внимательно прочитать цель и задачи занятия, ознакомиться с требованиями к уровню Вашей подготовки, краткими теоретическими и учебнометодическими материалами по теме практической работы. Все задания к практической работе  Вы должны выполнять в соответствии с инструкцией, анализировать полученные в ходе занятия результаты по приведенной методике.

 Отчет о практической работе Вы должны выполнить по приведенному алгоритму, опираясь на образец.

* – задания повышенной сложности.

 Наличие положительной оценки по практическим работам необходимо для получения зачета по дисциплине и/или допуска к экзамену, поэтому в случае отсутствия на уроке по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за практическую работу, Вы должны найти время для ее выполнения или пересдачи.

 

Внимание! Если в процессе подготовки к практическим работам или при решении задач у Вас возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений или указаний в дни проведения дополнительных занятий. 

 Время проведения дополнительных занятий можно узнать у преподавателя или посмотреть на двери его кабинета.

 

 

Желаем Вам успехов!!!

 

РАЗДЕЛ 1. «ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1.

«СОСТАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ФОРМУЛ И ГРАФИЧЕСКИХ СХЕМ СТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБОЛОЧЕК АТОМОВ».

 

Учебная цель:   Научиться составлять  электронные  формулы и графические схемы строения электронных оболочек. На основе полученых формул объяснить химические свойства, показать образование ионов, указать возможную валентность атомов.

 

Учебные задачи: 

1.      закрепить теоретические знания  о строении атома;

2.      ответить на вопросы для закрепления теоретического материала;

3.      составить составлять  электронные  формулы и графические схемы строения электронных оболочек атомов;

4.      выявить взаимосвязь между строением атома и его положением в Периодической системе химических элементов;

5.      составить электроные формулы ионов.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения: Студент должен: уметь: составлять  электронные  формулы и графические схемы строения электронных оболочек

знать: взаимосвязь между строением атома и его положением в Периодической системе химических элементов

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1.        Учебно-методическая литература:

— Хомченко И. Г. Общая химия: Учебник.  М.:«Новая волна», 1997. – 464 с.

2.        канцелярские принадлежности: рабочая тетрадь, ручка, карандаш простой.

 

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической  работы

 

                         Атом                           –

электронейтральная частица, состоящая из ядра            и          электронной оболочки.        В           ядре находятся положительно заряженные частицы – протоны и

электронейтральные частицы        –          нейтроны. Электронную оболочку составляют электроны.

АТОМ                       ядро               р+ – протоны, заряд +1; n0 – нейтроны, заряд  0

электронная оболочка е– – электроны, заряд -1

Порядковый номер элемента  равен заряду ядра и равен общему числу электронов, составляющих электронную оболочку данного атома.

Изучая химию, очень важно знать строение электронной оболочки атома, т.к. она определяет многие химические свойства элемента.

Электрон в атоме не имеет траектории движения. Состояние электрона в атоме описывается квантовой механикой, которая рассматривает вероятность нахождения электрона в пространстве вокруг ядра. Быстро движущийся электрон как будто «размазывается» вокруг ядра и образует электронное облако, с определенной плотностью отрицательного заряда.

Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется орбиталью.

Орбитали отличаются размерами и формой. Размер орбитали обуславливается расстоянием от ядра.

Каждая форма орбитали имеет свое буквенное обозначение.

 

имеющая форму шара имеющая форму объемной имеющая форму цветка называется  S - восьмерки или гантели называется d - орбиталью орбиталью называется  p - орбиталью 

Известны и более сложные орбитали, обозначаемые последовательно буквами f, g и т.д.

Электроны в атомах обладают разной энергией и в соответствии  с этим находятся на разных расстояниях от ядра, образуя энергетические уровни или электронные слои.

Каждый электронный слой или энергетический уровень содержит определенное число подуровней, различающихся видом орбитали.

1 энергетический уровень - 1 вид орбитали (S-орбиталь) или 1 подуровень

2 энергетический уровень - 2 вида орбитали (S, p-орбитали) или 2 подуровня Sподуровень и  р-подуровень

3 энергетический уровень - 3 вида орбитали (S,p,d-орбитали) или три подуровня Sподуровень,  р-подуровень и d-подуровень

4 энергетический уровень - 4 вида орбитали (S,p,d,f-орбитали)

Т.е. с каждым новым электронным слоем (энергетическим уровнем) появляется новый вид орбитали.

S-орбиталь имеет одно положение в пространстве,  p-орбиталь имеет три положения в пространстве,  d-орбиталь имеет пять положений в пространстве.

На каждой орбитали может находиться максимум 2 электрона.

Таким образом, на первом энергетическом уровне имеется только один подуровень, состоящий из одной S-орбитали, на втором S-подуровень (одна S-орбиталь), и рподуровень (три р-орбитали), на третьем S-подуровень, р-подуровень и d-подуровень (пять d-орбиталей), на S-орбитали может находиться max 2 электрона (21 = 2), на pорбиталях может находиться max 6 электронов (23 = 6), на d-орбиталях может находиться max 10 электрона (25 = 10)

Уровни расположены на разных расстояниях от ядра, поэтому находящиеся на них электроны обладают разной энергией. Электроны ―предпочитают селиться‖ ближе к ядру (в этом случае их энергия ниже), поэтому из множества уровней атома заселены электронами далеко не все. Уровни нумеруют числами 1, 2, 3, ... n, начиная с самого нижнего, то есть ближайшего к ядру уровня

 

                                 Схематичное изображение электронных уровней, подуровней и орбиталей.

Чем дальше от ядра находится уровень, тем более сложное строение он имеет. Ближайший к ядру уровень № 1 (n = 1) - самый простой. Уровень № 2 (n = 2) состоит уже как бы из двух частей, называемых подуровнями. Они немножко различаются по энергии находящихся на них электронов и называются: 2s-подуровень и 2p-подуровень.

Третий уровень (n = 3), включает в себя уже три подуровня: 3s- 3p- и 3d- подуровни. На 4-м уровне (n = 4) добавляется еще и 4f-подуровень 

Подуровни, в свою очередь, состоят из орбиталей. В электронно-графической схеме орбитали обозначают  квадратиками. Каждый квадратик - это как бы ―квартира‖ (в ―доме‖-подуровне) для одного или двух (но не больше!) электронов. Например, sподуровень - это ―дом‖ из одной ―квартиры‖ (s-орбитали), p-подуровень – ―трехквартирный дом‖ (в нем три p-орбитали), d-подуровень – ―дом‖ из 5 ―квартир‖ и fподуровень – ―дом‖ из 7 ―квартир‖ для электронов. В каждой ―квартире‖-орбитали могут ―жить‖ не больше двух электронов. Запрещение электронам ―селиться‖ более чем по-двое на одной орбитали называют запретом Паули - по имени ученого, который выяснил эту важную особенность строения атома.

Условная запись распределения электронов по орбиталям называется электронной формулой. В этих формулах энергетические уровни или электронные слои обозначаются цифрами 1,2,3, …, подуровни (т.е. вид орбитали)  буквами S, p, d, f, число электронов на подуровне обозначается маленькой цифрой справа сверху от буквы, показывающий подуровень. Например, электронная формула атома фосфора (порядковый номер 15) выглядит так 1S²2S²2p³  и говорит о том, что 15 электронов атома фосфора распределяются по 3 энергетическим уровням (фосфор находится в 3 периоде) следующим образом: на первом энергетическом уровне на орбитали, имеющей форму шара находятся  два электрона, на втором энергетическом уровне на орбитали, имеющей форму шара находятся  два электрона и на этом же втором энергетическом уровне на орбитали, имеющей форму объемной восьмерки находятся 3 электрона. Порядок заполнения орбиталей следующий:

1S²2S²2p⁶3S²3p⁶4S²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶ и т.д.

Задания для практического занятия:

1. Ответьте на вопросы:

-  Что такое протоны и где они находятся?

-  Как узнать число протонов у данного атома?

-  Как узнать число электронов у данного атома?

-  Как узнать, сколько  электронных слоев образуют электроны данного атома?

-  Как узнать  число электронов на последнем (внешнем) энергетическом уровне  (или в последнем электронном слое)?

 

2.      Заполните таблицу*

 

Химический элемент	Число протонов	Общее число электронов	Число электронных слоев	Число валентных  электронов
кальций
азот
	15
	17
			3	3
			2	4

3.      Ответьте на вопросы:

-  Какие частицы составляют ядро атома?

-  Что показывает порядковый номер химического элемента?

-  Что показывает номер периода?

-  Что показывает номер группы? 

-  Как называются электроны последнего электронного слоя?

 

4. Для элементов с порядковым номером 11 и 16 укажите*

1.    номер периода

2.    номер группы

3.    число протонов

4.    общее число электронов

5.    число электронных слоев

6.    число валентных электронов

7.    запишите полную электронную формулу

 

5.      Составьте электронные формулы ионов:

 

- натрия	- магния,	- серы,
- кальция,	- алюминия,	- хлора,

 

6.      Сколько связей за счет образования общих электронных пар может образовывать:

 

- атом водорода,	- атом хлора,
- атом азота,	- атом кислорода.

Форма контроля выполнения практических работ: 

Выполненная работа представляется преподавателю в тетради для практических работ.

РАЗДЕЛ 2. «ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2.

 «НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ АЛКАНОВ».

 

Учебная цель:   Научиться называть алканы по  Международной номенклатуре (номенклатуре ИЮПАК). Научиться составлять формулу алкана по его названию.

 

Учебные задачи: 

1.      повторить теоретический материал по теме практической работы;

2.      ответить на вопросы для закрепления теоретического материала;

3.      назвать алканы по приведенным формулам и найти  изомеры среди веществ;

4.      составить формулы алканов по приведенным названиям;

5.      найти  изомеры среди веществ, формулы которых  составили.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения: Студент должен: уметь: называть алканы, составлять формулу алкана по его названию знать: основные положения «Международную номенклатуру ИЮПАК»

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1.        Учебно-методическая литература:

— Хомченко И. Г. Общая химия: Учебник.  М.:«Новая волна», 1997. – 464 с.

2.        канцелярские принадлежности: рабочая тетрадь, ручка, карандаш простой.

 

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической  работы

Название алкана по Международной номенклатуре (номенклатуре ИЮПАК) складывается из: приставки, корня, суффикса.

Корень названия показывает число атомов углерода в самой длинной неразветвленной цепи. Нумерацию цепи начинают с того края, где ближе разветвление. Если разветвлений несколько, то нумеруют так, чтобы цифры, указывающие их положение,  были наименьшими.

Суффикс показывает класс органического соединения, суффикс алканов – ан.

Приставка показывает: где находятся заместители (указываются цифрой перед названием заместителя), какие заместители, сколько (указывают числовой приставкой: ди–, три–, тетра–).

                                            обозначает            обозначает число      обозначает класс

                                         разветвления        атомов углерода в          соединения

    где как и         самой длинной не    сколько      разветвленной цепи

Для того,  чтобы дать название разветвленному углеводороду,  нужно:

1.      Найти  самую длинную цепь атомов углерода в молекуле.

2.      Пронумеровать атомы углерода в этой цепи‚  начиная с того конца к которому ближе разветвление (где расположен заместитель). Если заместителей несколько‚ то нумеруют так‚ что бы цифры указывающие их положение были наименьшими.

3.      За основу названия (корень) разветвленного углеводорода берется число атомов углерода в самой длинной цепи.  Это число  указывается с помощью тривиальных названий (1-4) или греческих числительных (начиная с 5) (см. таблицу «Гомологический ряд алканов»)

4.      Суффикс названия соответствует определенному классу органического соединения. У алканов суффикс – ан

5.      Приставка названия разветвленного углеводорода содержит перечисление радикалов. Цифрой (2‚3‚ 4 и т.д.) указывается положение этих радикалов. Если одинаковых радикалов несколько‚ то это число отмечается числовой приставкой  -ди (два)‚ –три (три)‚  -тетра (четыре) Для того,  чтобы составить формулу по названию нужно:

1.      Найти составные части слова – приставку‚ корень и суффикс. 

2.      В соответствии с корнем записать в цепь необходимое число атомов углерода. 

3.      Соединить их связями. Если суффикс –ан‚ то связи одинарные.

4.      От атомов углерода‚ указанных в приставке цифрами‚ показываем разветвление и приписываем радикал‚ указанный в приставке

5.      Расставить атомы водорода.

Пример. Составить формулу 3-метилтентана

1.      Корень слова пент‚   поэтому записываем подряд 5 атомов углерода   

                                                       С  С  С  С  С

2.      Суффикс –ан‚ поэтому соединяем их одинарными связями С−С−С−С−С

3.      Суффикс 3-метил‚ поэтому 3-ий атом углерода связываем с радикалом метил (−

                                   СН3)                                                      ^C

 

C

 

 

                                                                                         CH₃

4. Расставляем  атомы  водорода, зная, что валентность атома углерода равна 4

                                                                    CH3 2 CH3

                                                                                CH₃

 

Изомерами называются вещества,  имеющие  одинаковый качественный и количественный состав (молекулярную формулу), но разный порядок соединения атомов т.е. разное строение (разную структурную формулу).

 

Задания для практического занятия: 1. Назовите по международной номенклатуре алканы, формулы которых приведены.

    

1) CH₃                      CH₂  CH₂                     CH₂                   CH₂ CH₃           2)         CH₃               CH₂                           CH₂ CH₂ CH₃

 

 CH₃        4)       CH³CH3 3)      CH₃

                        CH₃                                                                                                                                  

          

                

                                                                            6)                            CH₃CH₃

5)        CH₃       CH₂  CH₂                                                 CH₂ CH₃                        

                                                                                                                                                                          CH₃ CH₃

 

CH₃

                              CH₃                                                                                                                   

7)  8) CH₃CH₃            CH₃CH₃                     

  

 

 CH₃

  

9) 10) CH₃ CH                                                                                                                                        CH CH₃

 

                                                                                                                                                          CH₃

 

11) 12)                                                                                         CH₃

 

                                                                                                      CH₃CH₃

            

13) 

 

 

 

 

    

15)  

                                                                                                                                 16)                 CH3

CH₃                                                                                                                                       CH₃                      CH₃CH₃

                                                   CH₃                CH₃                                                                              

                                                                                                                                                      CH₃                CH₃

          

17)              CH₃                                                                                                                                      18)                                    CH₃

                                                                                               CH₃                                  C CH₃

CH

 ₂ CH₃                                                                                                                                                                               

                               CH₃                                                                                                                                                                                                               CH₃

 

2.   Найдите среди приведенных  выше веществ изомеры*.

3.   Напишите структурные формулы следующих алканов:

 

1). 2-метилбутан                     6).     3,3-диметилпентан                      11). 2,2,4,4-тетраметилпентан

2). 2-метилпентан                    7). 2,4-диметилпентан                         12). 2,2,3,4-тетраметилпентан

3). 3-метилпентан                     8). 2-метил-3-этилпентан                     13). 2,4-диметил-3,3-диэтилгексан

4). 2,2-диметилбутан                9). 3-метил-3-этилпентан                   14). 4-пропилоктан

5). 2,2-диметилпентан             10). 3-метил-3-этилгептан                   15). 2,3,3-триметилпентан

 

Форма контроля выполнения практических работ: 

Выполненная работа представляется преподавателю в тетради для практических работ.

Кенебас Алексей Григорьевич

 

 

 

 

 

Химия

 

 

 

 

 

ГАПОУ СО “ЕЭТК»

 

 

 

СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ 

 

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ 

 

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

 

 

базовый цикл  технический профиль

 

специальности

09.02.05 Прикладная информатика (по отраслям)

15.02.07 Автоматизация технологических процессов и производств

 (по отраслям) 09.02.04 Информационные системы (по отраслям) 09.09.01 Компьютерные системы и комплексы

 

 

 

 

 

 

 

 

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ