›

Khóa luận Hệ thống hóa tính chất hóa học của hợp chất hữu cơ trong chương trình phổ thông bằng sơ đồ hình ảnh

pdf 68 trang thiennha21 15/04/2022 3310
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Hệ thống hóa tính chất hóa học của hợp chất hữu cơ trong chương trình phổ thông bằng sơ đồ hình ảnh", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_he_thong_hoa_tinh_chat_hoa_hoc_cua_hop_chat_huu_co.pdf

Nội dung text: Khóa luận Hệ thống hóa tính chất hóa học của hợp chất hữu cơ trong chương trình phổ thông bằng sơ đồ hình ảnh

  1. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HĨA HỌC HỒNG THỊ HƢƠNG GIANG HỆ THỐNG HĨA TÍNH CHẤT HĨA HỌC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ TRONG CHƢƠNG TRÌNH PHỔ THƠNG BẰNG SƠ ĐỒ HÌNH ẢNH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hĩa hữu cơ HÀ NỘI – 2018
  2. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HĨA HỌC HỒNG THỊ HƢƠNG GIANG HỆ THỐNG HĨA TÍNH CHẤT HĨA HỌC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ TRONG CHƢƠNG TRÌNH PHỔ THƠNG BẰNG SƠ ĐỒ HÌNH ẢNH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hĩa hữu cơ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. CHU ANH VÂN HÀ NỘI – 2018
  3. LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian nghiên cứu và hồn thành khĩa luận tốt nghiệp, bên cạnh sự lỗ lực của bản thân, tơi luơn nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ của thầy giáo, gia đình và bạn bè. Để cĩ đƣợc thành quả ngày hơm nay, trƣớc hết tơi xin bày tỏ lịng tri ân sâu sắc nhất đến TS. Chu Anh Vân về sự nhiệt tình và hết lịng giúp đỡ tơi trong suốt quá trình thực hiện và hồn thành khĩa luận. Tơi xin cảm ơn những ngƣời bạn đồng hành trong tập thể lớp K40D- sƣ phạm Hĩa đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tơi cĩ thể hồn thành khĩa luận của mình. Cuối cùng tơi xin gửi đến bố mẹ và lịng biết ơn và kính trọng sâu sắc, những ngƣời luơn động viên, khuyến khích, giúp tơi cĩ đủ nghị lực vƣợt qua những khĩ khắn trong suốt quá trình thực hiện và hồn thành khĩa luận của mình. Mặc dù đã nỗ lực nhƣng thời gian và kinh nghiệm bản thân cịn nhiều hạn chế nên khơng tránh khỏi những thiếu sĩt. Tơi rất mong nhận đƣợc những ý kiến đĩng gĩp của các thầy cơ giáo, các bạn để đề tài của tơi đƣợc hồn thiện hơn. Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 19 tháng 04 năm 2018 Sinh viên Hồng Thị Hƣơng Giang
  4. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CT Cơng thức CTPT Cơng thức phân tử HĐC Hiđrocacbon NXB Nhà xuất bản SĐTD Sơ đồ tƣ duy spc sản phẩm chính spp sản phẩm phụ THPT Trung học phổ thơng VD Ví dụ xt xúc tác
  5. MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 3 1.1. Lý thuyết hĩa hữu cơ cơ bản 3 1.1.1. Đại cƣơng về hĩa học hữu cơ 3 1.1.2. Hiđrocacbon no, mạch hở 3 1.1.3. Hiđrocacbon khơng no, mạch hở 5 1.1.3.1. Anken 5 1.1.3.2. Ankađien 7 1.1.3.3. Ankin 8 1.1.4. Hiđrocacbon thơm 9 1.1.4.1. Benzen (C6H6) và ankyl benzen 9 1.1.4.2. Stiren 12 1.1.4.3. Naphtalen 12 1.1.5. Ancol - Phenol 12 1.1.5.1. Ancol 12 1.1.5.2. Phenol 14 1.1.6. Anđehit - Axit cacboxylic 15
  6. 1.1.6.1. Anđehit 15 1.1.6.2. Axit cacboxylic 16 1.1.7. Este - Lipit 17 1.1.7.1. Este 17 1.1.7.2. Chất béo 18 1.1.7.3. Xà phịng 19 1.1.8. Cacbohiđrat 20 1.1.8.1. Glucozơ 20 1.1.8.2. Fructozơ 21 1.1.8.3. Saccarozơ 21 1.1.8.4. Mantozơ 22 1.1.8.5. Tinh bột 22 1.1.8.6. Xenlulozơ 23 1.1.9. Amin – Aminoaxit - Protein 24 1.1.9.1. Amin 24 1.1.9.2. Aminoaxit 24 1.1.9.3. Peptit 25 1.1.9.4. Protein 25 1.1.10. Polime và vật liệu polime 26 1.2. Một số phƣơng pháp hệ thống kiến thức 27 1.2.1. Phƣơng pháp sử dụng sơ đồ tƣ duy 27 1.2.1.1. Đặc điểm của sơ đồ tƣ duy 28 1.2.1.2. Phƣơng pháp lập sơ đồ tƣ duy 28
  7. 1.2.2. Phƣơng pháp sử dụng phiếu học tập 29 1.2.3. Phƣơng pháp sử dụng chuỗi phản ứng 32 1.3. Vài nét về phần mềm Chemoffice 33 1.3.1. Giao diện và thanh cơng cụ của ChemDraw 34 1.3.2. Giới thiệu và cách sử dụng thanh cơng cụ 38 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 40 2.1. Mơ hình thiết kế một sơ đồ hình ảnh trong hĩa học hữu cơ 40 2.2. Các bƣớc thiết kế một sơ đồ hình ảnh trong hĩa học hữu cơ 40 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1. Ý tƣởng cĩ thể xuất phát từ thực tiễn. 44 3.2. Ý tƣởng cũng cĩ thể xuất phát từ những phút ngầu hững. 46 3.3. Ý tƣởng xuất phát biểu tƣợng nguồn tri thức – trí tuệ. 47 3.4. Ý tƣởng xuất phát từ ứng dụng gần gũi với đời sống con ngƣời. 48 3.5. Ý tƣởng xuất phát từ kho tàng ca dao- tục ngữ 48 3.6. Đơi khi ý tƣởng xuất phát từ chính tâm khảm của tuổi trẻ 49 KẾT LUẬN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC 53
  8. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong thời đại ngày nay, do sự bùng nổ của tri thức khoa học và cơng nghệ, sự gia tăng tốc độ, khối lƣợng tri thức, học sinh ngày càng tiếp cận với nhiều nguồn tri thức khác nhau, kiến thức đa dạng hơn, phong phú hơn và đƣợc cập nhật liên tục. Nếu ta khơng nắm đƣợc xu thế đĩ thì sẽ bị tụt hậu. Từ trƣớc đến nay, đa số học sinh cho rằng Hĩa học là mơn học rất khĩ và khơ khan. Nhiều học sinh đã phải rất vất vả để ghi nhớ kiến thức nhƣng kết quả mang lại chƣa cao. Từ đĩ dễ gây tâm lý chán nản, buơng xuơi dẫn đến lỗ hổng kiến thức ngày càng rộng hơn và đến một lúc nào đĩ khơng thể vá lắp đƣợc. Hiện nay, các giáo viên đang áp dụng nhiều phƣơng pháp dạy học tích cực để từng bƣớc chuyển dần cách dạy học từ chỗ trang bị kiến thức cho học sinh sang dạy tạo hứng thú học tập cho học sinh . Từ đĩ, học sinh chủ động tiếp nhận kiến thức, say mê mơn học tăng khả ghi nhớ, tƣ duy sáng tạo. Trong những ngày đầu năm 2018, một sự kiện nổi bật với thể thao nƣớc nhà khiến hàng triệu con tim rung động, đĩ chính là những chiến thắng quật cƣờng của đội tuyển U 23 Việt nam tại giải vơ địch châu Á. Đã cĩ rất nhiều những hình thức cổ vũ đội bĩng, trong đĩ Hĩa học cũng đĩng gĩp một hình ảnh lá cờ tổ quốc dƣới dạng sơ đồ chuyển hĩa giữa các hợp chất (Group Tơi yêu Hĩa học). Rõ ràng với hình ảnh này thì khơng chỉ dừng lại với Hĩa học là một mơn khoa học, mà cịn mang tinh thần thể thao, tinh thần dân tộc sâu sắc. 1
  9. Với những vấn đề đặt ra ở trên đã khẳng định hơn nữa vai trị của giáo dục. Dạy học khơng chỉ đơn thuần là cung cấp kiến thức mà cịn phải giúp học sinh hào hứng nhận thức đƣợc con đƣờng chiếm lĩnh tri thức, giúp học sinh biết cách lựa chọn, hệ thống hĩa và ghi nhớ kiến thức hiệu quả; đồng thời biết biết liên kết nhiều nguồn kiến thức lại với nhau và vận dụng một cách hiệu quả vào trong học tập cũng nhƣ thực tiễn. Vì thế, chúng tơi lựa chọn đề tài: “Hệ thống hĩa tính chất hĩa học của hợp chất hữu cơ trong chương trình phổ thơng bằng sơ đồ hình ảnh”. 2. Mục đích nghiên cứu Tìm ra đƣợc phƣơng pháp hệ thống hĩa tính chất hĩa học của hợp chất hĩa hữu cơ trong chƣơng trình phổ thơng bằng sơ đồ hình ảnh một cách hệ thống, chi tiết, sáng tạo, hiệu quả. 2
  10. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Lý thuyết hĩa hữu cơ cơ bản 1.1.1. Đại cương về hĩa học hữu cơ - Bậc cacbon đƣợc tính bằng số nguyên tử cacbon liên kết với chính nĩ. - Danh pháp hợp chất hữu cơ theo số đếm nhƣ sau: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mono Di Tri Tetra Penta Hexa Hepta Octa Nona Deca Met Et Prop But Pent Hex Hept Oct Non Dec - Đồng đẳng: Những hợp chất cĩ thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhĩm –CH2 nhƣng cĩ tính chất hĩa học tƣơng tự nhau. - Đồng phân: Các hợp chất khác nhau cĩ cùng cơng thức phân tử nhƣng khác nhau về cơng thức cấu tạo. Phân loại đồng phân: + Đồng phân mạch Cacbon. + Đồng phân nhĩm chức. + Đồng phân vị trí nhĩm chức hoặc vị trí liên kết bội(liên kết đơi, liên kết ba). + Đồng phân vị trí nhánh (Chỉ riêng đối với vịng thơm). + Đồng phân hình học (cis-trans). 1.1.2. Hiđrocacbon no, mạch hở - CTPT: CnH2n+2 (n ≥ 1). - Tính chất hĩa học: + Phản ứng thế: 3
  11. ánhsáng Cn2n2 H xCl 2  C n2n2xx H Cl xHCl Quy tắc thế: Clo hoặc brom ưu tiên thế vào nguyên tử Hiđro liên kết với nguyên tử cacbon cĩ bậc cao hơn. Xảy ra theo cơ chế thế gốc. VD: + Phản ứng đehiđro hĩa (phản ứng tách Hidro): xt,to Cn H 2n 2 C n H 2n H 2 (n 2) + Phản ứng cracking: xt,to Cn2n2 H  C a2a2 H C b2b H (a b n,a 1,b 2) + Phản ứng oxi hĩa : Đối với phản ứng oxi hĩa hồn tồn 3n 1 to CHn 2n 2 O 2  nCO 2 (n1)HO 2 2 Đối với phản ứng oxi hĩa khơng hồn tồn tạo thêm ra sản phẩm: CO, muội than, gây độc hại cho mơi trƣờng. - Điều chế + Trong cơng nghiệp: Khai thác từ dầu mỏ, khí thiên nhiên qua các con đƣờng crackinh và chƣng cất phân đoạn. + Trong phịng thí nghiệm: Phƣơng pháp Đuma CaO,to RCOONa NaOH  RH Na23 CO 4
  12. Al4 C 3 12H 2 O 4Al(OH) 3 3CH 4 Ngồi ra để điều chế ankan ngƣời ta sử dụng các phƣơng pháp tăng mạch C( Vuyec, Konbe), phƣơng pháp giữ nguyên mạch C ( Hidro hĩa anken, ankin, ankadien tƣơng ứng), phƣơng pháp giảm mạch C (crackinh). - Ứng dụng + CH4 làm nguyên liệu tổng hợp một số hợp chất hữu cơ CH3OH, HCHO, C2H2 và dẫn xuất halogen. + Làm nhiên liệu và nguyên liệu cho cơng nghiệp (chất đốt, xăng dầu, nến, giấy dầu và giấy nến). 1.1.3. Hiđrocacbon khơng no, mạch hở 1.1.3.1. Anken - CTPT: CnH2n (n ≥ 2). - Tính chất hĩa học + Phản ứng cộng: Với H2, Br2, HX, X2, H2O Ni,to CHHCHn 2n 2  n 2n 2 Cn H 2n Br 2 C n H 2n Br 2 Cn H 2n HBr C n H 2n 1 Br Quy tắc Mac-cốp-nhi-cốp(1838 – 1904): Trong phản ứng cộng HX vào liên kết đơi C=C của anken,nguyên tử H ưu tiên cộng vào nguyên tử C bậc thấp hơn, nguyên tử X cơng vào nguyên tử C bậc cao hơn [1]. VD: 5
  13. H+ CH2=CH-CH3 + H2O CH3-CH-CH3 (spc) OH CH2OH-CH2-CH3 (spp) + Phản ứng trùng hợp: Là quá trình kết hợp liên kết nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tƣơng tự nhau tạo thành những phân tử lớn hơn (tạo polime) [8]. to, xt, P nCH2=CH2 CH2-CH2 n Polietilen + Phản ứng oxi hĩa: 3n o Oxi hĩa hồn tồn: C H O  t nCO nH O n 2n2 2 2 2 Oxi hĩa khơng hồn tồn: 3R-CH=CH-R1 + 2KMnO4 + 4H2O 3R-CH-CH-R1+2MnO2 + 2KOH OH OH - Điều chế + Trong cơng nghiệp: xt,to Tách H từ ankan tƣơng tứng: Cn H 2n 2 C n H 2n H 2 (n 2) Cracking ankan: xt,to Cn2n2 H  C a2a2 H C b2b H (a b n,a 1,b 2) + Trong phịng thí nghiệm: o H24 SO đ, 170 C Tách nƣớc từ ancol: Cn H 2n 1 OH C n H 2n H 2 O - Ứng dụng: 6
  14. + Các anken và dẫn xuất của anken là nguyên liệu cho nhiều quá trình sản xuất hĩa học. + Etilen, propilen, butilen đƣợc dùng làm chất tổng hợp ra các polime (chất dẻo PE, PVC, ). 1.1.3.2. Ankađien - CTPT: CnH2n-2 (n ≥ 3). - Tính chất hĩa học + Phản ứng cộng: Cộng H2 (tỉ lệ 1:1 và 1: 2): Ni,to CHHCHn 2n 2 2  n 2n Ni,to Cn H 2n 2 2H 2  C n H 2n 2 o o Cộng Br2 (Nhiệt độ -80 C cộng 1,2; nhiệt độ 40 C cộng 1,4). + Phản ứng trùng hợp: to, xt, P nCH2=CH-CH=CH2 CH2-CH=CH-CH2 n 3n 1 to + Oxi hĩa hồn tồn: CHn 2n 2 O 2  nCO 2 (n1)HO 2 2 + Oxi hĩa khơng hồn tồn: Buta-1,3- ddien và isopren làm mất màu dung dịch kali pemanganat ( giống anken). - Điều chế Điều chế từ butan hoặc butilen bằng cách tách hidro: xt,to CH3 CH 2 CH 2 CH 3  CH 2 CH CH CH 2 2H 2 - Ứng dụng: 7
  15. + Sản xuất cao su ( cao su buna, cao su isopren, ). + Cao su buna đƣợc dùng làm lốp xe, nhựa trám thuyền, 1.1.3.3. Ankin - CTPT: CnH2n-2 (n ≥ 2). - Tính chất hĩa học + Phản ứng cộng: Xảy ra theo tỷ lệ 1:1 và 1:2 Tuân theo quy tắc maccopnhicop cộng hidro, brom (clo), HX. + Đime hĩa: Hai phân tử axetilen cộng hợp với nhau tạo thành vinylaxetilen xt,to 2CH CH  CH  C CH CH2 + Trime hĩa: Ba phân tử axetilen cộng hợp với nhau tạo thành benzen 3CH CH  Choạt tính C H 600o C 66 + Phản ứng thế: Các ank-1-in tham gia phản ứng thế bởi kim loại hoặc ion kim loại hĩa trị I (Na, Ag, Cu ) tạo kết tủa. CH CH 2AgNO3 2NH 3 CAg  CAg  2NH 4 NO 3 CH CR AgNO3 NH 3 CAg  CR  NH 4 NO 3 + Phản ứng oxi hĩa: 3n 1 o Oxi hĩa hồn tồn: CH O  t nCO (n1)HO n 2n 22 2 2 2 [O] Oxi hĩa khơng hồn tồn: CH3 C C CH 3  2CH 3 COOH - Điều chế: xt,to + Từ ankan: Cn H 2n 2 C n H 2n 2 2H 2 8
  16. + Điều chế riêng C2H2: PTN, CN trƣớc đây: CaC2 2H 2 O Ca(OH) 2 C 2 H 2 o 2CH 1500C C H 3H CN hiện nay: 4Làm lạnh nhanh 2 2 2 - Ứng dụng: + Làm nhiên liệu: đèn xì oxi- axetilen đề hàn cắt kim loại. + Làm nguyên liệu: tổng hợp chất hữu cơ. 1.1.4. Hiđrocacbon thơm 1.1.4.1. Benzen (C6H6) và ankyl benzen - Tính chất hĩa học + Phản ứng thế: Phản ứng halogen hĩa: Thế Br2, Cl2 tức là thay thế nguyên tử H trong vịng benzen bằng nguyên tử halogen. Khi xúc tác: bột Fe CH 3 CH3 xt Fe Br + Br 2 + HBr o-bromtoluen CH3 + HBr Br p-bromtoluen 9
  17. Khi chiếu sáng: thay thế nguyên tử H trong mạch nhánh bằng nguyên tử halogen. CH3 CH2Br ánh sáng + Br2 + HBr Phản ứng nitro hĩa: Tác dụng với HNO3 tạo RNO2 thay thế nguyên tử H trong vịng benzen bằng NO2 . NO2 H2SO4 + HNO3 + H2O  Quy tắc thế ở vịng benzen: Khi vịng benzen cĩ sẵn nhĩm –ankyl, -OH, -NH2, -OCH3 Ưu tiên thế vào vị trí –o, -p. Khi vịng benzen cĩ sẵn nhĩm –NO2, -COOH, -SO3H Ưu tiên thế vào vị trí –m. + Phản ứng cộng: Cộng hidro vào vịng thơm để tạo thành vịng no. Ni, to + 3H2 10
  18. Cộng clo vào vịng benzen tạo thành lớp bột màu trắng gọi là hexancloran, thuốc trừ sâu 666 (cĩ độc tính cao và phân hủy chậm nên ngày nay khơng đƣợc sử dụng) [1]. + Phản ứng oxi hĩa: Benzen khơng phản ứng với KMnO4. Ankyl benzen mất màu dung dịch KMnO4 khi đun nĩng: KMnO4 HCl C6 H 5 CH 3 C 6 H 5 COOK  C 6 H 5 COOH 15 o + Phản ứng cháy: C H O  t 6CO 3H O 6 62 2 2 2 - Điều chế + Chƣng cất dầu mỏ và nhựa than đá. + Điều chế từ ankan, xicloankan: o CH CH CH xt, t C H 3 24 3 4H 6 6 2 xt, to CH3 CH 2 CH 3 C 6 H 5 CH 3 5 4H2 + Etylbenzen đƣợc điều chế từ benzen và etilen. xt,to C6 H 6 CH 2 CH 2  C 6 H 5 CH 2 CH 3 - Ứng dụng + Benzen: Tổng hợp polime, điều chế nitro benzen, anilin, phenol. 11
  19. + Toluen: Sản xuất thuốc nổ TNT (trinitro toluen). 1.1.4.2. Stiren - CT: C6H5CH=CH2, tên gọi khác: Vinylbenzen, phenyletilen. - Tính chất hĩa học + Cộng Cl2, Br2, HCl, HBr vào nhĩm -CH=CH2 (nhím vinyl). + Trùng hợp tạo polistiren; đồng trùng hợp với buta-1,3- đien tạo poli (butađien – stiren). + Stiren làm mất màu dung dịch KMnO4 và bị oxi hĩa ở nhĩm vinyl, vịng benzen vẫn giữ nguyên. - Ứng dụng: Sản xuất polime. 1.1.4.3. Naphtalen - CTPT: C10H8 đƣợc cấu tạo bởi hai nhân benzen cĩ chung một cạnh. - Tính chất hĩa học + Phản ứng thế: Naphtalen dễ tham gia phản ứng thế hơn benzen, vị trí α là sản phẩm chính. + Phản ứng cộng hidro: Cộng vào vịng thơm để tạo ra vịng no. + Phản ứng oxi hĩa: Naphtalen khơng bị oxi hĩa bởi dung dịch KMnO4 nhƣng bị oxi hĩa bởi oxi khơng khí khi cĩ xúc tác và nhiệt độ cao. 1.1.5. Ancol - Phenol 1.1.5.1. Ancol - CTPT + CT chung: R(OH)x (R là gốc hiđrocacbon). + Ancol no, mạch hở: CnH2n+2Ox (1≤ x ≤ n). + Ancol no, đơn chức: CnH2n+1OH. 12
  20. - Tính chất hĩa học x + Phản ứng với Na: R(OH) xNa R(ONa) H x x2 2 + Glixerol hịa tan Cu(OH)2 tạo phức chất màu xanh lam. + Tác dụng với axit: ROH HX RX H2 O + Phản ứng tách nƣớc Tạo anken: (theo quy tắc tách Zai-xep) o H24 SO đđ, 170 C Cn H 2n 1 OH  CH n 2n H 2 O Tạo ete: H R1 OH HOR 2  R 1 OR 2 H 2 O + Phản ứng oxi hĩa to Ancol bậc một: RCH22 OH CuO  RCHO Cu H O Ancol bậc hai: to R-CH-R' + CuO R-C-R' +Cu + H2O OH O Ancol bậc ba: bị oxi hĩa mạnh thì gãy mạch cacbon. + Phản ứng cháy của ancol no, đơn chức: 3n o CH O O  t nCO (n1)HO n 2n 22 2 2 2 - Ứng dụng: Etanol dùng để tổng hợp các chất, làm nhiên liệu, làm dung mơi 13
  21. Metanol dùng để sản xuất anđehit fomic (tác dụng với CuO), tạo axit axetic (tác dụng với CO) và tổng hợp nhiều hĩa chất khác. - Điều chế H SO , to  24 Cn H 2n HO 2 CH n 2n 1 OH enzim enzim (C6105n H O ) nC 6126 H O  2nC 25 H OH 2nCO 2 + Điều chế metanol xt,to ,P CO 2H23  CH OH xt,to ,P CH4 O 2  CH 3 OH 1.1.5.2. Phenol - Tính chất hĩa học + Tính axit: Khơng làm đổi màu quỳ tím. Tác dụng đƣợc với kim loại mạnh và bazơ: 2C H OH 2Na 2C H ONa H 6 5 6 5 2 C6 H 5 OH NaOH C 6 H 5 ONa H 2 O Tính axit yếu hơn H2CO3. C6 H 5 ONa CO 2 H 2 O C 6 H 5 OH NaHCO 3 + Phản ứng thế ở vịng thơm: 14
  22. OH OH Br Br + 3 Br2 + 3 HBr Br 2,4,6-tribromphenol - Ứng dụng: Sản xuất poli (phenol-fomanđehit), thuốc nổ (2,4,6- trinitrophenol), thuốc diệt cỏ 2,4 - D (axit 2,4- điclophenoxiaxetic), diệt nấm mốc (nitrophenol). - Điều chế: CH2 CH CH3 1)O2 (kk) C66 H  C6 H 5 CH CH 3  C 6 H 5 OH CH 3 COCH 3 H 2 2)H24 SO 1.1.6. Anđehit - Axit cacboxylic 1.1.6.1. Anđehit - CTPT: + CT chung: R(CHO)n. R là gốc hidrocacbon. + Anđehit no, đơn chức: CnH2nO (n ≥ 1). - Tính chất hĩa học: + Phản ứng cộng: Cộng H2 tạo ancol bậc một, cộng H2O, cộng HCN. Ni,to RCHO H22 RCH OH + Phản ứng oxi hĩa: Tác dụng với Br2, KMnO4 tạo axit cacboxylic. RCH O Br22 H O RCOOH 2HBr 15
  23. Phản ứng tráng bạc: RCH O 2AgNO3 3NH 3 H 2 O RCOONH 4 2Ag  2NH 4 NO 3 - Ứng dụng: Tạo poliphenol fomanđehit, tạo axit axetic. - Điều chế: Ancol bậc 1 + CuO Anđehit Ag,600o C CH3 OH O 2 HCHO 2H 2 O o CH Oxt,t HCHO H O 4 2 2 PdCl22 , CuCl C24 H O23 CH CHO o HgSO4 , 80 C C2 H2 H 2 O  CH 3 CHO 1.1.6.2. Axit cacboxylic - CTPT: + CT chung: R(COOH)n (R là gốc hiđrocacbon hoặc H, n ≥ 1). + Axit no, đơn chức: CnH2nO2, n ≥ 1. - Tính chất hĩa học + Tính axit: Đổi màu quỳ tím sang đỏ. Phản ứng với kim loại trƣớc H: 2RCOOH 2Mg RCOO 2 Mg H2  Phản ứng với bazơ: RCOOH NaOH RCOONa H2 O Phản ứng với oxit bazơ: 2RCOOH CuO RCOO 2 Cu H2 O Phản ứng với muối: RCOOH NaHCO3 RCOONa CO 2 H 2 O H SO , to  24 + Phản ứng este hĩa: RCOOH R1 OH  RCOOR 1 H 2 O 16
  24. + Phản ứng tách nƣớc: 2RCOOH RCO O COR (anhiđrit axit) + Phản ứng ở gốc hiđrocacbon Thế Halogen ở gốc no: CH3 CH 2 COOH Br 2 CH 3 CHBr COOH HBr Thế ở vịng thơm (vị trí meta, khĩ hơn thế benzen). Cộng halogen vào gốc khơng no: CH2 CH COOH Br 2 CH 2 Br CHBr COOH - Điều chế: + Trong phịng thí nghiệm: Oxi hĩa hidrocacbon, ancol, + Trong cơng nghiệp: Ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp lên men giấm, oxi hĩa andehit axetic, ancol, CH CH OH Omen giấm  CH COOH HO 3 2 225 30o C 3 2 1 o CH CHO O xt,t CH COOH 3 2 23 xt, to CH33 OH CO  CH COOH - Ứng dụng: Làm phẩm nhuộm, mĩ phẩm, dƣợc phẩm, rƣợu, nƣớc giải khát, dung mơi, nhiên liệu cho động cơ. 1.1.7. Este - Lipit 1.1.7.1. Este - CTPT: + Este no, đơn chức: CnH2nO2 (n ≥ 2). + Este đơn chức: RCOOR1. (R là H hoặc gốc hidrocacbon, R1 là gốc hidrocacbon). 17
  25. - Tính chất hĩa học + Phản ứng thủy phân: este bị thủy phân trong cả mơi trƣờng axit và bazơ. Trong mơi trƣờng axit là phản ứng thuận nghịch, trong mơi trƣờng bazơ là phản ứng một chiều hay cịn gọi là phản ứng xà phịng hĩa. H SO , to  24 RCOOR1 H 2 O RCOOH R 1 OH RCOOR11 NaOH RCOONa R OH Đặc biệt: RCOOC6 H 5 2NaOH RCOONa C 6 H 5 ONa H 2 O + Phản ứng cộng của gốc khơng no: CH2 CH COOCH 3 H 2 CH 3 CH 2 COOCH 3 + Phản ứng trùng hợp của gốc khơng no tạo polime. - Điều chế: H SO , to  24 + Este của ancol: RCOOH R1 OH  RCOOR 1 H 2 O + Este của phenol: CH CO O C H OH CH COOC H CH COOH 3 2 6 5 3 6 5 3 - Ứng dụng: + Làm dung mơi, giải khát, mĩ phẩm. + Poli(metyl acrylat), poli(metyl metacrylat) làm thủy tinh hữu cơ. + Poli(vinyl axetat) dùng làm chất dẻo. + Poli(vinyl ancol) làm keo dán. 1.1.7.2. Chất béo - Tính chất hĩa học: + Phản ứng thủy phân trong mơi trƣờng axit tạo glixerol và axit béo. 18
  26. H , to C H COO C H 3H O  3C H COOH C H OH 17 35 3 3 5 2 17 35 3 5 3 + Phản ứng xà phịng hĩa với NaOH tạo glixerol và muối của axit béo. C H COO C H 3NaOH 3C H COONa C H OH 15 31 3 3 5 15 31 3 5 3 + Phản ứng cộng H2 (khơng no no). o C H COO C H 3H Ni,t C H COO C H 17 33 33 3 5 2 17 35 3 5 + Phản ứng oxi hĩa chậm (nối đơi C=C bị oxi hĩa trong khơng khí tạo peoxit, chất này bị phân hủy thành andehit cĩ mùi khĩ chịu. Đĩ là nguyên nhân của hiện tƣợng dầu mỡ để lâu bị ơi thiu). - Ứng dụng: + Chất béo: là thức ăn quan trọng của con ngƣời. + Một lƣợng lớn chất béo dùng để điều chế xà phịng và glixerol. + Chất béo dùng trong sản xuất một số thực phẩm khác nhƣ mì sợi, đồ hộp. + Dầu mỡ sau khi rán dùng để tái chế thành nhiên liệu [2]. 1.1.7.3. Xà phịng - Thành phẩn chủ yếu của xà phịng là muối natri của axit panmitic hoặc axit stearic, cĩ chất độn, chất diệt khuẩn và chất tạo hƣơng, + Natri stearat (C17H35COONa). + Natri panmitat (C15H31COONa). + Natri oleat (C17H33COONa). - Sản xuất xà phịng: đun chất béo với dung dịch kiềm trong thùng kín ở nhiệt độ cao. 19
  27. 1.1.8. Cacbohiđrat 1.1.8.1. Glucozơ - CTPT: C6H12O6 - Tính chất hĩa học + Tác dụng với Cu(OH)2 tạo phức màu xanh lam. 2C H O Cu OH C H O Cu 2H O 6 12 6 2 6 11 6 2 2 + Phản ứng tráng bạc: CH2 OH CHOH CH O 2AgNO 3 3NH 3 H 2 O 4 CH OH CHOH COONH 2Ag  2NH NO 2 4 4 4 3 + Phản ứng khử Cu(OH)2 tạo Cu2O (kết tủa đỏ gạch): tƣơng tự anđehit. + Phản ứng làm mất màu dung dịch brom, KMnO4: tƣơng tự anđehit. + Phản ứng cộng H2 tạo sobitol: o CH OH CHOH CH O H  Ni,t CH OH CHOH CH OH 2 44 2 2  2 Enzim, 30 35o C + Phản ứng lên men: C6 H 12 O 6  2C 2 H 5 OH 2CO 2 + Phản ứng đặc trƣng của nhĩm OH hemiaxetal: C6115H O OH CH 3 OH C 6115 H O OCH 32 H O - Điều chế: + Thủy phân tinh bột nhờ xúc tác là axit HCl lỗng hoặc enzim. + Thủy phân xenlulozơ (vỏ bào, mùn cƣa, ) xúc tác là axit HCl. - Ứng dụng: + Chất dinh dƣỡng và đƣợc dùng làm thuốc tăng lực cho ngƣời già, trẻ em và ngƣời ốm. 20
  28. + Dùng để tráng gƣơng, tráng ruột phích. + Để sản xuất ancol etylic [2]. 1.1.8.2. Fructozơ - CTPT: C6H12O6 - Tính chất hĩa học + Tƣơng tự Glucozơ, fructozơ tác dụng với Cu(OH)2, tác dụng với H2. + Vì Fructozơ trong mơi trƣờng kiềm chuyển hĩa thành glucozơ nên cĩ phản ứng tráng bạc và phản ứng khử Cu(OH)2 trong kiềm. + Nhƣng fructozơ khơng làm mất màu dung dịch brom, KMnO4. 1.1.8.3. Saccarozơ - CTPT: C12H22O11 (1 gốc α- glucozơ và 1 gốc β- fructozơ liên kết với nhau bằng liên kết 1,2- glicozit). - Tính chất hĩa học + Tác dụng với Cu(OH)2 tạo phức màu xanh lam: 2C12 H 22 O 11 CuOH 22 C 12 H 21 O 11 Cu 2HO 2 + Thủy phân tạo Glucozơ và Fructozơ: H ,to CH12 22 O 11 HO 2  CHO 6 12 6 CHO 6 12 6 Saccarozơ glucozơ fructozơ - Điều chế: Saccarozơ đƣợc sản xuất từ cây mía, củ cải đƣờng hoặc hoa thốt nốt. Ở Việt Nam chủ yếu sản xuất từ cây mía. - Ứng dụng: 21
  29. + Thực phẩm quan trọng của con ngƣời: nguyên liệu làm bánh kẹo, nƣớc giải khát và đồ hộp. + Trong cơng nghiệp dƣợc phẩm dùng để pha chế thuốc. + Dùng trong kĩ thuật tráng gƣơng, tráng ruột phích. 1.1.8.4. Mantozơ - CTPT: C12H22O11 (2 gốc α- glucozơ liên kết α- 1,4- glicozit). Gọi là đƣờng mạnh nha. - Tính chất hĩa học: + Tác dụng với Cu(OH)2 tạo phức màu xanh lam: 2C12 H 22 O 11 Cu OH 22 C 12 H 21 O 11 Cu 2H 2 O H ,to + Thủy phân tạo 2 glucozơ: C12 H 22 O 11 H 2 O  2C 6 H 12 O 6 Mantozơ glucozơ + Phản ứng tráng bạc (tƣơng tự glucozơ). + Phản ứng khử: Cu(OH)2 tạo Cu2O (kết tủa đỏ gạch). + Phản ứng đặc trƣng của nhĩm –OH hemiaxetal. + Phản ứng mất màu dung dịch brom. 1.1.8.5. Tinh bột - CTPT: (C6H10O5)n với C6H10O5 là gốc α- glucozơ. - Phân loại: + Amilozơ: liên kết α- 1,4- glucozit, khơng phân nhánh. + Amilopectin: liên kết α- 1,4- glucozit và α- 1,6- glucozit, phân nhánh. - Phản ứng hĩa học 22
  30. o + Thủy phân tạo glucozơ: C H O nH O  H ,t nC H O 6 10 5 n 2 6 12 6 + Phản ứng với iot tạo màu xanh tím (đun nĩng màu biến mất, để nguội màu xuất hiện). + Sự chuyển hĩa tinh bột trong cơ thể. + Sự tạo thành tinh bột trong cây xanh. - Điều chế: 6nCO 5nH O  ánh sáng C H O 6nCO 2 2clorophin 6 10 5n 2 - Ứng dụng: + Chất dinh dƣỡng cơ bản của con ngƣời và động vật. + Dùng để sản xuất bánh kẹo glucozơ và hồ dán. 1.1.8.6. Xenlulozơ - CTPT: (C6H10O5)n với C6H10O5 là gốc β - glucozơ, liên kết β- 1,4- glucozit, khơng phân nhánh, khơng xoắn. - Tính chất hĩa học + Phản ứng thủy phân tạo glucozơ: o C H O nH O  H ,t nC H O 6 10 5 n 2 6 12 6 + Phản ứng với HNO3 tạo xenlulozơ trinitrat (màu vàng, tạo thuốc súng). o C H O OH 3nHNO  H ,t C H O ONO 3nH O 6 7 233 nn 3 6 7 2 2 2 + Phản ứng với anhiđrit axetic tạo xenlulozơ triaxetat. + Phản ứng với Cacbon đisunfua (CS2) và NaOH tạo tơ visco. - Khơng phản ứng với Cu(OH)2 nhƣng tan trong [Cu(NH3)4](OH)2. - Ứng dụng: Làm giấy, vật liệu xây dựng, sợi, tơ 23
  31. 1.1.9. Amin – Aminoaxit - Protein 1.1.9.1. Amin - CTPT: Amin no: CnH2n+3N, (n ≥ 1). - Tính chất hĩa học + Tính bazơ: Làm quỳ tím chuyển màu xanh (trừ anilin). Tác dụng với HCl, H2SO4 RNH23 HCl RNH Cl + Phản ứng thế brom vào nhân anilin (vị trí o- và p-) tạo kết tủa trắng: - Điều chế: + Từ NH3 và ankyl halogenua: CH I CH I CH I NH  3 CH NH  3 CH NH  3 CH N 3 HI 3 2 HI 3 23 HI 3 + Khử hợp chất nitro: C H NO 6H  Fe HCl C H NH 2H O 6 5 2to 6 5 2 2 - Ứng dụng: Tổng hợp polime, phẩm nhuộm, dƣợc phẩm. 1.1.9.2. Aminoaxit - CTPT: (H2N)x-R-(COOH)y 24
  32. - Tính chất hĩa học + Tính lƣỡng tính (axit- bazơ). H2 N R COOH NaOH H 2 N R COONa H 2 O H23 N R COOH HCl ClH N R COOH + Phản ứng este hĩa nhĩm –COOH. H2 N R COOH C 2 H 5 OH HCl ClH 3 N R COOC 2 H 5 H 2 O + Phản ứng của nhĩm –NO2 với HNO2 . H2N-R-COOH + HNO2 HO-R-COOH + N2 + H2O + Trùng ngƣng tạo poliamit (tơ nilon 6,7). to nH2N-CH2-COOH NH-CH2-CO + nH2O 5 5 n axit - aminocaproic policaproamit (tơ nilon-6) - Ứng dụng: Cơ sở kiến tạo nên các loại protein của cơ thể sống, dƣợc phẩm, sản xuất polime. 1.1.9.3. Peptit - Tính chất hĩa học + Phản ứng thủy phân tạo α- aminoaxit. + Phản ứng màu biure với Cu(OH)2 tạo phức màu tím đặc trƣng. (từ tripeptit trở lên). - Ứng dụng: Hoocmon điều hịa nội tiết, là cơ sở tạo nên protein. 1.1.9.4. Protein - Tính chất vật lý: + Hai dạng chính: Dạng hình sợi và dạng hình cầu. 25
  33. + Protein hình sợi nhƣ keratin của tĩc, mĩng, sừng; miozin của cơ bắp; fibroin của tơ tằm, mạng nhện: khơng tan trong nƣớc. + Protein hình cầu nhƣ abumin của lịng trắng trứng, hemoglobin của máu: tan trong nƣớc. + Protein cĩ tính đơng tụ. - Tính chất hĩa học + Thủy phân tạo α- aminoaxit. + Phản ứng với HNO3 đặc tạo kết tủa màu vàng. + Phản ứng màu tím biure với Cu(OH)2 tạo phức màu tím đặc trƣng. - Ứng dụng: Cấu tạo nên cơ thể sống [3]. 1.1.10. Polime và vật liệu polime - Phân loại: + Theo nguồn gốc Polime thiên nhiên: Cao su, tơ tằm, bơng, xenlulozơ. Polime tổng hợp: Polietilen, nhựa phenol- fomanđehit. Polime nhân tạo (bán tổng hợp): Tơ visco, xenlulozơ trinitrat, xenlulozơ axetat. + Theo cách tổng hợp Polime trùng hợp. Polime trùng ngƣng. + Theo cấu trúc: Mạch khơng phân nhánh: Amilozơ. Mạch phân nhánh: Amilopectin, glicogen. Mạch khơng gian: Nhựa Bakelit, cao su lƣu hĩa. 26
  34. + Theo mục đích sử dụng:  Chất dẻo: PE, PVC, PVA, PP, teflon, Poli (metyl metacrylat), PPF, PS  Tơ Tơ thiên nhiên: Tơ tằm, bơng, len. Tơ hĩa học:  Tơ tổng hợp: Tơ poliamit (nilon, capron), tơ vinylic.  Tơ nhân tạo: Tơ visco, xenlulozơ axetat.  Cao su Cao su thiên nhiên (polime của isopren) (đun lƣu hĩa với lƣu huỳnh). Cao su tổng hợp (cao su buna, cao su Buna S, buna N, cao su isopren).  Keo dán: epoxi, ure fomanđehit, nhựa vá săm, hồ tinh bột. - Tính chất hĩa học: + Phản ứng của các nhĩm thế trong mạch polime. + Phản ứng phân hủy polime. + Phản ứng khâu mạch polime (nhựa rezol nhựa rezit). 1.2. Một số phƣơng pháp hệ thống kiến thức 1.2.1. Phương pháp sử dụng sơ đồ tư duy Sơ đồ tƣ duy (SĐTD) do Tony Buzan là ngƣời đầu tiên nghiên cứu tìm ra hoạt động của não bộ và ứng dụng vào cuộc sống. Sơ đồ tƣ duy (bản đồ tƣ duy hay lƣợc đồ tƣ duy) là hình thức ghi chép nhằm tìm tịi, đào sâu, mở rộng ý tƣởng, hệ thống hĩa một chủ đề hay một mạch kiến thức, bằng cách kết hợp việc sử dụng đồng thời hình ảnh, đƣờng nét, màu sắc, chữ viết với sự tƣ duy tích cực [4]. 27
  35. 1.2.1.1. Đặc điểm của sơ đồ tư duy - Đối tƣợng cần quan tâm đƣợc tĩm lƣợc trong một hình ảnh trung tâm. - Từ hình ảnh trung tâm, những chủ đề chính của đối tƣợng tỏa rộng thành các nhánh. - Các nhánh đƣợc cấu thành từ một hình ảnh chủ đạo hay từ khĩa trên một dịng liên kết. Những vấn đề phụ đƣợc biểu thị bởi các nhánh gắn liền với những nhánh cĩ thứ bậc cao hơn. - Các nhánh tạo thành một cấu trúc nút liên hệ với nhau và liên hệ với chủ đề ở trung tâm [5]. 1.2.1.2. Phương pháp lập sơ đồ tư duy Việc lập SĐTD cĩ thể đƣợc thực hiện dễ dàng trên một tờ giấy với các loại bút màu khác nhau hoặc sử dụng phần mềm chuyên dụng và bắt đầu từ trung tâm với một chủ đề hoặc hình ảnh của chủ đề. Dùng hình ảnh ở trung tâm sẽ giúp chúng ta tập trung vào chủ đề và làm cho chúng ta hƣng phấn hơn. Ta nên khuyến khích HS sử dụng màu sắc vì màu sắc sẽ kích thích hoạt động tƣ duy của bán cầu não phải. Từ chủ đề ở trung tâm đƣợc nối với các 28
  36. hình ảnh hoặc từ khố bằng các nhánh chính, từ các nhánh chính này lại cĩ sự phân cấp đến các nhánh cấp hai để nghiên cứu sâu hơn. Cĩ thể, sự phân nhánh cứ tiếp tục và các khái niệm hay hình ảnh luơn đƣợc kết nối với nhau. Chính sự liên kết này sẽ tạo ra một “bức tranh tổng thể” mơ tả nội dung chủ đề trung tâm một cách đầy đủ và rõ ràng [6]. Khi lập SĐTD cần lƣu ý: - Ở trung tâm nên dùng hình ảnh hoặc từ ngữ cĩ màu sắc thật lơi cuốn để diễn tả chủ đề. - Nối các nhánh chính (cấp 1) đến hình ảnh trung tâm, nối các nhánh cấp 2 đến các nhánh cấp 1, nối nhánh cấp 3 đến nhánh cấp 2, bằng các đƣờng kẻ. Các đƣờng kẻ càng gần hình ảnh trung tâm thì càng đƣợc tơ đậm hơn và nên dùng đƣờng kẻ cong đƣợc tổ chức rõ ràng để thu hút sự chú ý của mắt. - Mỗi từ hoặc ảnh hoặc ý nên đứng độc lập và đƣợc viết nằm trên đƣờng kẻ. - Cần bố trí thơng tin đều quanh hình ảnh trung tâm. - Nên cố gắng tạo phong cách riêng, mỗi ngƣời đều là những cá thể độc đáo nên cần tạo ra một kiểu SĐTD riêng cho mình phản ánh đƣợc lối tƣ duy độc đáo của mình [6]. 1.2.2. Phương pháp sử dụng phiếu học tập Phiếu học tập là tờ giấy rời, trên đĩ ghi các câu hỏi, bài tập, nhiệm vụ học tập kèm theo các gợi ý, hƣớng dẫn của giáo viên, dựa vào nhiệm vụ đĩ học sinh thực hiện, hoặc ghi các thơng tin cần thiết để mở rộng kiến thức, bổ sung kiến thức, tìm hiểu nội dung hoặc củng cố bài học. 29
  37. Vai trị phiếu học tập: - Cung cấp thơng tin và sự kiện: Phiếu học tập chứa đựng thơng tin, dữ liệu hoặc sự kiện hoặc dùng làm cơ sở cho một hoạt động nhận thức nào đĩ. - Cơng cụ hoạt động và giao tiếp: Phiếu học tập chứa đựng các câu hỏi, bài tập, yêu cầu hoạt động, những vấn đề để yêu cầu HS giải quyết, hoặc thực hiện kèm theo những hƣớng dẫn, gợi ý cách làm Phân loại phiếu học tập: - Dựa vào mục đích: Phiếu học bài, phiếu ơn tập, phiếu kiểm tra. - Dựa vào nội dung: + Phiếu thơng tin: Nội dung gồm các thơng tin bổ sung, mở rộng, minh họa cho các kiến thức cơ bản của bài. + Phiếu bài tập: Nội dung là các bài tập nhận thức hoặc bài tập củng cố. + Phiếu yêu cầu: Nội dung là các vấn đề và tình huống cần phải giải quyết. 30
  38. + Phiếu thực hành: Nội dung liên quan đến những nhiệm vụ thực hành, rèn luyện kĩ năng. Các bƣớc thiết kế phiếu học tập: - Bƣớc 1: Xác định trƣờng hợp cụ thể của việc sử dụng phiếu học tập trong bài dạy học. - Bƣớc 2: Xác định nội dung của phiếu học tập, cách trình bày nội dung của phiếu học tập và hình thức thể hiện trong phiếu học tập. Nội dung của phiếu học tập đƣợc xác định dựa vào một số cơ sở sau: mục tiêu của bài học, kiến thức cơ bản, phân bố thời gian, phƣơng pháp và PTDH, mơi trƣờng lớp học để xác định nội dung, khối lƣợng cơng việc trong phiếu học tập cho phù hợp. - Bƣớc 3: Viết phiếu học tập: Các thơng tin, yêu cầu trên phiếu học tập phải đƣợc ghi rõ ràng, ngắn gọn, chính xác, dễ hiểu. Phần dành cho học sinh điền các thơng tin phải cĩ khoảng trống thích hợp. Cách trình bày phiếu phải đảm bảo tính khoa học, thẩm mĩ. Sử dụng phiếu học tập: Phiếu học tập là cơng cụ để giáo viên tiến hành tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh, đồng thời là cơ sở để học sinh tiến hành các hoạt động một cách tích cực, chủ động. Việc sử dụng phiếu học tập nên đƣợc sử dụng trong dạy kiến thức mới, ơn tập, kiểm tra và thƣờng đƣợc diễn ra theo quy trình sau: - Giáo viên nêu nhiệm vụ học tập, giao phiếu học tập cho học sinh, tùy theo hình thức tổ chức dạy học mà giáo viên giao cho mỗi học sinh một phiếu hay mỗi nhĩm một phiếu. 31
  39. - Tiến hành quan sát, hƣớng dẫn và giám sát kết quả hoạt động của học sinh. - Tổ chức cho một số cá nhân hoặc đại diện nhĩm trình bày kết quả làm việc với phiếu học tập. Hƣớng dẫn tồn lớp trao đổi, bổ sung hồn thành phiếu học tập. Giaĩ viên cĩ thể yêu cầu học sinh trao đổi chéo nhau để sửa chữa, đánh giá kết quả làm việc với phiếu học tập của nhau trên cơ sở các kết luận của giáo viên [7]. 1.2.3. Phương pháp sử dụng chuỗi phản ứng Chuỗi phản ứng là tập hợp tất cả các phản ứng hĩa học cĩ mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Phản ứng hĩa học là quá trình biến đổi từ chất này thành chất khác, chất ban đầu tham gia phản ứng gọi là chất phản ứng, chất đƣợc tạo thành gọi là sản phẩm. Vai trị của chuỗi phản ứng hĩa học: - Hệ thống kiến thức hĩa học khoa học, chi tiết và hiệu quả. - Cơng cụ đắc lực để ghi nhớ. - Kích thích khả năng tìm tịi, sáng tạo. Phân loại chuỗi phản ứng hĩa học: 32
  40. - Đặc điểm phản ứng: phản ứng phân hủy, phản ứng trao đổi, phản ứng oxi hĩa khử, phản ứng thế, - Tính chất hĩa học của các chất: ankan, anken, ankin, - Mục đích tổng hợp. 1.3. Vài nét về phần mềm Chemoffice  ChemOffice là bộ tiện ích hĩa học và sinh học tuyệt đỉnh đƣợc thiết kế để đáp ứng nhu cầu của các nhà hĩa học: theo dõi cơng việc hiệu quả, hiểu sâu hơn các cơng trình hĩa học, các cấu trúc hĩa học tƣơng quan,  ChemOffice bộ phần mềm mạnh mẽ bao gồm: ChemDraw, Chem3D, ChemFinder, ChemACX, BioOffice, BioViz, BioDraw, Inventory, E-notebook. ChemOffice và BioOffice thích hợp với mọi Windows. Trong nội dung nghiên cứu của mình, chúng tơi chọn phần mềm chemoffice.  Khái quát về phần mềm ChemOffice Phần mềm viết và xử lý cơng thức hĩa học của các chất tƣơng đối mạnh, là một phần trong bộ CS ChemOffice của Cambridge Soft, gồm: - ChemDraw: chƣơng trình viết cơng thức hĩa học trên mặt phẳng (cơng thức 2D) tƣơng đối hồn chỉnh với nhiều cơng cụ tiện dụng. - Chem3D: chƣơng trình chuyển cơng thức phẳng thành cơng thức cấu tạo lập thể trong khơng gian 3 chiều ( cơng thức 3D). - ChemFinder: chƣơng trình tìm kiếm thơng tin về các chất hĩa học và phản ứng hĩa học. - ChemInfo: chƣơng trình lƣu trữ các thơng tin cĩ liên quan đến các chất hĩa học và phƣơng trình hĩa học đƣợc cấp sản và tự tạo [8]. ChemOffice là sản phẩm số lấy ý tƣởng từ SĐTD nổi tiếng của Tony Buzan. Luyện tập với chƣơng trình này, ngƣời sử dụng sẽ hình thành cách ghi chép và suy nghĩ tổng thể cũng nhƣ chi tiết bằng SĐTD. ChemOffice là một 33
  41. cơng cụ tƣ duy thực sự hiệu quả bởi nĩ tối đa hĩa đƣợc nguồn lực của cá nhân và tập thể. Mỗi thành viên đều rèn luyện đƣợc khả năng tƣ duy, kỹ năng thuyết trình và làm việc khoa học [9]. ChemOffice là một chƣơng trình rất đƣợc mong đợi của giới tin học bởi các lí do sau đây: - Sự quy mơ của nĩ. - Giao diện đẹp. - Đạt hiệu quả cao trong cơng việc. ChemOffice cũng rất dễ sử dụng kể cả những ngƣời chƣa từng sử dụng qua hoặc khơng biết tiếng Anh do giao diện đơn giản giúp dễ dàng tìm ra các nút lệnh hơn, 1.3.1. Giao diện và thanh cơng cụ của ChemDraw Nhấn chuột vào Start/All Programs/ChemOffice2004/ChemDraw hoặc double click vào biểu tƣợng trên màn hình Desktop. 34
  42. Menu File: - Open Special: Chứa các cấu trúc hĩa học của aminoaxit, xycloakan, và các dụng cụ thí nghiệm. - List nicknames: Liệt kê tên thơng thƣờng của một số chất, liệt kê tên riêng của cấu trúc và cho phép đƣa cấu trúc vào văn bản hiện hành. Chọn File/ List nicknames, hộp thoại List Nicknames sẽ xuất hiện + Chọn tên cấu trúc trong hộp thoại List Nicknames rồi click Paste 35
  43. + Click chuột phải vào tên cấu trúc rồi chọn lệnh Expand Label để cấu trúc xuất hiện Ngồi ra cịn một số tùy chọn phục vụ cho việc in văn bản trong ChemDraw nằm trong lệnh Prefrences Menu Edit Get 3D Model: chuyển cấu trúc hĩa học dạng 2D sang dạng 3D. Insert Graphic: Chèn hình ảnh từ các file của ChemDraw hoặc các file hình ảnh Insert Object: Chèn đối tƣợng từ các chƣơng trình khác nhƣ Word, Excel, Menu View Các lệnh xuất hiện hoặc ẩn các cửa sổ thơng tin và các thanh cơng cụ. Ví dụ: chọn lệnh View/ Show Periodic Table Window thì bảng hệ thống tuần hồn xuất hiện: 36
  44. Sau đĩ click vào nguyên tố bất kỳ sẽ xuất hiện tên nguyên tố và số thứ tự Menu Object Add Frame: bao bên ngồi cấu trúc của các cặp hoặc ngoặc hình chữ nhật, rất hữu ích trong việc vẽ phức chất. Menu Structure Check Structure: kiểm tra cấu trúc đƣợc chọn. Nếu cấu trúc đúng, sẽ hiển thị hộp thoại khơng báo lỗi, nếu cấu trúc sai hiển thị hộp thoại báo lỗi. 37
  45. Contract Label: Thay thế nén phần cấu trúc đƣợc chọn bằng tên do ngƣời dùng tự đặt. Lƣu ý đây khơng phải là lệnh ngƣợc với lệnh Expand Label, vì lệnh này khơng cho phép nén phần cấu trúc chứa các nguyên tố gốc hữu cơ. Define Nickname: cho phép ngƣời dùng định nghĩa tên riêng cho phần cấu trúc đƣợc chọn để cĩ thể sử dụng lại. Convert Name to Structure: Vẽ cấu trúc hĩa học từ tên hĩa học. Convert Stucture to Name: Gọi tên hĩa học của cấu trúc hĩa học đƣợc chọn [10]. 1.3.2. Giới thiệu và cách sử dụng thanh cơng cụ 38
  46. Chọn vùng Cơng cụ xĩa Gõ văn bản hoặc ký hiệu hĩa học Cơng cụ vẽ đƣờng cong tùy ý Vẽ mũi tên trong phƣơng trình hĩa học Vẽ Obitan Vẽ ngoặc vuơng Những ký hiệu dùng trong hĩa học 39
  47. CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1. Mơ hình thiết kế một sơ đồ hình ảnh trong hĩa học hữu cơ Hệ thống hĩa kiến thức sau mỗi bài, mỗi chƣơng là cả một chuỗi lý thuyết dài, phức tạp. Nhƣng cách hệ thống hĩa ra sao giúp học sinh tạo đƣợc cảm hứng. Để xây dựng đƣợc một sơ đồ phản ứng bắt mắt cĩ thể thực hiện theo các bƣớc nhƣ sau: Lên ý tƣởng Chuẩn bị mơ hình thật Thiết kế từng bộ phận của mơ hình Ghép nối hồn chỉnh Mơ tả mơ hình Hình 2.1. Mơ hình thiết kế theo hình khối 2.2. Các bƣớc thiết kế một sơ đồ hình ảnh trong hĩa học hữu cơ Mỗi sơ đồ gồm nhiều chi tiết nhỏ, chẳng hạn mơ hình hoa Ly đƣợc thiết kế trong phần mềm ChemDraw, sử dụng mũi tên uốn lƣợn theo đƣờng nét của bơng hoa, mỗi mũi tên biểu diễn một phƣơng trình phản ứng. 40
  48. - Phần cành, lá: 5 mũi tên với những hình dạng khác nhau, tƣơng ứng với 5 phƣơng trình hĩa học. - Phần thân : Các mũi tên với những hình dạng khác nhau, chuỗi phản ứng gồm cĩ 5 phản ứng. - Phần bơng: 14 mũi tên nối tiếp với nhau tạo ra hình ảnh bơng hoa, tƣơng ứng chuỗi phản ứng cĩ 14 phản ứng hĩa học. + Đầu tiên vẽ text cơng thức hĩa học và đặt vào vị trí tƣơng ứng + Để tạo sơ đồ chuyển hĩa thì chọn lệnh Arraw Tool 41
  49. + Sau đĩ chọn mũi tên thích hợp rồi uốn cong hình mũi tên theo mong muốn rồi điền chuỗi phản ứng ta đƣợc hình ảnh nhƣ sau: 42
  50. + Ghép nối hồn chỉnh hình ảnh Sử dụng thao tác Group 43
  51. CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Mỗi bƣớc trong sơ đồ 2.1 đều chứa đựng những tiêu chuẩn nhất định, chẳng hạn: bƣớc 2 chuẩn bị mơ hình thật cần những hình ảnh rõ ràng và gây ấn tƣợng. Hoặc trong bƣớc 3 thiết kế từng bộ phận của mơ hình cần: - Phác thảo hình ảnh mà chúng ta muốn sơ đồ hĩa từ đơn giản đến chi tiết một cách rõ ràng, dễ nhìn ra giấy. - Sắp xếp những chuỗi phản ứng hĩa học vào đúng vị trí sao cho phù hợp với mơ hình thật. Tuy nhiên theo chúng tơi điểm quyết định thành bại của việc hệ thống hĩa kiến thức bằng chuỗi sơ đồ phản ứng chính là bƣớc lên ý tưởng. Việc lên ý tƣởng xuất phát từ chính nguồn cảm hứng của ngƣời thiết kế, và tất nhiên đĩ là nguồn sáng tạo vơ hạn khơng cĩ điểm xuất phát cũng nhƣ điểm dừng. Dƣới đây là một vài gợi ý cho việc lên ý tƣởng thiết kế. 3.1. Ý tƣởng cĩ thể xuất phát từ thực tiễn. Thực tiễn này cĩ thể xuất phát từ dịp kỷ niệm ngày lễ, một sự kiện lớn của đất nƣớc, hay một phong trào thi đua của nhà trƣờng Đĩ là khởi nguồn xuất phát điểm của bƣớc “lên ý tƣởng”. Chẳng hạn, khi dạy về chƣơng carbohydrate trùng vào dịp Trung thu, khắp mọi nẻo đƣờng quê đều rực rỡ sắc màu của những chiếc đèn lồng sặc sỡ. Hĩa học cũng tơ điểm thêm một chiếc đèn nhằm nĩi lên sự chuyển hĩa giữa các nhĩm chất thành carbohydrate và dẫn xuất. 44
  52. Hình 3.1: Mơ hình đèn lồng độc đáo. Dịp nghỉ lễ lớn trong năm là Tết nguyên đán, mĩn ăn đặc trƣng là bánh chƣng mĩn ăn cổ truyền của dân tộc ta. Chuỗi phản ứng của các hợp chất hữu cơ đã khéo léo tạo ra hình ảnh gần gũi với các em học sinh và chứa đựng nhiều ý nghĩa: ý nghĩa về văn hĩa, tinh thần và sức khỏe. Bánh chƣng là mĩn ăn cung cấp rất nhiều vi chất và vitamin, một lƣợng tinh bột lớn tốt cho gan, bổ dƣỡng cho cơ thể giúp các em cĩ sức khỏe tốt để vui chơi, giải trí và học tập tốt. Hình 3.2: Bánh chƣng – Tết cổ truyền. 45
  53. 3.2. Ý tƣởng cũng cĩ thể xuất phát từ những phút ngầu hững Đây đặc biệt là nơi thể hiện của những bộ ĩc tài hoa, muơn hình muơn vẻ. Mỗi thầy cơ giáo cĩ thể trở thành một họa sỹ phác thảo nên những bức tranh, mà đối tƣợng chính là sự chuyển hĩa giữa các chất hĩa học. thế giới quanh ta rất đa dạng, bức tranh ấy cĩ thể vẽ một chiếc đèn, một bơng hoa, hay một ngọn nến Khi tổng kết kiến thức hĩa học lớp 11 nếu khơng muốn nhắc lại những sơ đồ phản ứng quá rối rắm thì cĩ thể hƣớng HS đến hình tƣợng cá chép hĩa rồng. Với mong muốn lên lớp 12 các em sẽ hồn thiện hơn nữa để vƣợt vũ mơn bƣớc vào cánh cửa trƣờng đại học. Hình 3.3: Mơ hình cá chép thăng hoa Nhờ sự phối hợp qua lại giữa các chất hữu cơ tạo ra tác phẩm nghệ thuật hình ảnh trái tim. Trái tim là trung tâm của mọi cảm xúc, đây cũng là hình ảnh thú vị , gĩp phần các em cĩ cảm tình và yêu mơn Hĩa học hơn. Các em học sinh cĩ trái tim mang sức mạnh, sự năng động và tràn ngập năng lƣợng vƣợt qua khĩ khăn để chinh phục, khám phá mơn Hĩa. 46
  54. Hình 3.4: Mơ hình trái tim – nơi tình yêu bắt đầu. 3.3. Ý tƣởng xuất phát biểu tƣợng nguồn tri thức – trí tuệ Theo lịch sử Newton bị trái táo rơi trúng đầu mở ra nguồn sáng kiến mới tìm ra lực hấp dẫn trên Trái Đất, khoa học coi trái táo là trái của tri thức và trí tuệ. Các em hãy tự tạo trái táo cho riêng mình về mơn học yêu thích, học hỏi tri thức dồi dào, nguồn trí tuệ mênh mơng để tăng hiểu biết cho bản thân và tiềm để vƣợt qua các bài thi, bƣớc vào cánh cửa tƣơng lai cao đẳng đại học sắp tới. Hình 3.5: Mơ hình quả táo – khởi nguồn tri thức. 47
  55. 3.4. Ý tƣởng xuất phát từ ứng dụng gần gũi với đời sống con ngƣời. Ankan cĩ rất nhiều ứng dụng trong thực tế, dựa vào những ứng dụng đĩ chúng tơi lựa chọn hình ảnh cây nến, loại nhiên liệu đƣợc đốt cháy và đƣợc sử dụng rộng rãi trong cuộc sống con ngƣời. Cây nến đƣợc tạo thành từ ankan từ C20H42 trở về sau. Ngồi ra sử dụng làm dầu bơi trơn, chống gỉ, sáp pha thuốc mỡ, giấy nến, giấy dầu. Khơng những vậy, cây nến biểu tƣợng cho sự khai sáng về trí tuệ, thắp sáng niềm tin và ƣớc mơ của con ngƣời trong lúc đời đen tối, bế tắc. Hình 3.6: Mơ hình cây nến – thắp sáng ngọn lửa tâm hồn. 3.5. Ý tƣởng xuất phát từ kho tàng ca dao- tục ngữ Những ca dao vang vọng mãi nơi đây: “ Trong đầm gì đẹp bằng sen Lá xanh bơng trắng lại tren nhị vàng Nhị vàng bơng trắng lá xanh Gần bùn mà chẳng hơi tanh mùi bùn” 48
  56. Hình ảnh bơng hoa sen thân thuộc với mọi ngƣời đƣợc tạo ra bằng chuỗi phản ứng của các hợp chất hữu cơ, kết hợp với nhau. Thiết kế hình ảnh này gĩp phần giáo dục tƣ tƣởng đạo đức cho học sinh: sống sao cho tốt, sao cho đẹp, sao cho cĩ ích trong cuộc sống. Chúng ta là những bơng hoa sen kia tỏa hƣơng thơm ngát cho đời. Hình 3.7: Mơ hình hoa sen tỏa hƣơng. 3.6. Đơi khi ý tƣởng xuất phát từ chính tâm khảm của tuổi trẻ Gần đây chúng ta nghe nhiều hơn trên các phƣơng tiện thơng tin đại chúng về tình hình rối ren, tranh chấp trên biển đảo. Tuổi trẻ đơi khi chỉ biết ngắm nhìn cái đẹp của biển mà lãng quên đi trách nhiệm giữ gìn, bảo vệ chủ quyền biển đảo Việt Nam. Việc thiết kế sơ đồ chuỗi phản ứng thành bản đồ Tổ quốc gĩp phần thiết thực vào việc biến hĩa tình yêu thành sức mạnh, gieo hành động bằng chính phần cơng sức dù nhỏ bé của mình, một khi cuộc đấu tranh ấy đến gần hơn, biển đảo cần chúng ta hơn thì sức mạnh của "một dân tộc gan gĩc" ắt sẽ làm nên lịch sử. Và trong sơ đồ ấy cũng gửi gắm thơng điệp Trƣờng Sa, Hồng Sa là của Việt Nam. 49
  57. Hình ảnh 3.8: Chuỗi phản ứng dạng bản đồ Tổ quốc 50
  58. KẾT LUẬN Từ mục đích và nhiệm vụ của đề tài nghiên cứu, trong quá trình hồn thành khĩa luận, chúng tơi đã giải quyết các vấn đề sau: - Đƣa ra quy trình chung để thiết kế một sơ đồ sử dụng phần mềm ChemDraw. - Thiết kế đƣợc 15 sơ đồ hình ảnh hệ thống hĩa lý thuyết hĩa hữu cơ phổ thơng theo nhiều hình khối khác nhau. Thiết kế sơ đồ hình ảnh bằng phần mềm ChemDraw khơng những gĩp phần phục vụ việc dạy và học Hĩa hữu cơ mà cịn gĩp phần phục dạy và học mơn Hĩa học. Khi sử dụng sơ đồ hình ảnh một cách hiệu quả sẽ cĩ tác dụng phát triển hứng thú, ĩc sáng tạo, phát huy tính tích cực, tự giác trong quá trình học, nâng cao chất lƣợng học tập, giúp ngƣời học dễ nhớ, dễ hiểu, dễ vận dụng, tổng hợp đƣợc các kiến thức đã học. 51
  59. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Xuân Trƣờng (Tổng Chủ biên) (2017), Sách giáo khoa Hĩa học 11, NXB Giáo dục Việt Nam. [2]. Nguyễn Xuân Trƣờng (Tổng Chủ biên) (2017), Sách giáo khoa Hĩa học 12, NXB Giáo dục Việt Nam. [3]. Nguyễn Thị Hồng Ngọc (2017), Khĩa luận tốt nghiệp “Thiết kế sơ đồ tư duy hệ thống hĩa lý thuyết hĩa hữu cơ phổ thơng”. [4]. Tony Buzan (2007), Lập lược đồ tư duy, cơng cụ tư duy sẽ làm thay đổi cuộc sống của bạn, NXB Lao động xã hội Hà Nội. [5]. Chu Văn Tiềm (2014), “Thiết kế và sử dụng sơ đồ tư duy hỗ trợ học sinh tự học trong dạy học các bài luyện tập chương nguyên tử, bảng tuần hồn các nguyên tố hĩa học – Định luật tuần hồn, liên kết hĩa học chương trình hĩa học 10 nâng cao”, Tạp chí Hĩa học và ứng dụng. [6]. Vũ Thị Thu Hồi (2010), “Sử dụng SĐTD hướng dẫn học sinh ơn tập tổng kết kiến thức trong các bài luyện tập, ơn tập, tổng kết hĩa học hữu cơ”, Kỉ yếu Hội nghị Hĩa học tồn quốc lần thứ V- Hà Nội, 10/2010. [7]. Nguyễn Thị Phƣợng, khĩa luận tốt nghiệp: “ Thiết kế và sử dụng phiếu học tập trong dạy học hĩa học lớp 10 THPT”, ĐHSP TP. HCM. [8]. Lê Huy Hồng (2014), tài liệu “Hướng dẫn sử dụng phần mềm ChemOffice”. [9]. Nguyễn Xuân Qui, tiểu luận hĩa: “ Sử dụng phần mềm ChemDraw ChemOffice”. [10]. Huỳnh Nguyễn Xuân Đào (2013), tiểu luận: “ Hướng dẫn sử dụng ChemBio 3D 13.0”, ĐHSP TP. HCM. 52
  60. PHỤ LỤC 53
  61. 1. Ankan Ứng dụng ankan cây xăng Petrolimex: Hình ảnh cây xăng vơ cùng quen thuộc với tất cả mọi ngƣời đĩ cũng chính là một ứng dụng rất lớn của ankan từ C5H12 - C20H42. Ngồi ra ankan cịn đƣợc sử dụng làm xăng dầu cho động cơ, đun nấu và dung mơi. 54
  62. 2. Anken Ứng dụng anken làm ống nƣớc: Trùng hợp etilen, propilen, butilen ngƣời ta tạo ra polime để chế tạo màng mỏng, bình nƣớc, ống dẫn nƣớc, dùng cho nhiều mục đích khác nhau, đặc biệt ống nƣớc là hình ảnh quen thuộc, dễ thấy ở trong các gia đình gần gũi với học sinh. 55
  63. 3. Ankin Tết thiếu nhi – những chiếc đèn lồng thật đẹp 1/6 là tết thiếu nhi, mọi ngƣời vui với niềm vui của trẻ thơ, đèn lồng nhiều màu sắc là một hình ảnh đại diện cho tết trung thu. Để kích thích hứng thú học tập của học sinh, giáo viên ghép kiến thức lý thuyết hĩa học vào những hình ảnh gần gũi, vui tƣơi. 56
  64. 4. Tổng kết ankan- anken- ankin Các hidrocacbon: ankan, anken, ankin là 3 hợp chất cĩ ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống, nhờ chúng tạo ra vật liệu, nguyên liệu, để con ngƣời sử dụng hiệu quả. Mỗi 1 chất đƣợc ví nhƣ một cách hoa để kết thành bơng hoa làm cho cuộc sống của con ngƣời tƣơi đẹp hơn. 57
  65. 5. Ancol Ancol là chất quen thuộc với cuộc sống con ngƣời. Nĩ cĩ nhiều tác dụng nhƣng cũng để lại hậu quả do ngƣời sử dụng. Hình ảnh dƣới đây đƣợc lấy cảm hứng từ lễ Giáng sinh- Noen đĩ là cây thơng. 58
  66. 6. Este Hầu hết các este đều cĩ mùi hƣơng của các loại hoa, quả, etyl fomat cĩ mùi cĩ 7749 loại quả khác nhau, benzyl axetat cĩ mùi hƣơng hoa nhài, ngƣời ta sử dụng este để tạo ra các loại nƣớc hoa. Hình ảnh phía dƣới là một loại nƣớc hoa Pháp. 59