Лекція № 7

Література.

План.

Лекція № 6

Тема:Вступ до органічної хімії. Основи теорії хімічної будови, органічних сполук О.М.Бутлерова.

Мета: Вивчити будову органічних сполук. Розглянути властивості та взаємозв’язок будови речовин.

1. Предмет і значення органічної хімії.

2. Теорія хімічної будови органічних сполук.

3. Хімічна будова органічних сполук.

4. Взаємозв’язок будови і властивості речовин.

1. Хомченко І.Г., Загальна хімія., К.: Вища школа, 1993. С.262 – 269.

Хімія сполук вуглецю називається органічною хімією. Так визначив предмет органічної хімії великий російський хімік О.М.Бутлеров. Проте не всі сполуки вуглецю належать до органічних. Такі найпростіші речовини, як оксид вуглецю (ІІ) CO, оксид вуглецю (IV) , вугільна кислота та її солі, наприклад , належать до неорганічних речовин.

До складу органічних речовин крім вуглецю можуть входити і інші елементи найчастіше – це водень, галогени, кисень, азот, сірка та фосфор. Існують також органічні сполуки, що містять інші елементи, в тому числі метали.

Спочатку об’єктом вивчення органічної хімії були лише речовини, виділені з рослинних або тваринних організмів. У 1828 р. німецький хімік Ф.Велер вперше добув штучно (синтезував) органічну сполуку – сечовину. З цього часу почався бурхливий розвиток органічного синтезу: добуто велику кількість сполук, які не зустрічаються у природі. Предметом вивчення сучасної органічної хімії є всі органічні речовини як природні, так і синтетичні.

Органічна хімія має велике наукове і практичне значення. Вона сприяє розвитку суміжних галузей науки – біології, медицини, біохімії, агрохімії тощо.

Сучасна хімічна промисловість виробляє важливі для народного господарства продукти – органічні речовини: пластмаси, волокна, каучук, гуму, смоли, бензин, мастила, спирти, розчинники, клеї, фарби тощо. Органічну сировину використовують численні галузі промисловості: нафтохімічна і нафтопереробна, фармацевтична, лісохімічна, харчова.

Велике значення має органічна хімія для сільського господарства. Органічні добрива, засоби боротьби з шкідниками рослин, засоби, що прискорюють або сповільнюють ріст рослин і розвиток плодів, - все це органічні речовини.

Велику роль у розвитку органічної хімії відіграла теорія хімічної будови органічних сполук, засновником якої був великий російський хімік-органік О.М.Бутлеров. Розглянемо основні положення цієї теорії.

До робіт О.М.Бутлерова не приділялося достатньо уваги уявленням про розміщення атомів у молекулах, хоча атомно-молекулярне вчення вже утвердилося в хімії. О.М.Бутлеров ввів поняття про хімічну будов – чітко визначений порядок розміщення атомів у молекулі. В основу теорії будови було покладено валентність елементів – важливу властивість атомів, яка характеризує їхню здатність до утворення хімічних зв’язків. Згідно з теорією Бутлерова в молекулах речовин атоми сполучені один з одним у певній послідовності відповідно до їхньої валентності, тобто молекули мають точну хімічну будову.

О.М.Бутлеров припускав, що вуглець в органічних сполуках чотирьохвалентний, тобто може бути сполучений з чотирма іншими одновалентними атомами. При цьому атоми вуглецю можуть сполучатися один з одним і з атомами різних елементів. Дослідження будови атомів і природи хімічного зв’язку підтвердили ці припущення. Згідно з сучасними електронними уявленнями хімічний ковалентний зв’язок виникає за рахунок неспарених електронів атома. Так, атом вуглецю при утворенні органічної сполуки переходить з основного електронного стану в збуджений.

Чотири орбіті лі атома вуглецю, що містять неспарені електрони, дають змогу атому утворити чотири ковалентних зв’язки, тобто бути чотирьохвалентними у сполуках.

Хімічну будову молекул органічних речовин записують за допомогою структурних формул, у яких зазначають усі їх і хімічні зв’язки між атомами, зв’язок зображають рискою. Згідно з електронною теорією одна риска в структурних формулах означає електронну пару, що сполучає атоми.

Структурні формули сполук можна зображати у спрощеній формі, вказуючи тільки зв’язки між атомами вуглецю. Наприклад, формули етану, етилену і пропану можна записати так: ; ; .

Такий запис широко використовується в органічній хімії.

До створення теорії хімічної будови вважалось, що властивості сполук визначаються тільки їх складом. Це багато в чому правильне положення не могло пояснити явища ізомерії – прояву різних властивостей речовин, що мають однаковий склад. Такі речовини дістали назву ізомерів. Наприклад, складу відповідають дві органічні сполуки – етиловий спирт (етанол) і дим етиловий ефір, які відрізняються за хімічними і фізичними властивостями. Наприклад, етанол реагує з натрієм (при цьому виділяється водень), має температуру кипіння 78 ; дим етиловий ефір з натрієм не реагує, кипить при температурі - 24 .

О.М.Бутлеров показав, що властивості речовини залежать від хімічної будови молекул. Отже, теорія О.М.Бутлерова пояснює явище ізомерії різним розміщенням атомів у молекулах. У прикладі з речовинами складу відмінність у їхніх властивостях зумовлено тим, що етиловий спирт і дим етиловий ефір мають різну хімічну будову:

На підставі своєї теорії О.М.Бутлеров висловив припущення про існування деяких речовин. Так, він передбачив, що складу мусять відповідати дві речовини: нормальний бутан і ізобутан. Дійсно, ним був синтезований ізобутан, що підтвердило правильність теоретичних припущень.

Атоми в молекулах впливають один на одного, при цьому найбільш сильний взаємний вплив виявляється у сполучених безпосередньо атомів. Наприклад, до складу молекули етилового спирту входять шість атомів водню, проте лише один з них має досить високу рухливість і може бути замішаний на метал:

Рухливість одного атома водню пояснюється впливом сполученого з ним атома кисню. Цей атом кисню впливає і на найближчі атоми вуглецю. Наприклад, якщо окислювати дану речовину, то зміни відбуваються лише з атомом вуглецю, який сполучений з киснем:

Основні положення теорії хімічної будови:

1) атоми в молекулах сполучені у певній послідовності , тобто молекули мають певну хімічну будову;

2) будова молекул зумовлена електронною будовою атомів, що входять до складу молекул;

3) властивості речовини визначаються хімічною будовою молекул та їхнім складом;

4) атоми в молекулах чинять взаємний вплив один на одного, тобто реакційна здатність атомів залежить від того, з якими атомами вони сполучені в молекулі.

Тема: Вуглеводні. Класифікація вуглеводнів, електронна будова атому вуглецю. Алкани. Циклоалкани.

Мета: Вивчити класифікацію вуглеводнів, електронну будову атому вуглецю. Вивчити ізомерію, фізичні та хімічні властивості алканів та циклоалканів. Знати гомологічний ряд, номенклатуру алканів та циклоалканів. Вивчити хімічні властивості та способи добування алканів та циклоалканів.

План:

1. Класифікація вуглеводнів.

2. Електронна будова атому вуглецю.

3. Гомологічний ряд алканів та циклоалканів.

4. Хімічні та фізичні властивості.

5. Номенклатура та ізомерія.

6. Добування алканів та циклоадканів.

7. Хімічні та фізичні властивості алканів.

8. Добувань алканів.

9. Застосування алканів.

10. Хімічні та фізичні властивості циклоалканів.

11. Добування та застосування циклоалканів.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Лекція № 5	\|	Алкани.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.