Чем обусловлено многообразие органических соединений

Чем обусловлено многообразие органических соединений

1. Предмет органической химии.

1. ПРЕДМЕТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

1.1. ПОНЯТИЕ ОБ ОРГАНИЧЕСКОМ ВЕЩЕСТВЕ И ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ.

Органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод

Органические соединения — самый обширный класс химических соединений. Многообразие органических соединений связано с уникальным свойством углерода образовывать цепочки из атомов, что в свою очередь обусловлено высокой стабильностью (то есть энергией) углерод-углеродной связи. Связь углерод-углерод может быть как одинарной, так и кратной — двойной, тройной. При увеличении кратности углерод-углеродной связи возрастает её энергия, то есть стабильность, а длина уменьшается. Высокая валентность углерода — 4, а также возможность образовывать кратные связи, позволяет образовывать структуры различной размерности (линейные, плоские, объёмные).

Название органические вещества появилось на ранней стадии развития химии во время господства виталистических воззрений, продолжавших традицию Аристотеля и Плиния Старшего о разделении мира на живое и неживое. Вещества при этом разделялись на минеральные — принадлежащие царству минералов, и органические — принадлежащие царствам животных и растений. Считалось, что для синтеза органических веществ необходима особая «жизненная сила» (лат. vis vitalis), присущая только живому, и поэтому синтез органических веществ из неорганических невозможен.

Витали́зм (от лат. vitalis — «жизненный») — учение о наличии в живых организмах нематериальной сверхъестественной силы, управляющей жизненными явлениями — «жизненной силы» (лат. vis vitalis) («души», «энтелехии», «археи» и проч.).

Это представление было опровергнуто Фридрихом Вёлером в 1828 году путём синтеза «органической» мочевины из «минерального» цианата аммония, однако деление веществ на органические и неорганические сохранилось в химической терминологии и по сей день.

Количество известных органических соединений составляет почти 27 млн.

1.3. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.

Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный, ни на что не похожий класс химических соединений.

1. Различная топология образования связей между атомами, образующими органические соединения (прежде всего, атомами углерода), приводит к появлению изомеров — соединений, имеющих один и тот же состав и молекулярную массу, но обладающих различными физико-химическими свойствами. Данное явление носит название изомерии.

2. Явление гомологии — существование рядов органических соединений, в которых формула любых двух соседей ряда (гомологов) отличается на одну и ту же группу — гомологическую разницу CH2. Целый ряд физико-химических свойств в первом приближении изменяется симбатно[неизвестный термин] по ходу гомологического ряда. Это важное свойство используется в материаловедении при поиске веществ с заранее заданными свойствами.

1.4. КРУГОВОРОТ УГЛЕРОДА В ПРИРОДЕ.

Глобальный углеродный круговорот являет собой перемещение углерода между различными «резервуарами», и происходит благодаря множеству различных химических, физических, геологических и биологических процессов. Поверхность современного океана является наиболее активным буфером обмена углерода на Земле, однако на больших глубинах такого быстрого обмена с атмосферой происходить не может.

2 ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ А.М. БУТЛЕРОВА

А. М. Бутлерова отличали энциклопедичность химических знаний, умение анализировать и обобщать факты, прогнозировать. Он предсказал существование изомера бутана, а затем получил его, равно как изомер бутилена — изобутилен.

Русский химик, академик Петербургской АН (с 1874 г.). Окончил Казанский университет (1849 г.). Работал там же (с 1857 г. — профессор, в 1860 и 1863 гг. — ректор). Создатель теории химического строения органических соединений, лежащей в основе современной химии. Обосновал идею о взаимном влиянии атомов в молекуле. Предсказал и объяснил изомерию многих органических соединений. Написал «Введение к полному изучению органической химии» (1864 г.) — первое в истории науки руководство, основанное на теории химического строения. Председатель Отделения химии Русского физико-химического общества (1878—1882).

А. М. Бутлеров создал первую в России школу химиков-органиков, из которой вышли блестящие ученые: В. В. Марковников, Д. П. Коновалов, А. Е. Фаворский и др.

Недаром Д. И. Менделеев писал: «А. М. Бутлеров — один из величайших русских ученых, он русский и по ученому образованию, и по оригинальности трудов».

2.1. ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ.

Теория химического строения возникла не на пустом месте. Объективными предпосылками ее появления явились:

а). Введение в химию понятий о валентности и особенно, о четырех валентности атома углерода,

б) Введение понятия об углерод-углеродной связи.

в). Выработка правильного представления об атомах и молекулах.

2.2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ А.М.БУТЛЕРОВА.

Стр 99 теория химического строения органических соединений

2.3. ЗНАЧЕНИЕ ТЕОРИИ А.М. БУТЛЕРОВА ДЛЯ РАЗВИТИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ И ХИМИЧЕСКИХ ПРОГНОЗОВ .

Теория химического строения позволила объяснить многие факты, накопившиеся в органической химии в начале второй половины ХIХ в., 1.доказала, что с помощью химических методов (синтеза, разложения и других реакций) можно установить порядок соединения атомов в молекулах (этим самым была доказана возможность познания строения вещества);

2.Внесла новое в атомно-молекулярное учение (порядок расположения атомов в молекулах, взаимное влияние атомов, зависимость свойств от строения молекул вещества). Теория рассматривала молекулы вещества как упорядоченную систему, наделенную динамикой взаимодействующих атомов. В связи с этим атомно-молекулярное учение получило свое дальнейшее развитие, что имело большое значение для науки химии;

3.Дала возможность предвидеть свойства органических соединений на основании строения, синтезировать новые вещества, придерживаясь плана ;

4.Позволила объяснить многообразие органических соединений ;

5. Послужила развитию промышленности органического синтеза (синтез спиртов, эфиров, красителей, лекарственных веществ и др.).

Отметим некоторые аспекты мировоззренческого значения теории химического строения, важное для диалектико-материалистического воспитания учащихся.

По своему содержанию теория химического строения – материалистическая. В ней утверждаются материальность мира и возможность его познания, которые проявляются в признании реально существующих атомов и молекул, в возможности познания их строения ( химического и пространственного) и свойств. Химическая формула молекулы вещества, следовательно, отражает реально существующую молекулу, связь в ней атомов.

Разработав теорию и подтвердив правильность ее синтезом новых соединений А.М. Бутлеров не считал теорию абсолютной и неизменной. Он утверждал, что она должна развиваться, и предвидел, что это развитие пойдет путем разрешения противоречий между теоретическими знаниями и возникающими новыми фактами.

Теория химического строения, как и предвидел А.М. Бутлеров, не осталась неизменной. Дальнейшее ее развитие шло главным образом в двух взаимосвязанных направлениях

2.4. ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ.

Для того что бы лучше понимать органическую химию вспомним электронографическую формулу углеода:

1 человек к доске пишет со стр 78

Мезомерный эффект (эффект сопряжения, резонансный эффект), вид взаимного влияния атомов в молекуле или ионе. заключающийся в статической поляризации сопряженной системы связей. Обусловлен смещением π-электронов неподеленной пар в сторону атомов с недостроенной до октета электронной оболочкой.

Положительным мезомерным эффектом (+ М) обладают электронодонорные группы, способные к частичной или полной передаче пары электронов в общую сопряженную систему. Электроноакцепторные группы, поляризующие сопряженную систему в противоположном направлении, характеризуются отрицательным мезомерным эффектом (—М)

Индуктивное влияние заместителей на константы равновесия или скорости реакций выражается изменением разностей своб. энергий dDG продуктов (или переходного состояния) и исходных веществ для замещенного соед. по сравнению со стандартным.

Источник

Конспект урока «Причины многообразия веществ»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Тема «Причины многообразия веществ: изомерия, гомология, аллотропия, изотопия.

Чистые вещества и смеси» Цели:

1.Образовательная: опираясь на знания о природе углерода, раскрыть причины многообразия органических соединений; расширить представления обучающихся о многообразии неорганических веществ в природе.

Дать понятие о чистом веществе и смеси веществ, сходство и различие между ними. Раскрыть значение смесей в природе и жизни человека.

2. Развивающая Формировать умение распознавать чистые вещества и смеси, составлять план действий разделения смесей; Продолжить работать над формированием безопасного обращения с оборудованием (соблюдать правила ТБ).

3. Воспитательная: Способствовать формированию интереса к знаниям, умениям, самооценке своей деятельности. Воспитывать у учащихся чувство осторожности при работе с бытовым газом, лекарственными средствами и смесями других вредных для здоровья веществ. Ход урока

II. Изучение нового материала

Мир, который нас окружает, уникален. Он состоит из различных веществ. И сегодня мы с вами отправился в путешествие в мир веществ. И начнем наше путешествие со станции «Блиц- вопрос»

1. Какая наука изучает вещества, их свойства и взаимопревращения( химия)

2. На какие группы по составу делятся вещества ( простые и сложные)

3. Какие вещества называются простыми? Какие сложными? Приведите примеры?

4. А по происхождению на какие группы делятся вещества( минеральные или неогранические и органические)

5. Чем они отличаются друг от друга? ( неорганические- вещества неживой природы; органические- вещества живой природы. В состав неорганических веществ входят все элементы периодической таблицы Д.И.Менделеева; а в состав органических- в основном С,Н,О, N)

6. На какие три группы по происхождению делятся органические соединения?

7. ( природные органические соединения; искуственные органические соединения; синтетические органические соединения)

8. Каких веществ в природе больше : органических или неорганических? ( органических)

9. С чем связано, что органических соединений вприроде больше, чем неорганических?

( с уникальностью атома углерода, который может образовывать связи между собой ( одинарные, двойные, тройные)

10. Сколько насчитывается неорганических веществ? Органических соединений? ( 500тыс.- неорганических и более 28 млн – органических)

— Молодцы! С этим заданием справились, отправляемся дальше.

Станция « Изомерия»

(Изомерия УВ скелета, межклассовая изомерия, пространственная, положения кратных и функциональных групп; оптическая изомерия)

1) Собрать модель н-бутана

2) Построить модель 1 изомера бутана и назвать по систематической номенклатуре

Гомологи – вещества, имеющие одинаковый качественный состав, сходное строение и свойства, но отличающиеся на одну или несколько групп ( СН 2 ) в молекуле.

Гомология – явление существования гомологов. Задание:

Даны формулы веществ. Нужно выбрать формулы гомологов и продолжить ряд

Молодцы! С заданием справились. Идѐм дальше. Но! Следующая станция нас не принимает. Необходимо выполнить задание.

-Прочитайте внимательно текс и ответьте на вопрос : что это за явление «оловянная чума»?

В начале XX века в Петербурге на складе военного оборудования произошла скандальная история: во время ревизии к ужасу интенданта выяснилось, что оловянные пуговицы для солдатских мундиров исчезли, а ящики, в которых они хранились, доверху заполнены серым порошком. И хотя на складе был лютый холод, горе-интенданту стало жарко. Еще бы: его, конечно, заподозрят в краже, а это ничего, кроме каторжных работ, не сулит. Спасло бедолагу заключение химической лаборатории, куда ревизоры направили содержимое ящиков: «Присланное вами для анализа вещество, несомненно, олово. Очевидно, в данном случае имело место явление, известное в химии под названием «оловянная чума». Станция «Аллотропия» Задание:

— Что такое аллотропия?

Приведите примеры известных вам аллотропных веществ.Охарактеризуйте их.

С заданием справились, отправляемся дальше.

— Будучи школьниками 8 класса самый любопытный из вас заметил интересную закономерность в ПСХЭ при изучении темы «Относительная атомная масса», и спросил «Почему у каждого химического элементаотносительные атомные массы химических элементов, не целые, а дробные величины?» Ответ был дан, а сейчас, вы сможете ответить на этот же вопрос, изучив тему «Строение атома» (ответы учащихся) Станция « Изотопия»

— Что такое изотопы? Изотопия?

(Изотопы-это разновидности атомов одного и того же вида, имеющие один и тот же заряд ядра атома, но разные массы.

(изотопы (“изос” – равный, одинаковый, “топос” – место), т. е. занимающие одно и то же место). Данное явление получило название изотопия.) Задание № 1

-Назовите изотопы водорода? Чем они отличаются друг от друга

(В природе существуют три разновидности атомов водорода: протий, дейтерий 2 D, тритий 3 T. Отличаются числом нейтронов)

А)Даны изотопы хлора 35 CI и 37 CI. Посчитайте число протонов, электронов и нейтронов.

Б)Даны изотопы олова 118 Sn и 119 Sn. Посчитайте число протонов, электронов и нейтронов.

С заданием справились, отправляемся дальше. Станция Экспериментальная.

На столе: ( колба с дымом; стакан с молоком; колба песка с солью)

-Что это такое?- ( Смеси)

-Что такое смеси? (Смесь — химическое вещество, в состав которого входит не менее двух составляющих веществ (компонентов смеси).

— Какие смеси бывают по составу? ( жидкие, твѐрдые, газообразные)

—На какие группы делятся смеси? ( однородные и неоднородные) -Какие способы разделение смесей вам известны?

( фильтрование, хроматография, дистилляция, действие магнитом; декантация; отстаивание; выпаривание)

— Так как в природе вещества существуют в виде смесей, для лабораторных исследований, промышленных производств, для нужд фармакологии и медицины нам нужны чистые вещества. У вас на столах в лотках готовые смеси, предложите способы их разделения.

-Вспомним ТБ( как правильно работать со стеклянной посудой, спиртовкой, как правильно нагреть вещество) Лабораторная работа

Задание: Рассмотрите выданные Вам смеси. Постарайтесь сформулировать и предложить способы их разделения. Проверьте экспериментально правильность решения проблемы.

1. Смесь порошка железа и серы.

2. Смесь масла и воды.

3. Смесь соли с песком Станция Задачка

1.Объѐмная доля водорода в смеси составляет 30%. Найдите объѐм смеси( в л), в которой содержится 14 г водорода.

Ответ: V( смеси)=522,67 л

2.Смешали 14 г оксида углерода (II), 6,72 л( н.у.)гелия и 1,806 10 23 молекул азота. Найдите массовую долю азота в данной смеси. Ответ:W( N₂)=35,6% III. Закрепление Станция Тестовая

а) изомеры б) гомологи в) изотопы г) аллотропные видоизменения

2. Алмаз и графит –это:

а) изомеры б) гомологи в) изотопы г) аллотропные видоизменения

3. Атомы: 135 Ва и 137 Ва- это

а) изомеры б) гомологи в) изотопы г) аллотропные видоизменения

а) изомеры б) гомологи в) изотопы г) аллотропные видоизменения

5. Изомерия для указанных соединений

а) изомерия углеродной цепи в) изомерия положения функциональной группы

б) изомерия положения кратной связи г) пространственная изомерия

6. Гомологом ацетилена является

а) пропин б) этилен в) анилин г) аланин

7. Существование изомеров возможно для

1. Изомеры различаются:

а) составом и строением молекул;

б) составом молекул и химическими свойствами;

в) физическими свойствами и строением молекул;

г) составом молекул и физическими свойствами.

2.Гомологом пропена является

а) бутан б) пропановая кислота в) пропаналь г) пентен-2

3.Изомерия для cоединений

а) изомерия положения функциональной группы б) пространственная изомерия

б)оптическая изомерия г) изомерия положения кратной связи 4.Не являются изомером 2-метилпентановой кислоты

а) гексановая кислота б) пропановая кислота

в)2.2диметилбутановаяовая кислота г) 3метилпентановая

5.Укажите гомолог алканов с которого начинается явление изомерии

а) пропан б) бутан в) пентан г) гептан 6. Гомологическая разность – это группа атомов:

7.Озон и кислород –это:

а) изомеры б) гомологи в) изотопы г) аллотропные видоизменения

Источник

Ответы к тестам по органике

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

1. Многообразие органических соединений обусловлено

A) Окислительно-восстановительными свойствами углерода.

B) Способностью образовывать различные функциональные группы.

C) Строением ядра атома углерода.

E) Способностью атома углерода образовывать донорно-акцепторные связи.

2. Функциональная группа альдегидов называется

3. Группу атомов, определяющих характерные химические свойства данного класса веществ, называют

B) Гомологической разностью.

D) Структурным звеном.

4. Расположите в генетический ряд вещества

1. пропаналь 2. пропан 3. пропанол 4. 1-хлорпропан 5. пропановая кислота

6. Теория химического строения органических соединений была создана:

А) М.В.Ломоносовым Б) Д.И.Менделеевым

С) А.М.Бутлеровым D ) Я.Берцелиусом

7.Названия «органические вещества» и «органическая химия» ввел в науку:

A ) М.В.Ломоносов B ) Д.И.Менделеев

C ) А.М.Бутлеров D ) Я.Берцелиус

8. В каком ряду органических соединений находятся только углеводороды:

9. В каком ряду органических соединений находятся только алканы:

10. Длина связи С-С и валентный угол в молекулах алканов

11.Карбоксильную группу содержат молекулы

A ) сложных эфиров B ) альдегидов C ) многоатомных спиртов D ) карбоновых кислот

1. Вид гибридизации электронных облаков атомов углерода в алканах

1) sp- 2) –sp 2 3) –sp 3 4) s-s и p-p

2.Геометрическая форма молекулы метана

1) тетраэдрическая 2) линейная 3) объемная 4) плоская

3. Общая формула гомологического ряда аренов

4.Общая формула гомологов ряда алкадиенов

1) в составе 2) в строении 3) в свойствах 4) в способах получения

6. Гомологи отличаются друг от друга:

1) числом атомов углерода 2) химической структурой

3) качественным и количественным составом

4) общей формулой гомологического ряда

1) гептан 2) 3,3-диметилпентан 3) 3-метил-3-этилбутан 4) 2-метил-2-этилбутан

1) бензол и толуол 2) пропанол и пропановая кислота

3) этанол и диметиловый эфир 4) этанол и фенол

1) пентан и пентадиен 2) уксусная кислота и метилформиат

3) этан и ацетилен 4) этанол и этаналь

1) сложных эфиров 2) альдегидов 3) карбоновых кислот 4) спиртов

1) альдегидов 2) сложных эфиров 3) спиртов 4) простых эфиров

1. Вид гибридизации электронных облаков атомов углерода в алканах

1) sp- 2) –sp 2 3) –sp 3 4) s-s и p-p

2.Вещество, структурная формула которого

1) гептан 2) 3,3-диметилпентан 3) 3-метил-3-этилбутан 4) 2-метил-2-этилбутан

3. Изомерами являются

1) бензол и толуол 2) пропанол и пропановая кислота

3) этанол и диметиловый эфир 4) этанол и фенол

4. Группу атомов, определяющих характерные химические свойства данного класса веществ, называют

2) Гомологической разностью.

4 ) Структурным звеном.

5. Расположите в генетический ряд вещества

1. пропаналь 2. пропан 3. пропанол 4. 1-хлорпропан 5. пропановая кислота

6.Названия «органические вещества» и «органическая химия» ввел в науку:

1) М.В.Ломоносов 2) Д.И.Менделеев

3) А.М.Бутлеров 4) Я.Берцелиус

7. В каком ряду органических соединений находятся только углеводороды:

8. В каком ряду органических соединений находятся только алканы:

1) бензол и толуол 2) пропанол и пропановая кислота

3) этанол и диметиловый эфир 4) этанол и фенол

1) пентан и пентадиен 2) уксусная кислота и метилформиат

3) этан и ацетилен 4) этанол и этаналь

11. Гомологи отличаются друг от друга:

2) химической структурой

3) качественным и количественным составом

4) общей формулой гомологического ряда

1. Дайте название веществу:

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Методическая работа в онлайн-образовании

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-732000

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения намерено расширить программу ускоренного обучения рабочим профессиям

Время чтения: 2 минуты

В Оренбурге школьников переведут на дистанционное обучение с 9 декабря

Время чтения: 1 минута

Госдума приняла закон об использовании онлайн-ресурсов в школах

Время чтения: 2 минуты

В Москве новогодние утренники в школах и детсадах пройдут без родителей

Время чтения: 1 минута

Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник