高校化学の教材；分子と結晶模型の「ベンゼン屋」

​夏期講習「見えない粒を見る」３日目7/25は、
「解けるか？溶けないか？」。
テーマは
①有機化合物の構造から​水に溶けるか？油に溶けるか？を考える。
②アルコールの構造と名称(24日はアルカンの構造と名称)を憶える。
③これまでに学んだ化合物を溶解性で整理する。
です。

２億倍の分子模型をたくさん持ち込んで...
構造から解けるか溶けないかを考えてもらいます。以下は配布したテキスとから、


これらの液体を「それぞれ混合したら溶けますか？溶けませんか？」と予想を立ててもらって、実験して確認します(演示実験しました)。
予想段階で「分子が対称なもの同士は溶ける」、「水酸基があるもの同士は溶ける」などでてきましたが、実際に混ぜて見ると結果から「水酸基の有る無しで溶解性が決まる」ことがわかります。
水に溶けるもの＝水類
油(灯油)に溶けるもの＝油類
として様々なものを混ぜて、水類・油類に分類して行きます。

油類は無極性で主力はファンデルワールス力、水類は水酸基による水素結合が主力。
強力にくっついた水分子の中に割って入れるのはイオン結合したものと、水素結合をするものであるとお話しして物質を紹介しながらまとめて行きます。黒板には磁石をつけた分子模型が下の絵のようにならんで行きます。下の絵は、補習の最後にまとめとして配ります。

生徒にはアルコールの水と灯油への溶解性の実験をして上の絵のようにまとめてもらいます。
水にはC4ブタノールからC6ヘキサノールまでは２層になり溶けにくそうです。
油にはC1メタノール以外は溶けます。そこで、次のデーターから、判断します。

水への溶解性を見ると、やはり水酸基と炭化水素基の大きさの違いが水への溶解性を支配しています。
そんな検討をしながら、アルコールの構造と名称もついでに勉強しました。

最後に、アルコール同士、アルコールの灯油への溶解の分子レベルでの検討をしました。


結果、エタノールの量が少ないと白く濁ります。さらにエタノールを加えていくと濁りがなくなり、層が均一になります。分子レベルではこんな感じになるでしょうか。

アルコールは炭化水素基を灯油側にして溶けていると思います。
濁りからコロイド粒子、さらに石鹸の話などをしました。

「見えない粒を見る」講義では分子のイメージを持ってもらいたい。そんな目標があります。この講義でも主張していきたい。
まとめの図は7/18ブログで詳しく書きました。我ながら良い出来だと思います。
必要な方はメールで返送します。ベンゼン屋まで連絡ください。
補習「解けるか？溶けないか？」のための資料作成