Bài 13 liên kết hydrogen và lực đẩy vanderwall

SỞ GDĐT PHÚ THỌ BÀI 13 LIÊN KẾT HYDROGEN VÀ TƯƠNG TÁC VAN DER WAALS I MỤC TIÊU 1 Kiến thức Trình bày được khái niệm liên kết hydrogen để giải thích sự xuất hiện liên kết hydrogen (với nguyên tố có độ âm điện lớn N, O, F) Van der Waals Nêu được vai trò, ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới tính chất vật lí của nước Nêu được khái niệm về tương tác van der Waals và ảnh hưởng của tương tác này tới nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các chất 2 Năng lực Năng lực chung Năng lực tự chủ và tự học Kĩ.

BÀI 13: LIÊN KẾT HYDROGEN VÀ TƯƠNG TÁC VAN DER WAALS I MỤC TIÊU: 1.Kiến thức: - Trình bày khái niệm liên kết hydrogen để giải thích xuất liên kết hydrogen (với nguyên tố có độ âm điện lớn: N, O, F) Van der Waals - Nêu vai trò, ảnh hưởng liên kết hydrogen tới tính chất vật lí nước - Nêu khái niệm tương tác van der Waals ảnh hưởng tương tác tới nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi chất Năng lực * Năng lực chung: - Năng lực tự chủ tự học: Kĩ tìm kiếm thơng tin SGK - Năng lực giao tiếp hợp tác: Làm việc nhóm tìm hiểu liên kết hydrogen tương tác Van der waals - Năng lực giải vấn đề sáng tạo: Giải thích Vì chất có nhiệt độ sơi khác nhau? So sánh tính chất vật lí phân tử dựa vào liên kết hydrogen a tương tác tương tác Van der waals * Năng lực hóa học: a Nhận thức hóa học: Học sinh đạt yêu cầu sau: - Trình bày khái niệm liên kết hydrogen van der Waals để giải thích xuất liên kết hydrogen (với nguyên tố có độ âm điện lớn: N, O, F) - Nêu vai trò, ảnh hưởng liên kết hydrogen tới tính chất vật lí nước - Nêu khái niệm tương tác van der Waals ảnh hưởng tương tác tới nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi chất b Tìm hiểu tự nhiên góc độ hóa học thực thơng qua hoạt động: Thảo luận, quan sát mơ hình phân tử, hình ảnh thể liên kết phân tử, bảng giá trị nhiệt độ sôi nhiệt độ nóng chảy số phân tử c Vận dụng kiến thức, kĩ học để giải thích tạo nước đá nhẹ nước lỏng tạo nhện lại chạy mặt nước Phẩm chất: - Chăm chỉ, tự tìm tịi thơng tin SGK liên kết hydrogen tương tác van der Waals - Học sinh có trách nhiệm việc hoạt động nhóm, hồn thành nội dung giao II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU - Tranh, ảnh video liên quan đến ảnh hưởng liên kết hydrogen tương tác van der Waals đến nhiệt độ nóng chảy,nhiệt độ sơi số chất thực tế như: tàu titanic đâm vào tảng băng nổi, nhện chạy mặt nước, keo dán, bong bóng xà phịng, oxygen hoa lỏng - Phiếu tập số 1, số 2, số 3, số II TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: Kiểm tra cũ: khơng Hoạt động 1: Khởi động a Mục tiêu: Thông qua câu chuyện (có kèm hình ảnh) giúp học sinh liên hệ thức tế thừa nhận có mặt liên kết hydrogen tương tác van der Walls b Nội dung: - Ngày 10/04/1912, tàu nước lớn thứ hai lịch sử với tên gọi Titanic nhổ neo cho chuyến hải trình Nó dự định rẽ sóng từ cảng Southampton Anh, vượt qua biển Đại Tây Dương để đến với thành phố phồn hoa New York, Mỹ Nhưng Titanic hồn thành sứ mệnh va phải tảng băng khổng lồ Mang theo hàng ngàn hành khách, tàu mãi nằm lại lòng đại dương lạnh lẽo + Vì nước đá lại nhẹ nước lỏng lên mặt nước? c Sản phẩm: Học sinh dựa vào câu chuyện, đưa đáp án thân d Tổ chức thực hiện: HS làm việc theo bàn, GV gợi ý, hỗ trợ học sinh Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 1: II Liên kết hydrogen Mục tiêu: HS hình thành khái niệm liên kết hydrogen Hoạt động GV HS Sản phẩm dự kiến Bản chất liên kết hydrogen: * Cách tạo thành liên kết hydrogen: GV nêu vấn đề: nguyên tử F, O, N có Nguyên tử hydrogen độ âm điện lớn Nguyên tử H linh phân tử HF, NH3, H2O linh động, mang phần điện tích dương động, có điện tích dương đủ lớn để Chúng có hút khơng? hút electron hóa trị chưa tham GV giao nhiệm vụ hoc tập: GV chia gia liên kết nguyên tử F, N, O làm làm nhóm, hồn thành phiếu học (của phân tử khác) có độ âm điện tập sau: lớn tạo thành liên kết hydrogen H H PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1: - Vẽ sơ đồ biểu diễn liên kết hydrogen (được biểu diễn dấu H N H N H H ba chấm …) của: + Nguyên tử F (của phân tử HF này) với nguyên tử H (của phân tử HF Liên kết hydrogen phân tử khác) NH3 + Nguyên tử N (của phân tử NH3 này) với nguyên tử H (của phân tử NH3 khác) O H H O H O + Nguyên tử O (của phân tử H2O H H H này) với nguyên tử H (của phân tử Liên kết hydrogen phân tử H2O khác) H2O + Phân tử HF phân tử NH3 - Trình bày cách tạo thành liên kết H F H F hydrogen với nguyên tử có độ âm Liên kết hydrogen phân tử điện lớn (F, O, N) HF H Thực nhiệm vụ: HS hoàn thiện phiếu tập theo nhóm Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS nêu ý kiến trước lớp lớp, sau .H F H N H F phản biện nhóm khác cách H tạo thành liên kết hydrogen với nguyên tử có độ âm điện lớn (F, O, N) Liên kết hydrogen phân tử Kết luận, nhận định: GV nhận xét, HF phân tử NH3 đưa kết luận: * Cách tạo thành liên kết hydrogen: Nguyên tử hydrogen phân tử HF, NH3, H2O linh động, có điện tích dương đủ lớn để hút electron hóa trị chưa tham gia liên kết nguyên tử F, N, O (của phân tử khác) có độ âm điện lớn tạo thành liên kết hydrogen (thường biểu diễn dấu …) * Điều kiện cần đủ để tạo liên kết hydrogen: - Nguyên tử hydrogen liên kết với nguyên tử có độ âm điện lớn F, N, O - Các nguyên tử F, N, O… liên kết với hydrogen phải có cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết Vai trò ảnh hưởng liên kết hydrogen tới tính chất vật lí nước GV sử dụng video hình ảnh để minh họa cấu trúc đặc biệt H2O GV giao nhiệm vụ hoc tập: GV chia làm làm nhóm, hoàn thành phiếu học tập sau: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2: - Giải thích nước đá nhẹ nước lỏng lên mặt nước - Liên kết hydrogen ảnh hưởng đến (hình ảnh tàu titanic đâm vào tính chất nước đá Một phân tử tảng băng nổi)? nước tạo liên kết - So sánh nhiệt độ sôi H2O với hydrogen với phân tử nước H2S CH4 Giải thích? khác xung quanh tạo thành cấu trúc - Quan sát hình ảnh nhện nước tứ diện Mạng tinh thể nước đá có chạy bề mặt nước Giải thích? Thực nhiệm vụ: HS hồn thiện phiếu tập theo nhóm vơ số cấu trúc Cấu trúc khác rỗng nên nước đá nhẹ nước lỏng phần Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS bề mặt nước lỏng nêu ý kiến trước lớp lớp, sau phản biện nhóm khác - Nhiệt độ sơi H2O cao hẳn Kết luận, nhận định: GV nhận xét, so với H2S CH4 ảnh hưởng đưa kết luận: liên kết hydrogen Liên kết hydrogen có ảnh hưởng đến + Liên kết hydrogen H2O bền tính chất vật lí nước Liên kết hydrogen làm tăng nhiệt độ + Sự phân cực liên kết H2O nóng chảy, nhiệt độ sơi, sức căng bề lớn mặt… chất có liên kết hydrogen - Liên kết hydrogen phân Vì có liên kết hydrogen nên nhiệt độ tử nước tạo nên sức căng bề mặt sôi nước cao nhiều so với H2S lớn Đôi chân nhện tạo CH4 chỗ trũng tới milimet không phá vớ sức căng bề mặt nước Nên nhện chạy nước Hoạt động 2: III Tương tác van der Waals Mục tiêu: HS hình thành khái niệm tương tác van der Waals ảnh hưởng tương tác tới nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi chất Hoạt động GV HS Sản phẩm dự kiến Khái niệm tương tác van der Waals GV nêu vấn đề: GV chiếu video Br2 lỏng, O2 lỏng, He lỏng ứng dụng chúng GV giao nhiệm vụ hoc tập: GV chia làm làm nhóm, hồn thành phiếu học - Các phân tử F2, Cl2 chất tập sau: khí cịn Br2 chất lỏng phân tử Br2 tồn tương tác yếu PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3: - Ở nhiệt độ thường, halogen - Ở nhiệt độ thường O2 chất khí F2, Cl2 chất khí, Br2 chất Tuy nhiên nhiệt độ thấp, lỏng? phân tử O2 tồn tương tác - Ở nhiệt độ thường, O2 chất khí, yếu để giữ phân tử lại với hóa lỏng O2 để sử dụng trạng thái lỏng tàu du hành vũ trụ? - Sự hình thành tương tác van der - Sự hình thành tương tác van der Walls Thực nhiệm vụ: HS hồn thiện Walls: phiếu tập theo nhóm chất cộng hóa trị khơng phân cực, Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS nêu ý kiến trước lớp lớp, sau phản biện nhóm khác Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa kết luận: Các nguyên tử khí đám mây electron ln chuyển động nên tạo lưỡng cực tạm thời Lực hút đầu mang phần điện tích âm lưỡng cực phân tử đầu mang phần - Tương tác van der Walls tương tác tĩnh điện lưỡng cực – lưỡng cực hình thành phân tử hay điện tích dương lưỡng cực phân tử khác tạo thành tương tác van der Walls nguyên tử Vai trò ảnh hưởng tương tác van der Walls đến nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi chất GV giao nhiệm vụ hoc tập: GV chia làm làm nhóm, hồn thành phiếu học tập sau: - Trong dãy halogen, tương tác van PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4: der Walls tăng theo tăng số - Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi electron phân tử khối halogen biến đổi lượng phân tử tăng, làm tăng nhiệt số electron tăng, khối lượng phân tử độ nóng chảy, nhiệt độ sơi tăng? halogen - Nguyên nhân làm cho nhiệt độ sôi pentane (đồng phân - Đồng phân mạch không phân hydrocarbon mạch thẳng) cao nhánh pentane có nhiệt độ sôi ( 36o neopentane (đồng phân hydrocarbon C) cao so với đồng phân mạch mạch nhánh)? phân nhánh neopentane ( 9,5o C) Thực nhiệm vụ: HS hồn thiện phiếu tập theo nhóm Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS nêu ý kiến trước lớp lớp, sau phản biện nhóm khác Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa kết luận: - Tương tác van der Walls làm tăng nhiệt dộ nóng chảy nhiệt độ sơi chất GV lưu ý HS: - Liên kết ion liên kết cộng hóa trị liên kết nguyên tử phân tử - Liên kết hydrogen tương tác van der Walls liên kết nguyên tử, phân tử trung hòa Hoạt động 3: Luyện tập diện tích tiếp xúc phân tử pentane lớn nhiều so với neopentane a) Mục tiêu: Củng cố lại phần kiến thức học liên kết hydrogen tương tác van der Walls b) Nội dung: GV đưa tập cụ thể, gọi HS lên làm chữa lại HS hoàn thành tập sau: Câu 1: Chất sau tạo liên kết hydrogen? A PF3 B CH4 C CH3OH D H2S Câu 2: Chất sau tạo liên kết hydrogen? A H2O B CH4 C CH3OH D NH3 Câu 3: Tương tác van der Walls tồn A Ion B hạt proton C hạt neutron D phân tử Câu 4: Dãy chất sau xếp theo thứ tự nhiệt độ sôi tăng dần? A H2O, H2S, CH4 B H2S, CH4, H2O C CH4, H2O, H2S D CH4, H2S, H2O Câu 5: Nhiệt độ sôi chất methane, ethane, propane butane bốn nhiệt độ sau: 00 C, 1640 C, 420 C, 880 C Nhiệt độ sôi 880 C chất sau đây? A methane B propane C ethane D butane c) Sản phẩm: Câu 1: C Câu 2: B Câu 3: D Câu 4: D Câu 5: C d) Tổ chức thực hiện: HS làm việc cá nhân Hoạt động 4: Vận dụng: a) Mục tiêu: giúp học sinh vận dụng kiến thức học để giải câu hỏi, nội dung gắn liền với thực tiễn mở rộng thêm kiến thức HS liên kết hydrogen tương tác van der Waals b) Nội dung: Tìm hiểu giải thích tượng tự nhiên: - Giải thích trình chưng cất rượu, C2H5OH bay trước H2O khối lượng phân tử C2H5OH lớn nhiều khối lượng phân tử H2O - Giải thích tắc kè di chuyển mặt kính trơn nhẵn, thẳng đứng - Giải thích cối tự hút nước khoáng chất để phát triển c) Sản phẩm: - Dựa vào lý thuyết ảnh hưởng liên kết hydrogen tới nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi nước H2O có khối lượng phân tử thấp so với C2H5OH phân tử nước liên kết chặt chẽ với liên kết hydrogen ⟹ Nhiệt độ sôi nước cao C2H5OH ⟹ Khi chưng cất rượu, C2H5OH có điểm sơi thấp nước bay trước - Bàn chân tắc kè có nhiều sợi lơng cực nhỏ, gọi sợi stetae có kích thước cỡ micromet Ở đầu sợi lông lại phân nhánh thành nhiều sợi lơng nhỏ dơn gọi spatulae với kích cỡ nanomet Các sợi spatulae cho phép tắc kè bám trường hay mặt phẳng nhờ tương tác tĩnh điện “hai điện tích trái dấu hút nhau” Mỗi phân tử thể sống vật thường cân điện tích Nhưng mặt có xu hướng mang điện tích dương mặt cịn lại mang điện tích âm Khi tắc kè leo tường, sợi spatulae siêu nhỏ quay mặt mang điện tích âm chúng phía mặt mang điện tích dương phân tử bề mặt tường (và ngược lại), tạo lực hút phân tử gọi lực liên kết Van der Waals - Do có liên kết hydrogen nên nước có sức căng bề mặt lớn, nước dâng lên mao quản rễ để vận chuyển lên thân d) Tổ chức thực hiện: GV hướng dẫn học sinh nhà làm hướng dẫn học sinh tìm nguồn tài liệu tham khảo qua internet, thư viện, … ... hẳn Kết luận, nhận định: GV nhận xét, so với H2S CH4 ảnh hưởng đưa kết luận: liên kết hydrogen Liên kết hydrogen có ảnh hưởng đến + Liên kết hydrogen H2O bền tính chất vật lí nước Liên kết hydrogen. .. tạo liên kết hydrogen: - Nguyên tử hydrogen liên kết với nguyên tử có độ âm điện lớn F, N, O - Các nguyên tử F, N, O… liên kết với hydrogen phải có cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết. .. tạo thành liên kết hydrogen với nguyên tử có độ âm điện lớn (F, O, N) Liên kết hydrogen phân tử Kết luận, nhận định: GV nhận xét, HF phân tử NH3 đưa kết luận: * Cách tạo thành liên kết hydrogen: