 |
Свойства веществ зависят не только от их качественного и количественного состава, но и от порядка соединения атомов в молекуле.
|
|
|
|
Соединения, похожие по строению и свойства и отличающиеся по составу на одну или несколько групп СН2, называются гомологами. Совокупность всех гомологов образует гомологический ряд. Т.е. все вещества, похожие по строению и свойствам мы объединяем в гомологические ряды, и изучив свойства одного из гомологов мы можем говорить о любом из них…
Вещества, имеющие одинаковый состав, но разное химическое строение и разные свойства называют структурными изомерами. Они имеют одинаковые молекулярные формулы, но разные
структурные. Существуют разные виды структурной изомерии. Изомеры могут отличаться строением углеродного скелета, положением функциональной группы или положением кратной связи. Существуют также пространственные изомеры. Молекулы таких изомеров имеют не только одинаковый состав, но и одинаковое химическое строение. Поэтому и молекулярные и структурные формулы у них одинаковые. Они отличаются пространственной формой молекулы и для того, чтобы изобразить разные пространственные изомеры используют специальные формулы с которыми мы познакомимся позже.
3). Атомы в молекуле взаимно влияют друг на друга. Если один из атомов более электроотрицателен, чем его партнер по связи, то электронная плотность смешается в сторону этого атома и связь будет полярной. Смещение пары электронов одинарной σ-связи изображают стрелкой на валентной черточке. Атомы, связанные полярной связью, несут частичные заряды, обозначаемые символами δ+ и δ- (читается «дельта плюс» и «дельта минус»). Из-за небольшой разницы в ЭО связь С-Н принадлежит к малополярным связям, кроме того, это смещение обычно взаимно компенсируется. Но если рядом есть, например, атомы азота, хлора или кислорода связи заметно поляризуются. Смещение электронной плотности в молекуле, вызванное электродонорным или электроакцепторным заместителем, называется индуктивным эффектом. Смещение электронов π-связи происходит еще в большей степени, т.к. они слабее связаны с ядром. Их смещение принято изображать изогнутой стрелочкой называть мезомерным эффектом. Т.е. в молекуле существуют т.н. индуктивный и мезомерный эффекты, которые показывают, куда смещается в молекуле электронная плотность. А это, в свою очередь, будет определять направление химических реакций. Т.е. свойства веществ определяются взаимным влиянием атомов.
|
|
|
4). Изучая химические свойства, можно установить строение вещества. Зная строение – можно прогнозировать свойства, способы получения и применение.
В истории мало ученых, открытия которых имеют фундаментальное значение для развития человеческой цивилизации. Теория Бутлерова – относится к таким открытиям. Как и ПЗ Менделеева она стала компасом в мире органической химии. Она не только объяснила строение известных органических веществ и их свойства, но и дала возможность предвидеть существование неизвестных веществ, находить пути их синтеза и области применения. Новые достижения науки только дополняют эту теорию, позволяют точнее говорить о свойствах органических веществ, механизмах реакций в органическом мире. Это, прежде всего, учение о строении атомов, о видах химической связи, о гибридизации и электроотрицательности и т.д. Но об этом мы поговорим позже.
Классификация органических соединений.
Все органические вещества делят (по составу) на углеводороды, кислородсодержащие, азотсодержащие и т.д. органические вещества. Выделяют также отдельно группу природных органических веществ (жиры, белки, углеводы и т.д.), а также группу полимеров.Мы начнем изучение органической химии с простейших органических веществ – углеводородов.
|
|
|
Углеводороды – соединения, которые состоят только из атомов углерода и водорода. Углеводороды делят на несколько гомологических рядов. Различают гомологические ряды алканов (общая формула СnH2n+2), алкенов (CnH2n ), алкинов (CnH2n-2), аренов (CnH2n-6) и т.д.
В основе любой органической молекулы лежит углеродный скелет. Углеродные скелеты делят на циклические и алифатические (не содержащие циклов).
Алифатические углеродные скелеты могут быть линейными (нормальное строение молекулы) и разветвленными. Линейное строение - это значит, что у каждого члена углеродной цепи есть не более двух соседей. Атомы углерода, связанные только с одним атомом углерода в молекуле, называется первичным, с двумя – вторичным, с тремя – третичным. Если в углеродной цепи есть третичные или четвертичные углероды (т.е. есть атомы углерода у которых больше чем два соседа-углерода ), такая цепь называется разветвленной. Циклические скелеты делят на карбоциклические (содержащие только атомы углерода) и гетероциклические (содержащие помимо углерода еще атомы азота, кислорода или серы).
Кроме того, различают предельные и непредельные органические соединения. Если все атомы углерода в основной углеродной цепи связаны одинарными связями, то соединение относится к предельным. Непредельные соединения содержат в основной цепи хотя бы одну двойную или тройную связь. К ароматическим соединениям относятся вещества, в молекуле которых содержится особая группа атомов, которую принято называть ароматическим кольцом.
| Органические соединения (по характеру углеродной цепи) |
| Ациклические (алифатические)) |
| Циклические |
| Предельные |
| Непредельные |
| гетероциклические |
| карбоциклические |
| алициклические |
| ароматические |
| Классификация органических соединений по характеру функциональной группы | ||
| Важнейшие группы | Название группы | классы соединений |
| F-, Cl-, Br-, I- | Галоген (фтор, хлор, бром, иод) | Галогенопроизводные |
| -OH | Гидроксильная группа (гидроксогруппа) | Спирты (если группа связана с алифатическим радикалом) Фенолы (если группа связана с углеродом бензольного кольца) |
| =C=O | Карбонильная группа (оксогруппа) | Альдегиды (если группа находится у первичного атома углерода) Кетоны (если группа находится у вторичного атома углерода) |
| -COOH | Карбоксильная группа | Карбоновые кислоты |
| -NH2 | Аминогруппа | Амины |
Молекулы всех остальных органических соединений формально можно представить себе, как молекулу углеводорода, в которой один или несколько атомов водорода заместили на другой атом или группу атомов (соблюдая валентность). Поэтому все эти органические соединения, содержащие кроме углерода и водорода другие атомы или группы атомов, называют производными от углеводородов, т.е. произведенными.
|
|
|
Атом или группа атомов (кроме водорода), которые будут определять принадлежность соединения к определенному классу органических веществ, и его характерные свойства, называются функциональными группами. Принадлежность веществ к определенному классу органических соединений и важнейшие свойства этих соединений зависят прежде всего от характера углеродного скелета и наличия функциональных групп.
Домашнее задание.
№1 Выпишите в тетрадь и выучите определения понятий (валентность, химическое строение, гомологи, изомеры, молекулярная формула, структурная формула, углеродный скелет, алифатические соединения, циклические соединения, линейное строение молекулы, разветвленное строение молекулы, предельные соединения, непредельные соединения, углеводороды, первичный атом углерода, вторичный атом углерода, функциональная группа)
№2 Найдите в тексте ответы на вопросы и напишите их в тетради (вопрос-ответ):
1) Почему углерод образует так много разных соединений?
2) Какие элементы входят в состав органических соединений?
3) Какая особенность строения органических соединений (тип связи, кристаллическая решетка)?
4) Какие общие физические свойства характерны для органических соединений?
5) Какие общие химические свойства характерны для органических соединений?
6) Почему гомологи имеют похожие свойства?
7) Почему изомеры имеют разные свойства?
|
|
|
8) Какие виды изомерии вам известны?
9)Какие классы органических соединений вам известны? От чего зависит принадлежность вещества к тому или другому классу органических соединений?
10) В чем особенность протекания химических реакций в органической химии?
№3. Напишите в тетради сжатые структурные формулы всех изомеров с молекулярной формулой C4H9Br.
№4 Напишите полную структурную формулу для CH3OН. Укажите в молекуле смещение электронной плотности в ковалентных связях. Какой из атомов водорода может легче всех отрываться от молекулы?
№5 Перепишите в тетрадь формулы соединений. Определите по формуле, к какому классу органических соединений они относятся:
|
|
|
