Классификация органических веществ

1. Учебные цели:
сформировать знания о теория строения органических соединений, углеродном скелете, радикале, функциональной группе, гомологах и гомологических рядах, основных классах органических соединений. Сформировать умения определять принадлежность веществ к различным классам органических соединений.
2. Развивающие цели:
развивать логическое мышление, внимание, память, умение осуществлять самостоятельный поиск информации в различных источниках, организовывать собственную деятельность, необходимую для выполнения профессиональных задач; развивать навыки познавательной деятельности, способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания; владение навыками познавательной рефлексии как осознания совершаемых действий и мыслительных процессов, их результатов и оснований, границ своего знания и незнания, новых познавательных задач и средств их достижения.
3. Воспитательные цели:
- формирование готовности и способности к образованию, в том числе самообразованию, на протяжении всей жизни; сознательного отношения к непрерывному образованию как условию успешной профессиональной и общественной деятельности; самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать деятельность.

Органическая химия
Это химия углеводородов и их производных.

Особенности органических веществ
Известно большое количество органических веществ, около 27 миллионов.
В состав органических веществ входят углерод и водород, они горючие и при горении образуют углекислый газ и воду.
Органические вещества имеют сложное строение и большую молекулярную массу.

Особенности органических веществ
Органические вещества можно расположить в ряды сходные по составу, строению и свойствам – гомологические ряды.
Гомологический ряд – это ряд веществ, сходных по строению и химическим свойствам, расположенных в порядке возрастания относительных молекулярных масс, отличающихся друг от друга на одну или несколько групп СН2.

Особенности органических веществ
Для органических веществ характерно явление изомерии.
Изомерия – это явление существования веществ различного строения, но одинакового качественного и количественного состава.
Тип химической связи в органических веществах – ковалентная, они имеют молекулярную кристаллическую решётку, легкоплавкие, летучие.

Теория химического строения органических соединений
Объяснить строение органических соединений смог А. М. Бутлеров
Теорию химического строения органических веществ Бутлеров изложил в 1861 году на съезде немецких естествоиспытателей и врачей.

Предпосылки создания теории химического строения органических соединений
1) Накопление большого количества разрозненных фактов об органических веществах и их свойствах.
2) Наличие противоречий в органической химии.
3) Работы предшественников Бутлерова и результаты его собственных работ.
4) Личностные качества Бутлерова, талантливого учёного и исследователя.

Основные положения теории Бутлерова
Атомы в молекулу соединяются в определённом порядке согласно их валентности.
Углерод в органических соединениях четырёхвалентен. Атомы углерода, соединяясь друг с другом образуют линейные, разветвлённые и циклические цепи.
С-С-С-С С-С-С-С-С С - С
ǀ ǀ ǀ ǀ
С С С - С

Основные положения теории Бутлерова
Каждому органическому веществу соответствует своя структурная формула – полная или сокращённая.
Например, пропан
имеет структурные
формулы

Основные положения теории Бутлерова
Свойства веществ зависят не только от их состава, но и от их строения – порядка расположения атомов в молекуле.
Различие в свойствах веществ при одинаковом их качественном и количественном составе обусловлено явлением изомерии.

Основные положения теории Бутлерова
Атомы в молекуле оказывают друг на друга влияние, как непосредственное, так и через другие атомы.

Значение теории Бутлерова
1) Теория объяснила противоречие в знаниях об окружающем мире.
2) Обобщила достижения в области химии и представила новый подход к пониманию строения и свойств веществ.
3) Указала направления и возможные пути получения лекарств, красителей, полимеров и пластмасс с заданными свойствами.

Если цепь углеродных атомов не замкнута (открыта), вещество относится к группе ациклических соединений.
Соответственно наличие замкнутой цепочки атомов позволяет назвать вещество циклическим.

Атомы углерода в цепочке могут быть связаны как простыми (одинарными), так и двойными, тройными (кратными) связями.
Если в молекуле есть хотя бы одна кратная углерод-углеродная связь, оно называется
непредельным или ненасыщенным.
Если кратные связи в молекуле отсутствуют, вещество называется предельным (насыщенным).

Если замкнутую цепочку циклического вещества составляют только атомы углерода, его называют карбоциклическим.
Однако вместо одного или нескольких атомов углерода в цикле могут оказаться атомы других элементов, например азота, кислорода, серы — их называют гетероатомами. В этом случае соединение называют гетероциклическим.

Классификация углеводородов

Основные классы углеводородов
Алканы – ациклические углеводороды, в которых атомы связаны только одинарными связями.
Бутан 2-метилбутан

Алкены – ациклические углеводороды, в молекулах которых имеется одна двойная углерод-углеродная связь.
Простейшим алкеном является этилен, имеющий формулу СН2=СН2. Принадлежность углеводородов к классу алкенов отражается в их названии с помощью суффикса -ен.

Алкадиены – ациклические углеводороды, в молекулах которых имеются две двойные углерод-углеродные связи.
пропандиен

Алкины – ациклические углеводороды, в молекулах которых имеется одна тройная связь.
Наличие тройной связи в молекуле отражается суффиксом -ин в названии вещества. Простейшим алкином является этин СН≡СН, называемый также ацетиленом.

Галогенпроизводные углеводородов – органические вещества, содержащие помимо атомов углерода и водорода атомы галогенов.
Функциональная группа – это группа атомов, определяющая принадлежность вещества к какому-либо классу соединений и определяющая свойства вещества.
Гидроксильная группа (—ОН) является функциональной группой одного из важнейших классов органических соединений — спиртов.

Простые эфиры можно рассматривать как продукты замещения атома водорода в гидроксильной группе спиртов на углеводородный радикал.
Карбонильная группа входит в состав соединений двух классов:
альдегидов и кетонов
Карбоксильная группа входит в состав карбоновых кислот.

Некоторые классы органических соединений содержат в своём составе атом азота.
Например, наличие в молекуле нитрогруппы —NO2 позволяет отнести вещество к классу нитросоединений.
Если в состав молекулы аммиака вместо атомов азота ввести органические заместители — радикалы, получаются соединения, называемые аминами:

К какому классу относятся следующие соединения:

Задание
Вычислите массовые доли элементов (в %) в соединениях:
С3Н8
С2Н5ОН