Изомеры: конструктор молекул — 10 класс

Шесть тем складываются в одну линию: предел в четыре связи, гомологический ряд с шагом в группу CH₂, изомерия, название по главной цепи, кратные связи — и в конце зависимость температуры кипения от строения, ради которой всё затевалось.

• Четыре связи углеродаУченик собирает скелет из атомов и упирается в предел: пятую связь присоединить некуда. Потом достраивает водороды руками — по одному, пока свободных связей не останется.
• Гомологический рядШаг ряда — группа CH₂. Ученик собирает гомолог заданного вещества, потом его изомер, потом вещество по одной лишь формуле.
• ИзомерыОдин состав — разное строение. Счётчик засчитывает только новые скелеты, поэтому повёрнутая схема за изомер не проходит. В конце — поиск двух одинаковых среди четырёх.
• Название по главной цепиВсе правила номенклатуры: самая длинная цепь, нумерация с ближнего конца, приставки ди- и три-, алфавитный порядок. И случай, когда главная цепь спрятана в отростке.
• Кратные связиАлкены и алкины: в палитре появляются атомы, которые присоединяются двойной и тройной связью. Формулы рядов, изомерия положения и межклассовая.
• Строение и свойстваОтвет на вопрос «зачем это всё»: температура кипения растёт с длиной цепи и падает от разветвления. Числа настоящие, справочные.

Углерод в органических соединениях всегда четырёхвалентен: у каждого атома ровно четыре связи, и собранная молекула не может оставить ни одной из них свободной. Из этого следует изомерия: при одном и том же составе атомы можно соединить между собой по-разному, и получатся разные вещества с разными свойствами. Гомологи, наоборот, различаются составом на группу CH₂, но устроены одинаково и потому похожи по свойствам между собой. Строение влияет на свойства напрямую: у изомеров с ветвлением температура кипения ниже, чем у неразветвлённых веществ того же состава.

В пяти практиках ученик не узнаёт готовую молекулу, а строит её сам: по названию, по формуле, по требованию собрать изомер или гомолог. Разбор схем и расчёт по общей формуле ряда проверяют то же самое с другой стороны.

• Собери молекулусборка рукамиОбратный ход: не «что это за схема», а «построй сам» — по названию, по формуле, изомер и гомолог заданного вещества.
• Назови веществосборка ответаНазвание собирается из кусочков: номер, приставка, заместитель, корень. На сложном уровне главная цепь спрятана в отростке.
• Скелет и формуларазбор схемСостав по скелету, водороды у отмеченного атома, название вещества. На сложном — связи C–C и обратная задача по формуле.
• Изомер, гомолог или тот же самыйразбор схемДве схемы рядом. Главная ловушка — отражённая молекула: выглядит другой, а вещество то же. Рядом с ней — пары гомологов.
• Ряды и формулырасчётОбщая формула ряда в обе стороны: по числу углеродов — водороды, по водородам — углероды. Ответ вписывается, а не выбирается.

1. молекула не собирается, если у атома углерода не хватает связей
2. изомер засчитывается только как новый скелет, а не повёрнутая копия
3. название собирается из кусочков: номер, приставка, заместитель, корень
4. общая формула ряда работает в обе стороны — от углерода к водороду и обратно

1. нажмите «Начать урок» — теория и практики идут по шагам, настраивать ничего не нужно
2. открывайте с проектора: сцены рассчитаны на показ всему классу
3. на этой странице открыта первая тема урока, остальные — после бесплатной регистрации учителя
4. «Поделиться с учениками» даёт ссылку на весь урок: по ней ученик занимается без регистрации

Ключевой урок органической химии: изомерию невозможно понять по плоской схеме на бумаге, не собрав молекулу руками. Подходит и как основной материал, и как повторение перед экзаменом, где задания на изомерию встречаются регулярно.

• drawРазбор новой темыУчитель собирает первую молекулу на экране и нарочно пробует присоединить к углероду пятую связь, чтобы класс увидел предел своими глазами.
• groupsСпор об изомерахПары собирают изомер и гомолог одного вещества и решают, считать ли отражённую схему новым веществом: счётчик засчитывает только новые скелеты.
• calculateОтработка формул рядовДома ученик проходит «Ряды и формулы» и считает число атомов водорода по числу углеродов и обратно, вписывая ответ, а не выбирая его из списка.

• Оставляют у углерода свободные связи и всё равно считают молекулу собранной.
• Путают изомеры с гомологами: у гомологов различается состав, а не строение.
• Считают, что одинаковый состав всегда означает одинаковое вещество.