Формирование понятий химии высокомолекулярных соединений

Сентябрь 7, 2022

Главная
Химия
Формирование понятий химии высокомолекулярных соединений

Содержание

2. ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Система понятий химии ВМС 2. Последовательность формирования и развития основных понятий высокомолекулярной химии
3. 1. СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС Значение химии ВМС для школы: Позволяет раскрыть важнейшие понятия ВМС химии
4. СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС Исходное понятие – мономер. Это весьма реакционноспособное вещество, так как содержит либо
5. СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС Реакции полимеризации (что это такое?) и реакции поликонденсации (что это такое?) приводят
6. СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС Число элементарных звеньев – степень полимеризации, которое дает возможность перейти к средней
7. СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС Состав структурных звеньев, их строение (химическое, электронное, пространственное), молекулярная масса макромолекул, межмолекулярные
8. ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИИ ВМС Выделяют 3 этапа в формировании понятий химии ВМС: 1. Рассмотрение неорганических полимеров
9. 2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС На 1 этапе представления о неорганических полимерах
10. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ На примерах пластической серы, алмаза, графита и кварца учащиеся получают первоначальные понятия о линейной
11. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ Полимеры, имеющие трехмерное строение, - алмаз и кварц. На этих веществах хорошо также изучать
12. ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ С первых уроков изучения полимеров надо широко применять такие логические приемы, как сравнение, аналогия,
13. ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ Вывод: полиэтилен по ряду физических и химических свойств сходен с парафином – предельным углеводородом
14. ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ Здесь можно сравнивать каучук и резину, полиэтилен и каучук, каучук натуральный и синтетический изопреновый
15. ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ Каучук эластичен и термопластичен, а резина не термопластична, но сохраняет высокую эластичность. Как объяснить
16. ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ Решение проблемы: объяснение учителя «сетчатого» строения резины. Появление новой проблемной ситуации: у каучука или
17. ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ Решение проблемы: проведение опыта, который доказывает, что у каучука имеется остаточная деформация, а у
18. ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ На примере крахмала и целлюлозы объясняется прочность линейного полимера (ориентация макромолекул, появление водородной связи),
19. ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ Хотя строение нуклеиновых кислот намного сложнее белков, для их изучения используется общий подход к
20. 3. ОБОБЩЕНИЕ ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС Обобщение проводят по плану: 1. Классификация полимеров 2. Состав, строение и
21. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ По происхождению полимеры делят на 3 группы: неорганические, органические и элементоорганические Неорганические полимеры –
22. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ Оказывается, способность к образованию полимеров выражена только у тех элементов, у которых энергия связи
23. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ Органические полимеры делятся на 3 группы: природные, синтетические и искусственные. Природные – крахмал, целлюлоза,
24. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ Обширна группа синтетических полимеров. В зависимости от способа получения их делят на 2 группы:
25. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ Перед учеными стояла проблема: синтезировать такие органические полимеры, у которых в основной цепи были
26. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Пластмассы в зависимости от отношения к нагреванию делят на термопластичные и термореактивные Волокна
27. ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И МR НА СВОЙСТВА Длина макромолекул во много раз превосходит их поперечник. Большая
28. ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И МR НА СВОЙСТВА Эти признаки плюс межмолекулярная связь (взаимодействие огромного числа элементарных
29. ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И МR НА СВОЙСТВА Состав элементарных звеньев, их химическое строение влияют на свойства.
30. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ Линейная структура – полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен, полистирол, каучуки, капрон, лавсан, ацетатное
31. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ Разветвленная структура – крахмал Эти полимеры набухают в растворителях. Чем больше
32. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ Пространственная структура – фенолформальдегидная пластмасса, резина, кварц Эти полимеры не растворяются,
33. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ Плоскостная структура – графит Каждая плоскость, состоящая из большого числа шестиугольников,
34. ВЫВОД Основные понятия химии ВМС находятся в определенной взаимосвязи, постепенно происходит их развитие и обобщение, что
36. Скачать презентацию

Слайд 2

ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. Система понятий химии ВМС
2. Последовательность формирования и развития основных

понятий высокомолекулярной химии
3. Обобщение понятий химии ВМС

Слайд 3

1. СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС
Значение химии ВМС для школы:
Позволяет раскрыть важнейшие

понятия ВМС химии и способы синтеза полимеров
Знакомит с наиболее важными, имеющими широкое народнохозяйственное значение полимерными материалами
Дает возможность рассмотреть простейшую классификацию полимеров и полимерных материалов

Слайд 4

СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС
Исходное понятие – мономер. Это весьма реакционноспособное вещество,

так как содержит либо не менее одного реакционного центра (например, π-связи в реакциях полимеризации), либо не менее 2-х реакционных центров (например, различные функциональные группы в реакциях поликонденсации)

Слайд 5

СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС
Реакции полимеризации (что это такое?) и реакции поликонденсации

(что это такое?) приводят к получению полимера (макромолекулы), в котором выделяют элементарное или структурное звено. Строение элементарных звеньев позволяет судить о свойствах (большей частью химических) полимера

Слайд 6

СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС
Число элементарных звеньев – степень полимеризации, которое дает

возможность перейти к средней молекулярной массе полимера (почему она средняя?)
Характер соединения структурных звеньев и их пространственное строение определяют геометрическую структуру макромолекул полимера, его стереорегулярность

Слайд 7

СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС
Состав структурных звеньев, их строение (химическое, электронное, пространственное),

молекулярная масса макромолекул, межмолекулярные силы определяют свойства полимеров. Для характеристики свойств полимера важно знать его кристаллическое и аморфное строение

Слайд 8

ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИИ ВМС
Выделяют 3 этапа в формировании понятий химии ВМС:
1.

Рассмотрение неорганических полимеров
2. Изучение органических полимеров
3. Обобщение сведений о неорганических и органических полимерах в 11 классе в теме «Синтетические высокомолекулярные соединения и полимерные материалы на их основе»

Слайд 9

2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС
На 1 этапе

представления о неорганических полимерах позволят:
Установить общее в строении полимеров независимо от их происхождения
Подготовить учащихся к восприятию материала об органических полимерах, проводить аналогии между полимерами

Слайд 10

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
На примерах пластической серы, алмаза, графита и кварца учащиеся получают

первоначальные понятия о линейной и пространственной структуре полимеров, о влиянии строения на свойства полимеров
Пластическая сера – линейный полимер – образуется за счет разрыва восьмичленного цикла. Она состоит из беспорядочно перепутанных цепочкообразных молекул большой длины. Ее растяжение объясняется расправлением нитевидных макромолекул

Слайд 11

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
Полимеры, имеющие трехмерное строение, - алмаз и кварц. На этих

веществах хорошо также изучать положение о влиянии пространственного строения на физико-механические свойства полимеров
2 этап начинается в теме «Непредельные углеводороды» (получение полиэтилена и полипропилена реакцией полимеризации)

Слайд 12

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
С первых уроков изучения полимеров надо широко применять такие логические

приемы, как сравнение, аналогия, анализ, синтез и обобщение
Сравнивать (по составу, строению, свойствам) можно полимер и мономер, полимеры органического и неорганического происхождения, различные органические полимеры (сравните этилен и полиэтилен, полиэтилен и парафин)

Слайд 13

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
Вывод: полиэтилен по ряду физических и химических свойств сходен с

парафином – предельным углеводородом
Далее ученики изучают натуральный каучук в теме «Алкадиены», знакомятся со ступенчатой реакцией полимеризации, линейным клубкообразным строением молекул каучука, с возможностью осуществления химических связей между линейными макромолекулами с образованием пространственной структуры полимера (резины), объясняют свойства эластичности

Слайд 14

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
Здесь можно сравнивать каучук и резину, полиэтилен и каучук, каучук

натуральный и синтетический изопреновый и т.д. При сравнении надо учитывать такие понятия, как «состав», «химическое строение», «геометрическая структура», «свойства»
Этот материал благоприятен для использования проблемного подхода

Слайд 15

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
Каучук эластичен и термопластичен, а резина не термопластична, но сохраняет

высокую эластичность. Как объяснить свойства резины? (проблемная ситуация). Учащиеся выдвигают предположения: пластичность наблюдается у полимеров с линейной структурой, отсутствие ее у резины доказывает появление новой структуры

Слайд 16

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
Решение проблемы: объяснение учителя «сетчатого» строения резины. Появление новой проблемной

ситуации: у каучука или резины выше эластичность? Предположения учащихся: выше у каучука, так как а) он сильнее растягивается, б) движение макромолекул не сдерживается поперечными химическими связями

Слайд 17

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
Решение проблемы: проведение опыта, который доказывает, что у каучука имеется

остаточная деформация, а у резины ее нет: поперечные связи ограничивают растяжение «сетки», при снятии нагрузки резина полностью возвращается в свое прежнее состояние
Дальнейшее изучение полимеров происходит в темах «Углеводы» и «Белки»

Слайд 18

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
На примере крахмала и целлюлозы объясняется прочность линейного полимера (ориентация

макромолекул, появление водородной связи), рассматривается разветвленное строение макромолекул, их гидролиз
При изучении белков углубляются знания об образовании линейных макромолекул в результате синтеза полипептида, его гидролизе, рассматриваются первичная, вторичная и третичная структуры белков

Слайд 19

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
Хотя строение нуклеиновых кислот намного сложнее белков, для их изучения

используется общий подход к выяснению строения природных полимеров – аналитический. Гидролиз крупных молекул происходит постепенно: вначале образуются промежуточные продукты, а затем продукты полного гидролиза. В случае НК сначала образуются нуклеотиды, которые гидролизуются на пентозу, основания и фосфорную кислоту
Сравните строение белков и НК

Слайд 20

3. ОБОБЩЕНИЕ ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС
Обобщение проводят по плану:
1. Классификация полимеров
2. Состав,

строение и свойства полимеров
3. Успехи производства полимерных материалов
Ученикам дается задание: провести классификацию полимеров по происхождению, составу и способам синтеза; рассмотреть на примерах, как влияет состав, Мr и строение на свойства и применение полимеров; провести классификацию полимерных материалов; изучить производство полимерных материалов в стране и регионе

Слайд 21

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ
По происхождению полимеры делят на 3 группы: неорганические, органические и

элементоорганические
Неорганические полимеры – это основа минерального мира. Вопрос: почему одни атомы элементов способны образовывать полимеры, а другие – нет? (C и Si)

Слайд 22

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ
Оказывается, способность к образованию полимеров выражена только у тех элементов,

у которых энергия связи достаточно велика. Есв.(кДж/моль): Si-Si 180, Р-Р 222, S-S 264, С-С 350, Si-O 370. С увеличением энергии связи растет прочность полимеров и увеличивается их способность к образованию крупных молекул. Наиболее прочная связь у кварца

Слайд 23

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ
Органические полимеры делятся на 3 группы: природные, синтетические и искусственные.

Природные – крахмал, целлюлоза, натуральный каучук, белки, НК. Особенно обширна группа белков, которая классифицируется в зависимости от выполняемых функций (ферменты, гормоны и т.д.). Некоторые природные полимеры, подвергшиеся химической обработке (целлюлоза), образуют небольшую группу искусственных полимеров (вискоза, ацетилцеллюлоза и др.)

Слайд 24

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ
Обширна группа синтетических полимеров. В зависимости от способа получения их

делят на 2 группы: полимеризационные (полиэтилен, полистирол и др.) и поликонденсационные (фенолформальдегидные смолы)
Элементоорганические полимеры занимают промежуточное положение между неорганическими и органическими полимерами. Наиболее широкое применение имеют кремнийорганические полимеры

Слайд 25

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ
Перед учеными стояла проблема: синтезировать такие органические полимеры, у которых

в основной цепи были бы связи Si-О. Академику Андрианову К.А. удалось получить макромолекулы линейной структуры, где в основной цепи были связи Si-О, к которым подвешивались углеводородные радикалы. Органическая часть придавала полимеру пластичность и эластичность, а неорганическая – термостойкость. В настоящее время получают полимеры с «включением» и других элементов, например, бора

Слайд 26

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Пластмассы в зависимости от отношения к нагреванию делят на

термопластичные и термореактивные
Волокна по происхождению делят на натуральные, синтетические и искусственные
Каучуки по широте применения делят на каучуки общего (массового) и специального назначения; в зависимости от структуры их делят на стереорегулярные и нестереорегулярные

Слайд 27

ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И МR НА СВОЙСТВА
Длина макромолекул во много раз

превосходит их поперечник. Большая длина макромолекул обусловливает их гибкость. Таким образом, признаками полимерного строения вещества являются большая молекулярная масса, цепное строение и гибкость. Совокупность этих признаков характеризует полимер

Слайд 28

ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И МR НА СВОЙСТВА
Эти признаки плюс межмолекулярная связь

(взаимодействие огромного числа элементарных звеньев, приводящее к тому, что суммарная прочность такой связи превышает прочность химических связей в молекуле) обусловливают свойства ВМС: механическую прочность, температуру размягчения, плохую растворимость и др.

Слайд 29

ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И МR НА СВОЙСТВА
Состав элементарных звеньев, их химическое

строение влияют на свойства. Так, для получения негорючих полимеров, устойчивых к кислотам и щелочам, целесообразно применять мономеры, содержащие галогены (Cl, F). Наличие в полимерной цепи чередующейся с простой связью тройной связи обусловливает высокую термическую стойкость (карбин не подвергается изменениям до 2300°С). Появление в полимерной цепи ароматических колец приводит к повышению температуры плавления полимера

Слайд 30

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ
Линейная структура – полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен, полистирол,

каучуки, капрон, лавсан, ацетатное волокно, целлюлоза, карбин
Форма может быть от строго линейной (карбин) до клубкообразной (каучук). Большинство из них растворяется в органических растворителях, образуя вязкие растворы, размягчается, плавится, характеризуется высокой прочностью

Слайд 31

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ
Разветвленная структура – крахмал
Эти полимеры набухают в

растворителях. Чем больше разветвлен полимер, тем ниже его прочность, так как отсутствует плотная упаковка макромолекул. Поэтому из крахмала невозможно получить волокно

Слайд 32

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ
Пространственная структура – фенолформальдегидная пластмасса, резина, кварц
Эти

полимеры не растворяются, не плавятся, большей частью жесткие и более прочные, чем линейные

Слайд 33

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ
Плоскостная структура – графит
Каждая плоскость, состоящая из

большого числа шестиугольников, образованных атомами углерода, – это огромная молекула. Полимер тугоплавкий, не растворимый, обладает электропроводностью, расслаивается на «чешуйки»

Слайд 34

ВЫВОД
Основные понятия химии ВМС находятся в определенной взаимосвязи, постепенно происходит их

развитие и обобщение, что позволяет осмыслить свойства полимеров

Формирование понятий химии высокомолекулярных соединений

Содержание

ПЛАН ЛЕКЦИИ1. Система понятий химии ВМС2. Последовательность формирования и развития основных

1. СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМСЗначение химии ВМС для школы:Позволяет раскрыть важнейшие

СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМСИсходное понятие – мономер. Это весьма реакционноспособное вещество,

СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМСРеакции полимеризации (что это такое?) и реакции поликонденсации

СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМСЧисло элементарных звеньев – степень полимеризации, которое дает

СИСТЕМА ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМССостав структурных звеньев, их строение (химическое, электронное, пространственное),

ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИИ ВМСВыделяют 3 этапа в формировании понятий химии ВМС:1.

2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМС На 1 этапе

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫНа примерах пластической серы, алмаза, графита и кварца учащиеся получают

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫПолимеры, имеющие трехмерное строение, - алмаз и кварц. На этих

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫС первых уроков изучения полимеров надо широко применять такие логические

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫВывод: полиэтилен по ряду физических и химических свойств сходен с

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫЗдесь можно сравнивать каучук и резину, полиэтилен и каучук, каучук

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫКаучук эластичен и термопластичен, а резина не термопластична, но сохраняет

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫРешение проблемы: объяснение учителя «сетчатого» строения резины. Появление новой проблемной

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫРешение проблемы: проведение опыта, который доказывает, что у каучука имеется

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫНа примере крахмала и целлюлозы объясняется прочность линейного полимера (ориентация

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫХотя строение нуклеиновых кислот намного сложнее белков, для их изучения

3. ОБОБЩЕНИЕ ПОНЯТИЙ ХИМИИ ВМСОбобщение проводят по плану:1. Классификация полимеров2. Состав,

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВПо происхождению полимеры делят на 3 группы: неорганические, органические и

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВОказывается, способность к образованию полимеров выражена только у тех элементов,

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВОрганические полимеры делятся на 3 группы: природные, синтетические и искусственные.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВОбширна группа синтетических полимеров. В зависимости от способа получения их

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВПеред учеными стояла проблема: синтезировать такие органические полимеры, у которых

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВПластмассы в зависимости от отношения к нагреванию делят на

ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И МR НА СВОЙСТВАДлина макромолекул во много раз

ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И МR НА СВОЙСТВАЭти признаки плюс межмолекулярная связь

ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И МR НА СВОЙСТВАСостав элементарных звеньев, их химическое

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВЛинейная структура – полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен, полистирол,

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВРазветвленная структура – крахмалЭти полимеры набухают в

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВПространственная структура – фенолформальдегидная пластмасса, резина, кварцЭти

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВПлоскостная структура – графитКаждая плоскость, состоящая из

ВЫВОДОсновные понятия химии ВМС находятся в определенной взаимосвязи, постепенно происходит их

Похожие презентации