Đang tải... (xem toàn văn)
SỞ GDĐT PHÚ THỌ BÀI 12 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 12: 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 Bản chất liên kết hydrogen: Sản phẩm dự kiến * Cách tạo thành liên kết hydrogen: GV nêu vấn đề: nguyên tử F, O, N có Nguyên tử hydrogen phân tử độ âm điện lớn Nguyên tử H linh HF, NH3, H2O linh động, có điện tích động, mang phần điện tích dương dương đủ lớn để hút electron hóa trị Chúng có hút khơng? chưa tham gia liên kết nguyên tử F, GV giao nhiệm vụ hoc tập: GV chia N, O (của phân tử khác) có độ âm điện làm làm nhóm, hoàn thành phiếu học lớn tạo thành liên kết hydrogen tập sau: H PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1: H - Vẽ sơ đồ biểu diễn liên kết H N H N H H hydrogen (được biểu diễn dấu ba chấm …) của: + Nguyên tử F (của phân tử HF này) Liên kết hydrogen phân tử NH3 với nguyên tử H (của phân tử HF khác) + Nguyên tử N (của phân tử NH3 này) với nguyên tử H (của phân tử NH3 khác) O H O H O H H H H Liên kết hydrogen phân tử H2O + Nguyên tử O (của phân tử H2O H F H F này) với nguyên tử H (của phân tử Liên kết hydrogen phân tử HF H H2O khác) + Phân tử HF phân tử NH3 - Trình bày cách tạo thành liên kết .H F H N H F hydrogen với nguyên tử có độ âm điện lớn (F, O, N) Thực nhiệm vụ: HS hoàn thiện phiếu tập theo nhóm Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS H Liên kết hydrogen phân tử HF phân tử NH3 nêu ý kiến trước lớp lớp, sau phản biện nhóm khác cách tạo thành liên kết hydrogen với nguyên tử có độ âm điện lớn (F, O, N) Kết luận, nhận định: GV nhận xét, 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, hồn thành phiếu học - Liên kết hydrogen ảnh hưởng đến tính tập sau: chất nước đá Một phân tử nước tạo liên kết hydrogen với PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2: phân tử nước khác xung quanh tạo thành - Giải thích nước đá nhẹ cấu trúc tứ diện Mạng tinh thể nước đá nước lỏng lên mặt nước có vơ số cấu trúc Cấu trúc (hình ảnh tàu titanic đâm vào khác rỗng nên nước đá nhẹ nước lỏng tảng băng nổi)? phần bề mặt nước - So sánh nhiệt độ sôi H2O với lỏng H2S CH4 Giải thích? - Quan sát hình ảnh nhện nước - Nhiệt độ sôi H2O cao hẳn so với chạy bề mặt nước Giải thích? Thực nhiệm vụ: HS hồn thiện H2S CH4 ảnh hưởng liên kết phiếu tập theo nhóm + Liên kết hydrogen H2O bền Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS hydrogen + Sự phân cực liên kết H2O lớn nêu ý kiến trước lớp lớp, sau phản biện nhóm khác Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa kết luận: Liên kết hydrogen có ảnh hưởng đến tính chất vật lí nước Liên kết hydrogen làm tăng nhiệt độ - Liên kết hydrogen phân tử nước tạo nên sức căng bề mặt lớn Đơi chân nhện tạo chỗ trũng tới milimet không phá vớ sức căng bề mặt nước Nên nhện chạy nước nóng chảy, nhiệt độ sơi, sức căng bề mặt… chất có liên kết hydrogen Vì có liên kết hydrogen nên nhiệt độ sôi nước cao nhiều so với H2S CH4 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, hoàn thành phiếu học - Các phân tử F2, Cl2 chất khí tập sau: 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 Tuy F2, Cl2 chất khí, Br2 chất nhiên nhiệt độ thấp, phân tử O2 lỏng? tồn tương tác yếu để giữ phân - Ở nhiệt độ thường, O2 chất khí, tử lại với trạng thái lỏng hóa lỏng O2 để sử dụng tàu du hành vũ trụ? - Sự hình thành tương tác van der Walls: - Sự hình thành tương tác van der Các nguyên tử khí chất Walls Thực nhiệm vụ: HS hồn thiện phiếu tập theo nhóm cộng hóa trị khơng phân cực, đám mây electron ln chuyển động nên tạo lưỡng cực tạm thời Lực Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS hút đầu mang phần điện tích nêu ý kiến trước lớp lớp, sau âm lưỡng cực phân tử phản biện nhóm khác đầu mang phần điện tích dương Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa kết luận: - Tương tác van der Walls tương tác tĩnh điện lưỡng cực – lưỡng cực hình thành phân tử hay nguyên tử lưỡng cực phân tử khác tạo thành tương tác van der Walls Vai trò ảnh hưởng tương tác van der Walls đến nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi chất - Trong dãy halogen, tương tác van der GV giao nhiệm vụ hoc tập: GV chia Walls tăng theo tăng số electron làm làm nhóm, hồn thành phiếu học phân tử khối lượng phân tử tăng, tập sau: làm tăng nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi halogen PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4: - Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi - Đồng phân mạch không phân nhánh halogen biến đổi pentane có nhiệt độ sơi ( 36o C) cao so số electron tăng, khối lượng phân tử với đồng phân mạch phân nhánh tăng? neopentane ( 9,5o C) diện tích tiếp xúc - Nguyên nhân làm cho nhiệt độ phân tử pentane lớn nhiều sôi pentane (đồng phân so với neopentane hydrocarbon mạch thẳng) cao neopentane (đồng phân hydrocarbon mạch nhánh)? 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 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 sôi 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 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 d) Tổ chức thực hiện: HS làm việc cá nhân Hoạt động 4: Vận dụng: Câu 5: C 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 q 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 sôi 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 lông 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, … 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 sơi 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 với hydrogen phải có cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết Vai trị ảnh hưởng liên kết hydrogen tới tính chất vật lí nước - Liên kết hydrogen ảnh hưởng đến tính GV sử dụng video hình ảnh để chất nước đá Một phân tử nước có minh họa cấu trúc đặc biệt H2O thể tạo liên kết hydrogen với GV giao nhiệm vụ hoc tập: GV chia phân tử nước khác xung quanh tạo thành làm làm nhóm, hồn thành phiếu học cấu trúc tứ diện Mạng tinh thể nước đá tập sau: có vơ số cấu trúc Cấu trúc khác rỗng nên nước đá nhẹ nước lỏng PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2: phần bề mặt nước - Giải thích nước đá nhẹ lỏng nước lỏng lên mặt nước (hình ảnh tàu titanic đâm vào - Nhiệt độ sôi H2O cao hẳn so với tảng băng nổi)? H2S CH4 ảnh hưởng liên kết - So sánh nhiệt độ sôi H2O với hydrogen H2S CH4 Giải thích? + Liên kết hydrogen H2O bền - Quan sát hình ảnh nhện nước + Sự phân cực liên kết H2O lớn chạy bề mặt nước Giải thích? Thực nhiệm vụ: HS hồn thiện phiếu tập theo nhóm - Liên kết hydrogen phân tử nước tạo nên sức căng bề mặt lớn Đơi Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS chân nhện tạo chỗ trũng tới nêu ý kiến trước lớp lớp, sau milimet khơng phá vớ sức phản biện nhóm khác căng bề mặt nước Nên nhện Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa kết luận: Liên kết hydrogen có ảnh hưởng đến tính chất vật lí nước Liên kết hydrogen làm tăng nhiệt độ chạy nước nóng chảy, nhiệt độ sôi, sức căng bề mặt… chất có liên kết hydrogen Vì có liên kết hydrogen nên nhiệt độ sôi nước cao nhiều so với H2S CH4 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 sôi 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 khí tập sau: 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 Tuy F2, Cl2 chất khí, Br2 chất nhiên nhiệt độ thấp, phân tử O2 lỏng? tồn tương tác yếu để giữ phân - Ở nhiệt độ thường, O2 chất khí, tử lại với trạng thái lỏng hóa lỏng O2 để sử dụng tàu du hành vũ trụ? - Sự hình thành tương tác van der Walls: - Sự hình thành tương tác van der Các nguyên tử khí chất Walls Thực nhiệm vụ: HS hồn thiện cộng hóa trị khơng phân cực, đám mây phiếu tập theo nhóm thể tạo lưỡng cực tạm thời Lực Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS electron ln chuyển động nên có hút đầu mang phần điện tích nêu ý kiến trước lớp lớp, sau âm lưỡng cực phân tử phản biện nhóm khác đầu mang phần điện tích dương Kết luận, nhận định: GV nhận xét, lưỡng cực phân tử khác tạo đưa kết luận: thành tương tác van der Walls - Tương tác van der Walls tương tác tĩnh điện lưỡng cực – lưỡng cực hình thành phân tử hay nguyên tử Vai trò ảnh hưởng tương tác van der Walls đến nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi chất - Trong dãy halogen, tương tác van der GV giao nhiệm vụ hoc tập: GV chia Walls tăng theo tăng số electron làm làm nhóm, hồn thành phiếu học phân tử khối lượng phân tử tăng, tập sau: làm tăng nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi halogen PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4: - Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi - Đồng phân mạch không phân nhánh halogen biến đổi pentane có nhiệt độ sơi ( 36o C) cao so số electron tăng, khối lượng phân tử với đồng phân mạch phân nhánh tăng? neopentane ( 9,5o C) diện tích tiếp xúc - Nguyên nhân làm cho nhiệt độ phân tử pentane lớn nhiều sôi pentane (đồng phân so với neopentane hydrocarbon mạch thẳng) cao neopentane (đồng phân hydrocarbon mạch nhánh)? 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 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 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 Câu 4: Dãy chất sau xếp theo thứ tự nhiệt độ sôi tăng dần? A H2O, H2S, CH4 C CH4, H2O, H2S B H2S, CH4, H2O D CH4, H2S, H2O D phân tử 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 q 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 sôi 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 lông 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, … 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 sơi chất Năng lực * Năng lực chung: - Năng lực tự chủ tự học: Kĩ tìm kiếm thông 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 thông qua hoạt động: Thảo luận, quan sát mơ hình phân tử, hình ảnh thể liên kết phân tử, bảng giá trị nhiệt độ sơi 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 sôi 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: không Hoạt động 1: Khởi động a Mục tiêu: Thơng 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 khơng thể hồn thành sứ mệnh va phải tảng băng khổng lồ Mang theo hàng ngàn hành khách, tàu mãi nằm lại lịng 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 phân tử độ âm điện lớn Nguyên tử H linh HF, NH3, H2O linh động, có điện tích động, mang phần điện tích dương dương đủ lớn để hút electron hóa trị Chúng có hút khơng? chưa tham gia liên kết nguyên tử F, GV giao nhiệm vụ hoc tập: GV chia N, O (của phân tử khác) có độ âm điện làm làm nhóm, hồn thành phiếu học lớn tạo thành liên kết hydrogen tập sau: H PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1: H - Vẽ sơ đồ biểu diễn liên kết H N H N H H hydrogen (được biểu diễn dấu ba chấm …) của: + Nguyên tử F (của phân tử HF này) Liên kết hydrogen phân tử NH3 với nguyên tử H (của phân tử HF khác) + Nguyên tử N (của phân tử NH3 này) với nguyên tử H (của phân tử NH3 khác) O H O H O H H H H Liên kết hydrogen phân tử H2O + Nguyên tử O (của phân tử H2O này) với nguyên tử H (của phân tử H2O khác) H F H F Liên kết hydrogen phân tử HF H + Phân tử HF phân tử NH3 - Trình bày cách tạo thành liên kết hydrogen với nguyên tử có độ âm .H F H N H F điện lớn (F, O, N) H Thực nhiệm vụ: HS hoàn thiện Liên kết hydrogen phân tử HF phiếu tập theo nhóm phân tử NH3 Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS nêu ý kiến trước lớp lớp, sau phản biện nhóm khác cách tạo thành liên kết hydrogen với nguyên tử có độ âm điện lớn (F, O, N) Kết luận, nhận định: GV nhận xét, 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, hồn thành phiếu học - Liên kết hydrogen ảnh hưởng đến tính tập sau: chất nước đá Một phân tử nước tạo liên kết hydrogen với PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2: phân tử nước khác xung quanh tạo thành - Giải thích nước đá nhẹ cấu trúc tứ diện Mạng tinh thể nước đá nước lỏng lên mặt nước có vơ số cấu trúc Cấu trúc (hình ảnh tàu titanic đâm vào khác rỗng nên nước đá nhẹ nước lỏng tảng băng nổi)? phần bề mặt nước - So sánh nhiệt độ sôi H2O với lỏng H2S CH4 Giải thích? - Quan sát hình ảnh nhện nước chạy bề mặt nước Giải thích? Thực nhiệm vụ: HS hồn thiện phiếu tập theo nhóm - Nhiệt độ sôi H2O cao hẳn so với H2S CH4 ảnh hưởng liên kết hydrogen + Liên kết hydrogen H2O bền Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS + Sự phân cực liên kết H O lớn nêu ý kiến trước lớp lớp, sau phản biện nhóm khác Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa kết luận: Liên kết hydrogen có ảnh hưởng đến - Liên kết hydrogen phân tử nước tạo nên sức căng bề mặt lớn Đôi chân nhện tạo chỗ trũng tới milimet khơng phá vớ sức tính chất vật lí nước căng bề mặt nước Nên nhện Liên kết hydrogen làm tăng nhiệt độ chạy nước nóng chảy, nhiệt độ sơi, sức căng bề mặt… chất có liên kết hydrogen Vì có liên kết hydrogen nên nhiệt độ sơi nước cao nhiều so với H2S CH4 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 khí tập sau: 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 Tuy F2, Cl2 chất khí, Br2 chất nhiên nhiệt độ thấp, phân tử O2 lỏng? tồn tương tác yếu để giữ phân - Ở nhiệt độ thường, O2 chất khí, tử lại với trạng thái lỏng hóa lỏng O2 để sử dụng tàu du hành vũ trụ? - Sự hình thành tương tác van der Walls: - Sự hình thành tương tác van der Các nguyên tử khí chất Walls Thực nhiệm vụ: HS hoàn thiện cộng hóa trị khơng phân cực, đám mây electron ln chuyển động nên có phiếu tập theo nhóm thể tạo lưỡng cực tạm thời Lực Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS hút đầu mang phần điện tích nêu ý kiến trước lớp lớp, sau âm lưỡng cực phân tử phản biện nhóm khác đầu mang phần điện tích dương Kết luận, nhận định: GV nhận xét, lưỡng cực phân tử khác tạo đưa kết luận: thành tương tác van der Walls - Tương tác van der Walls tương tác tĩnh điện lưỡng cực – lưỡng cực hình thành phân tử hay nguyên tử Vai trò ảnh hưởng tương tác van der Walls đến nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi chất - Trong dãy halogen, tương tác van der GV giao nhiệm vụ hoc tập: GV chia Walls tăng theo tăng số electron làm làm nhóm, hồn thành phiếu học phân tử khối lượng phân tử tăng, tập sau: làm tăng nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi halogen PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4: - Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi - Đồng phân mạch không phân nhánh halogen biến đổi pentane có nhiệt độ sơi ( 36o C) cao so số electron tăng, khối lượng phân tử với đồng phân mạch phân nhánh tăng? neopentane ( 9,5o C) diện tích tiếp xúc - Nguyên nhân làm cho nhiệt độ phân tử pentane lớn nhiều sôi pentane (đồng phân so với neopentane hydrocarbon mạch thẳng) cao neopentane (đồng phân hydrocarbon mạch nhánh)? 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 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 sôi 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 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 Câu 4: Dãy chất sau xếp theo thứ tự nhiệt độ sôi tăng dần? A H2O, H2S, CH4 B H2S, CH4, H2O D phân tử 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, … ... 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. .. internet, thư viện, … 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... 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
