Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Теория строения органических соединений. Типы связей в молекулах органических веществ

Теория к заданию 12 из ЕГЭ по химии

Теория строения органических соединений: гомология и изомерия (структурная и пространственная). Взаимное влияние атомов в молекулах

Теория химического строения органических соединений А. М. Бутлерова

Подобно тому, как для неорганической химии основой развития являются Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, для органической химии основополагающей стала теория строения органических соединений А. М. Бутлерова.

Основным постулатом теории Бутлерова является положение о химическом строении вещества, под которым понимается порядок, последовательность взаимного соединения атомов в молекулы, т.е. химическая связь.

Под химическим строением понимают порядок соединения атомов химических элементов в молекуле согласно их валентности.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Основные положения теории А. М. Бутлерова

Теория строения органических соединений является динамичным и развивающимся учением. По мере развития знаний о природе химической связи, о влиянии электронного строения молекул органических веществ стали пользоваться, кроме эмпирических и структурных, электронными формулами. В таких формулах указывают направление смещения электронных пар в молекуле.

Квантовая химия и химия строения органических соединений подтвердили учение о пространственном направлении химических связей (цис- и трансизомерия), изучили энергетические характеристики взаимных переходов у изомеров, позволили судить о взаимном влиянии атомов в молекулах различных веществ, создали предпосылки для прогнозирования видов изомерии и направления и механизма протекания химических реакций.

Органические вещества имеют ряд особенностей:

Изомерия и гомология органических веществ

Свойства органических веществ зависят не только от их состава, но и от порядка соединения атомов в молекуле.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Изомерия — это явление существования разных веществ — изомеров с одинаковым качественным и количественным составом, т.е. с одинаковой молекулярной формулой.

Различают два вида изомерии: структурную и пространственную (стереоизомерию). Структурные изомеры отличаются друг от друга порядком связи атомов в молекуле; стереоизомеры — расположением атомов в пространстве при одинаковом порядке связей между ними.

Выделяют следующие разновидности структурной изомерии: изомерию углеродного скелета, изомерию положения, изомерию различных классов органических соединений (межклассовую изомерию).

Структурная изомерия

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Изомерия положения обусловлена различным положением кратной связи, заместителя, функциональной группы при одинаковом углеродном скелете молекулы:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Изомерами являются углеводород, относящийся к алкинам, — бутин-1 и углеводород с двумя двойными связями в цепи бутадиен-1,3:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Изомеры этого типа содержат различные функциональные группы и относятся к разным классам веществ. Поэтому они отличаются по физическим и химическим свойствам значительно больше, чем изомеры углеродного скелета или изомеры положения.

Пространственная изомерия

Пространственная изомерия подразделяется на два вида: геометрическую и оптическую. Геометрическая изомерия характерна для соединений, содержащих двойные связи, и циклических соединений. Так как свободное вращение атомов вокруг двойной связи или в цикле невозможно, заместители могут располагаться либо по одну сторону плоскости двойной связи или цикла (цис-положение), либо по разные стороны (транс-положение). Обозначения цис- и транс- обычно относят к паре одинаковых заместителей:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Геометрические изомеры различаются по физическим и химическим свойствам.

Изучение оптической изомерии необходимо при рассмотрении многих реакций, протекающих в организме. Большинство этих реакций идет под действием ферментов — биологических катализаторов. Молекулы этих веществ должны подходить к молекулам соединений, на которые они действуют, как ключ к замку, следовательно, пространственное строение, взаимное расположение участков молекул и другие пространственные факторы имеют для течения этих реакций большое значение. Такие реакции называются стереоселективными.

Большинство природных соединений являются индивидуальными энантиомерами, и их биологическое действие резко отличается от свойств их оптических антиподов, полученных в лаборатории. Подобное различие в биологической активности имеет огромное значение, так как лежит в основе важнейшего свойства всех живых организмов — обмена веществ.

Типы связей в молекулах органических веществ. Гибридизация атомных орбиталей углерода. Радикал. Функциональная группа.

Типы связей в молекулах органических веществ.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Такой атом имеет четыре неспаренных электрона и может принимать участие в образовании четырех ковалентных связей.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Характеристики одинарных и кратных связей между атомами С.

МолекулаТип гибридизацииВалентный уголДлина связи, нмЭнергия связи, кДж/моль
$CH_3-CH_3$$sp^3$$109°5’$$0.154$$369$
$CH_2=CH_2$$sp^2$$120°$$0.134$$712$
$CH≡CH$$sp^3$$180°$$0.120$$962$

Радикал. Функциональная группа.

Одной из особенностей органических соединений является то, что в химических реакциях их молекулы обмениваются не отдельными атомами, а группами атомов. Если эта группа атомов состоит только из атомов углерода и водорода, то она называется углеводородным радикалом, если же она имеет атомы других элементов, то она называется функциональной группой. Так, например, метил ($СН_3$—) и этил ($С_2Н_5$—) являются углеводородными радикалами, а оксигруппа (—$ОН$), альдегидная группа (Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений), нитрогруппа (—$NO_2$) и т. д. являются функциональными группами спиртов, альдегидов и азотсодержащих соединений соответственно.

Как правило, функциональная группа определяет химические свойства органического соединения и поэтому является основой их классификации.

Источник

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРОЕНИИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.

В 1861 году А.М. Бутлеровым была предложена теория химического строения органических соединений, которая состоит из следующих основных положений.

Теория Бутлерова дает принципиальную возможность познания геометрии молекулы (микроскопических свойств) через познание химических свойств (макроскопических свойств). Основные положения теории строение сохраняют свое значение до сих пор.

Электронное строение органических соединений изображают с помощью электронных формул Льюиса. В них с помощью точек указывают положение всех валентных электронов: электронов химических связей и неподеленных пар электронов. При этом считают, что неподеленные пары электронов составляют часть внешней оболочки только одного атома, а электроны, участвующие в образовании ковалентной связи, являются частью внешней оболочки обоих атомов. Например, в приведенной ниже формуле Льюиса для тетрахлорметана все атомы имеют октет электронов.

Современные теории ковалентной связи основаны на представлениях квантовой механики. Согласно принципам квантовой механики состояние электрона в атоме определяется волновой функцией, которую называют атомной орбиталью. Образование химической связи между атомами рассматривается как результат взаимодействия двух орбиталей, на каждой из которых находится по одному электрону. При этом происходит образование молекулярных орбиталей (МО). Из двух атомных орбиталей образуются две молекулярные орбитали, одна из которых (связывающая) имеет более низкую энергию, а другая (разрыхляющая) – более высокую энергию, чем исходные АО.

Электроны связи занимают более низкую по энергии связывающую орбиталь, таким образом, взаимодействие орбиталей приводит к выигрышу в энергии.

В зависимости от типа комбинирующихся атомных орбиталей образуются разные типы МО. Определяющую роль в этом играют симметрия и узловые свойства орбиталей. Атомные s-орбитали имеют симметрию шара и не имеют узловых поверхностей, проходящих через центр атома. Атомные p-орбитали имеют цилиндрическую симметрию и три состояния px , py и pz. Каждая p-орбиталь имеет узловую плоскость, проходящую через центр атома и перпендикулярную соответственно оси x, y или z.

Узловая поверхность – это место, где вероятность нахождения электрона равна нулю, а волновая функция меняет знак. Чем больше узлов, тем выше энергия орбитали. Таким образом, p-орбиталь состоит из двух частей, в которых знаки волновых функций противоположны.

При рассмотрении электронного строения многоатомных молекул необходимо использовать такой набор орбиталей, при котором достигается их максимальное перекрывание. В связи с этим водится понятие гибридизации орбиталей. Атом углерода в возбужденном состоянии содержит четыре неспаренных электрона на внешнем энергетическом уровне и способен образовать четыре ковалентных связи.

В образовании связей участвуют гибридные орбитали.

Таблица 3.1. Зависимость структуры соединений от типа гибридизации углерода.

Источник

Основные положения органической химии

Органическая химия – это химия углеводородов и их производных.

Углеводороды (УВ) – это простейшие органические вещества, молекулы которых состоят из атомов только двух элементов: С и Н. Например: СН4, С2Н6, С6Н6 и т.д.

Производные УВ – это продукты замещения атомов «Н» в молекулах УВ на другие или группы атомов. Например:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Название «органическая химия» появилось в начале XIX в., когда было установлено, что углеродсодержащие вещества являются основой растительных и животных организмов.

До 20-х годов XIX в. многие ученые считали, что органические вещества нельзя получить в лаборатории из неорганических веществ, что они образуются только в живой природе при участии особой «жизненной силы». Учение о «жизненной силе» называется витализмом.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийА.М. Бутлеров

Это учение просуществовало недолго, потому что уже в начале и середине XIX в. были синтезированы многие органические вещества:

1828 г. – Велер синтезирует мочевину CO(NH2)2, которая является одним из продуктов, образующихся в организме;

1850-е гг. – Бертло синтезирует жиры;

1861 г. – Бутлеров синтезировал один из углеводов.

Сейчас известно более 10 млн органических веществ; многие из них не существуют в природе, а получены в лаборатории. Промышленный синтез различных органических веществ является одним из основных направлений химической промышленности.

Кроме С и Н, в состав многих органических веществ входят следующие элементы: O, N, S, P, Cl, Br и др.

Принципиального различия между органическими и неорганическими веществами нет. Однако типичные органические вещества имеют ряд свойств, которые отличают их от типичных неорганических веществ. Это объясняется различием в характере химической связи:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Основные положения теории химического строения органических соединений

Эту теорию разработал русский ученый А.М. Бутлеров (1858 – 1861).

I положение. Атомы в молекулах органических веществ соединяются друг с другом в определенной последовательности согласно их валентности.

Последовательность соединения атомов в молекуле называется химическим строением (структурой).

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

В органических соединениях атомы углерода могут соединяться друг с другом, образуя цепи (углеродный скелет). В зависимости от наличия тех или иных атомов углерода цепи бывают:

а) прямые (неразветвленные) – содержат два первичных атома углерода (крайние в цепи), остальные атомы – вторичные; например:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

б) разветвленные – содержат хотя бы один третичный или хотя бы один четвертичный атом углерода; например:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

в) замкнутые (циклы) – не содержат первичных атомов углерода; например:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

II положение. Свойства веществ зависят не только от состава, но и от строения их молекул.

Например, существуют 2 различных вещества, которые имеют одинаковый состав, выражаемый эмпирической формулой С2Н6О:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Изомеры – это вещества, которые имеют одинаковый состав, но разное строение молекул и различные свойства.

Изомерия – явление существования изомеров.

Изомеры имеют одинаковую эмпирическую формулу и разные структурные формулы. С увеличением числа атомов углерода в молекуле число изомеров резко возрастает; например:

Типы изомерии

1. Структурная изомерия

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

2. Пространственная изомерия (геометрическая изомерия, цис-транс-изомерия)

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Порядок соединения атомов в этих изомерах одинаковый, но расположение атомов в пространстве различно.

3. Межклассовая изомерия – изомерия веществ, принадлежащих к разным классам органических соединений:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

III положение. В молекулах органических веществ атомы и группы атомов влияют друг на друга. Это взаимное влияние определяет свойства веществ.

Рассмотрим, например, влияние ОН-группы на подвижность атомов «Н» в цикле бензола:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

В бензольном ядре замещается один атом водорода.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

При наличии группы – ОН в бензольном ядре замещаются три атома водорода.

С другой стороны, углеводородный радикал влияет на подвижность атома водорода в ОН-группе:

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Если группа – ОН связана с бензольным кольцом, атом водорода в ней является подвижным и может замещаться на атом металла при взаимодействии со щелочью.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Если группа – ОН связана с алкильным радикалом, подвижность атома водорода в ней невелика, и он не может замещаться на металл при действии щелочи.

Гомологический ряд. Гомологи

Гомологический ряд – это ряд органических соединений, в котором каждый следующий член ряда отличается от предыдущего на группу СН2. Сходные по химическим свойствам соединения, образующие гомологический ряд, называются гомологами. Группа СН2 называется гомологической разностью.

Состав всех членов гомологического ряда может быть выражен общей формулой.

Классификация органических веществ

Большинство органических соединений можно представить формулой: R – X, где R – углеводородный радикал; Х – функциональная группа.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Функциональные группы – это группы атомов, которые определяют наиболее характерные химические свойства органических соединений. Углеводородные радикалы – остатки УВ, связанные с функциональными группами.

1. Классификация органических веществ по строению углеводородного радикала (R)

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

2. Классификация органических веществ по функциональным группам (Х)

Источник

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Другим значимым аспектом теории А. М. Бутлерова стало утверждение, что химическое строение веществ можно установить опытным путём химическими методами и отразить в формуле.

отражены в следующем:

1. Атомы в молекулах соединены друг с другом в определённой последовательности согласно их валентности.

2. Свойства веществ зависят от вида и количества атомов, входящих в состав молекулы, а также от химического строения. Химическое строение определяет взаимное влияние атомов в молекуле.

3. Химическое строение молекулы может быть установлено в результате изучения свойств вещества.

Структуры органических соединений отображаются химическими формулами, в которых показан порядок соединения атомов в молекулах. Такие формулы называют формулами химического строения или структурными формулами.

Структурные формулы отображают только последовательность соединения атомов, но не расположение их в пространстве.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Каждая структурная формула отображает строение одной и той же молекулы пропана, т. к. последовательность соединения атомов в данном случае не изменяется.

Структурные формулы веществ обычно изображают в сокращённом виде `»CH»_3-«CH»_2-«CH»_3`. В сокращённых формулах чёрточки показывают связь атомов углерода друг с другом, но не показывают связи между атомами углерода и водорода. Начиная с бутана возможен различный порядок соединения атомов при одном и том же составе молекулы, т. е. в бутане атомы углерода могут располагаться в виде линейной и разветвлённой цепей.

`»C»-«C»-«C»-«C»` Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

В первом случае каждый атом углерода соединён с одним (если он концевой) или с двумя (если он находится внутри цепи) соседними атомами углерода; во втором случае – появляется атом углерода, соединённый с тремя соседними атомами углерода. Различному порядку связывания атомов при одном и том же качественном и количественном составе молекулы должны соответствовать разные вещества.

Бутан линейного строения и изобутан различаются температурами кипения.

`»CH»_3-«CH»_2-«CH»_2-«CH»_3`Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений
бутан (т. кип. `-0,5^@»C»`)изобутан (т. кип. `-11,7^@»C»`)

называют вещества, которые имеют одинаковый состав молекулы, но различное химическое строение.

С увеличением числа атомов углерода в молекуле число возможных изомеров резко возрастает. Различия в химическом строении являются причиной проявления изомерами различных физико-химических свойств.

Теория А. М. Бутлерова завоевала признание. Значение теории химического строения А. М. Бутлерова можно сравнить с Периодическим законом и Периодической системой химических элементов Д. И. Менделеева.

Общую пару электронов иногда обозначают чёрточкой, которая и символизирует внутримолекулярную химическую связь:

Источник

Предмет органической химии. ТСОС А. М. Бутлерова

Урок 29. Химия 9 класс ФГОС

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Конспект урока «Предмет органической химии. ТСОС А. М. Бутлерова»

Предмет органической химии. Теория строения органических соединений Бутлерова

С древних времён люди стали использовать вещества животного и растительного происхождения. Эти вещества необходимы для приготовления пищи, изготовления одежды. Позже они стали использовать их для получения лекарств и красителей, парфюмерных средств. Человек давно знаком с такими продуктами растительного и животного происхожения, как сахар, крахмал, уксусная кислота, натуральный каучук, жиры, эфирные масла, красящие и опьяняющие вещества. Из жира получали мыло, из растений – лекарства и дезодоранты.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Более трех тыс. лет назад использовали такой краситель, как пурпур, который продуцирует хищная улитка – мурэкс. Согласно одной легенде, первыми открыли пурпур финикийцы, когда собака царя Фолникса на берегу моря разгрызла раковину мурэкса и её морда окрасилась в пурпурно-красный цвет. Такие пурпурные одежды в древних странах носили только цари.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийЧто понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийЧто понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийЧто понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Представьте, когда Александр Македонский в IV веке до нашей эры разгромил персидские войска, он нашёл там в царской сокровищнице десять тонн пурпура, а для получения одного грамма пурпура нужно десять тысяч улиток.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Все вещества, которые использовал человек, были получены из продуктов жизнедеятельности животных и растительных организмов, поэтому их стали называть «органическими веществами», а раздел химии, который изучает их, стали называть «органической химией».

Ещё в начале XIX века под органическими соединениями понимали вещества, которые могут создаваться только живыми организмами. Многие химики того времени считали, что органические вещества не могут быть получены в лаборатории, а образуются только в живых организмах с помощью «жизненной силы». Эта теория получила название виталистической. Ошибочность этой теории подтвердил в 1828 году Вёлер, синтезировав органическое вещество – мочевину – из неорганических веществ.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийЧто понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Органическая химия выделилась в самостоятельную науку в XIX веке, этому способствовало открытие и исследование большого числа органических соединений. Так, в 1807 г известный шведский химик Берцэлиус впервые ввёл понятия «органическая химия» и «органические вещества».

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Органическая химия – это раздел химии, изучающий органические соединения и их превращения.

На сегодняшний день известно около двадцать семь миллионов органических соединений. С каждым годом количество органических веществ увеличивается, потому что их стали получать искусственным путём – в результате химических процессов.

Органические вещества мы встречаем повсюду. Например, для повышения урожайности селькохозяйственных культур и защиты растений используют химические вещества, которые являются органическими, лекаственные препараты и витамины тоже органические соединения. Вещества, которые получают в результате химических превращений являются синтетическими. Это и упомянутые лекарства и витамины, различные виды топлива, моющие средства, корпуса радиоаппаратуры, детские игрушки, одежда.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийЧто понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийЧто понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

В последние годы большое внимание стали уделять последствиям неправильного использования химических веществ. Например, синтетический пестицид – ДДТ, который использовали для борьбы с малярией и вредителя сельскохозяйственных культур, при частом применении вызывает токсичность у рыб и птиц. Поэтому это соединение запрещено в ряде стран.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийЧто понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийЧто понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Все органические вещества имеют в своём составе атомы углерода. Поэтому органическую химию часто называют химией соединений углерода. Кроме углерода в состав органических соединений входят атомы водорода, а также могут содержаться атомы кислорода, азота, серы и другие.

Лимонная кислота, уксусная кислота, растительное и сливочное масло, крахмал, целлюлоза – все они содержат атомы углерода, водорода и кислорода.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Органических веществ гораздо больше, чем неорганических (несколько сот тысяч), они имеют более сложное строение, чем неорганические, по сравнению с неорганическими веществами у органических веществ очень большая молярная масса. Это, например, те вещества, благодаря которым происходят жизненные процессы: белки, жиры, углеводы, ферменты, нуклеиновые кислоты.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Источником образования многих природных органических соединений является глюкоза, которая образуется в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды. В результате биохимических превращений глюкоза превращается в крахмал, целлюлозу и другие вещества, которые относятся к природным органическим соединениям.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Органические соединения классифицируют на:

· кислородсодержащие органические соединения

· азотсодержащие органические соединения

Углеводороды содержат атомы углерода и водорода, кислородсодержащие содержат помимо этих атомов ещё и атомы кислорода, а азотсодержащие – атомы азота. Особую группу составлют высокомолекулярные соединения, имеющие огромную относительную молекулярную массу.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Важнейшей особенностью атомов углерода является способность образовывать устойчивые химические связи друг с другом. Атомы углерода могут связываться в цепи различной величины или циклы различной величины.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийЧто понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Подавляющее большинство органических соединений имеют в твёрдом виде молекулярную кристаллическую решётку, в которой молекулы связаны между собой слабыми силами межмолекулярного взаимодействия. Поэтому большинство органических соединений имеют сравнительно невысокие температуры кипения и плавления.

В молекулах углеводородов присутствуют преимущественно ковалентные связи, но связи С–Н обладают малой полярностью из-за небольшой разницы в электроотрицательности. По этой причине молекулы углеводородов практически нерастворимы в полярных растворителях.

Так как в состав органических соединений обязательно входят атомы углерода и водорода, то при сгорании этих соединений образуется углекислый газ и вода.

Для получения органических веществ используют такое сырьё, как нефть, природный газ, каменный уголь, древесину.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Основополагающей теорией для органической химии стала теория строения органических соединений Бутлерова.

Александр Михайлович Бутлеров – русский химик и академик Петербургской академии наук. Он изучил и предсказал изомерию многих органических соединений, а также синтезировал многие вещества.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Основным из положений этой теории считается положение о химическом строении вещества, то есть порядок и последовательность взаимного соединения атомов в молекулу. Для описания химического строения используют такое понятие, как валентность. Так, в органических соединениях валентность водорода равна I, а углерод – IV.

Таким образом первое положение теории Бутлерова это:

Под химическим строением понимается последовательность соединения атомов в молекуле согласно их валентности. То есть атомы в молекулах соединены в определённой последовательности согласно их валентностям.

Этот порядок соединения отображается в виде структурных формул, в которых валентности атомов обозначаются чёрточкой. Если валентность равна I, значит этот атом в формуле соединён с другим атомом при помощи одной чёрточки. Таким образом, для молекулы метана – СН4 – структурная формула метана показывает, что атом углерода четырёх валентен, так как соединён с четырьмя другими атомами. А атом водорода одновалентен, так как соединён только с одним другим атомом – углеродом.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Например, вам необходимо составить структурную формулу для молекулы С3Н8. Для этого следует помнить, что углерод четырёхвалентен, то есть может соединяться с четырьмя другими атомами, а водород одновалентен и может соединяться только с одним атомом. Записываем цепочку из атомов углерода. Мы знаем, что валентность углерода равна IV, поэтому каждый атом углерода может соединиться с четырьмя другими атомами. Получается, что первый атом углерода соединён с одним атомом углерода, поэтому остальные три связи он образует с тремя атомами водорода. Второй атом углерода уже соединён с двумя соседними атомами углерода, остальные две связи он образует с двумя атомами водорода. Последний – третий — атом углерода соединён только с одним атомом углерода, значит он будет связан с тремя атомами водорода. Таким образом, мы получили структурную формулу, которая отражает последовательность соединения атомов в молекуле. Эту структурную формулу можно записать иначе. Например, атом углерода и три атома водорода – СН3, затем один атом углерода и два атома водорода, поэтому следует записать СН2, и последний атом углерода и три атома водорода образует СН3. Получаем сокращённую структурную формулу: СН3— СН2— СН3. Таким образом, С3Н8 – это молекулярная формула, она отражает только количественный и качественный состав, но не порядок соединения атомов в молекуле.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Поэтому, при написании структурных формул органических соединений вначале записывают символы атомов углерода, связывая их между собой, затем, учитывая четырёхвалентность атома углерода, записывают символы других атомов.

Пространственное строение молекул удобно представлять в виде модэлий, выполненных из полимерных или других материалов. Модели молекул бывают шаростержневые и масштабные (полусферические). В шаростержневых моделях атомы изображаются в виде шариков разных размеров и цвета, а валентные связи – в виде трубок или стержней из пластмассы или металла. В масштабных моделях атом изображается в виде сферы с размерами, пропорциональными их радиусу.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Второе положение теории Бутлерова свидетельствует о том, что каждое вещество имеет определённое химическое строение. То есть по свойствам данного вещества можно определить его строение, а зная строение, можно предугадать его свойства.

Аналогично и в музыке: музыкант, увидев нотную запись, может предвидеть, как это звучит, и наоборот, слыша музыку, перенести её в ноты.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийЧто понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединенийЧто понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Третье положение говорит о том, что свойства веществ зависят от их строения. Разный порядок связывания атомов в молекулах приводит к различному химическому строению, а значит, и к различным свойствам.

Например, нормальный бутан и изобутан имеют одну молекулярную формулу – С4Н10, но разную последовательность связей.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Руководствуясь этим принципом можно синтезировать вещества с нужными свойствами, задавая им определённое строение. В настоящее время синтезируются множество разнообразных веществ с нужными свойствами: синтетические каучуки и волокна, пластмассы и красители, средства борьбы с сельскохозяйственными вредителями, синтетические витамины, гормоны, лекарства.

Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Смотреть картинку Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Картинка про Что понимается под химическим строением молекул органических соединений. Фото Что понимается под химическим строением молекул органических соединений

Теория Бутлерова явилась научным фундаментом органической химии и способствовала быстрому ее развитию. Она объяснила неясности и противоречия в знаниях об окружающем мире, обобщила достижения в области химии, представила качественно новый подход к пониманию строения и свойств веществ, указала направления и возможные пути получения новых веществ.

Таким образом, раздел химии, который изучает органические соединения и их превращения, называют органической химией. Органических веществ гораздо больше, чем неорганических. Органические соединения мы встречаем повсюду. Подавляющее большинство органических соединений имеют ковалентные связи, а в твёрдом состоянии – молекулярную кристаллическую решётку. Молекулы органических соединений могут изображаться различными способами, однако их химическое строение выражают структурные формулы. Атомы в молекулах соединяются между собой в определённом порядке в соответствии с их валентностью. Свойства веществ зависят не только от того, атомы каких элементов входят в состав молекул, но и от порядка соединения атомов в молекулах. Теория А.М. Бутлерова стала фундаментом развития органической химии.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *