Предмет органической химии

Предмет органической химии

Органическая химия – это химия углеводородов и их производных.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

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:

Предмет органической химии

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.

Предмет органической химииА.М. Бутлеров

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Идеальный газ. параметры состояния газа

Оценим за полчаса!
  • 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:

Предмет органической химии

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).

Предмет органической химии

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:

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

Предмет органической химии

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

Предмет органической химии

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:

Предмет органической химии

  1. Изомеры – это вещества, которые имеют одинаковый состав, но разное строение молекул и различные свойства.
  2. Изомерия – явление существования изомеров.
  3. Изомеры имеют одинаковую эмпирическую формулу и разные структурные формулы. С увеличением числа атомов углерода в молекуле число изомеров резко возрастает; например:
  4. С4Н10 – 2 изомера,
  5. С10Н22 – 75 изомеров.
  6. Типы изомерии
  7. 1. Структурная изомерия

Предмет органической химии

  • 2. Пространственная изомерия (геометрическая изомерия, цис-транс-изомерия)
  • Порядок соединения атомов в этих изомерах одинаковый, но расположение атомов в пространстве различно.
  • 3. Межклассовая изомерия – изомерия веществ, принадлежащих к разным классам органических соединений:

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

  1. Рассмотрим, например, влияние ОН-группы на подвижность атомов «Н» в цикле бензола:
  2. В бензольном ядре замещается один атом водорода.
  3. При наличии группы – ОН в бензольном ядре замещаются три атома водорода.
  4. С другой стороны, углеводородный радикал влияет на подвижность атома водорода в ОН-группе:
  5. Если группа – ОН связана с бензольным кольцом, атом водорода в ней является подвижным и может замещаться на атом металла при взаимодействии со щелочью.
  6. 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.

Например: СН4, С2Н6, С3Н8, С4Н10 …CnH2n+2.

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.

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)
  • 2. Классификация органических веществ по функциональным группам (Х)

                                  Типы органических реакций

1. Реакции присоединения

2. Реакции замещения

3. Реакции отщепления

4. Реакции разложения

5. Реакции изомеризации

6. Реакции окисления

Источник: https://al-himik.ru/osnovnye-polozhenija-organicheskoj-himii/

Органические вещества — урок. Химия, 8–9 класс

Все известные вещества можно разделить на две группы: органические и неорганические (минеральные).

Органические вещества — соединения углерода.

Исключения: оксиды углерода, угольная кислота и её соли (относятся к неорганическим).

Все органические соединения обязательно содержат углерод и водород. В их состав могут входить атомы кислорода, азота, галогенов, серы.

Органические вещества составляют основную часть всех живых организмов. Белки, жиры, углеводы являются органическими соединениями.

Природный газ, нефть, каменный уголь, торф также состоят из органических веществ.

Примеры природных органических веществ, которые использует человек: сахар, крахмал, уксусная кислота, каучук, жиры, древесина.

 Предмет органической химииПредмет органической химии

Мы используем огромное количество синтетических органических веществ, которые в природе никогда не существовали (полиэтилен, капрон, лавсан и многие другие).

Предмет органической химии

В быту мы постоянно применяем моющие средства, лекарства, косметику.

Предмет органической химии

Машины не могут передвигаться без резиновых  шин.

Предмет органической химии

Наша одежда состоит из волокон, которые тоже представляют собой органические соединения.

  • имеют молекулярное строение;
  • легкоплавкие и летучие;
  • разлагаются при нагревании с образованием угля;
  • горят на воздухе и образуют при этом углекислый газ и воду.

Предмет органической химии

Плавление и горение парафина

Источники:

Габриелян О. С. Химия. 9 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2011. — 193 с.

Источник: https://www.yaklass.ru/p/himija/89-klass/organicheskie-veshchestva-102302/sostav-i-stroenie-organicheskikh-veshchestv-102303/re-d27df276-437c-4142-9b8b-ef5195d439ba

Предмет органической химии. ТХСОС А. М. Бутлерова

Органические вещества были известны ещё в далёкой древности. С давних пор человек применял экстракты из растений для лечения болезней, а природные красители – для окраски тканей. Из жира получали мыло, а способы приготовления уксуса и спиртных напитков знали во всех древних странах.

Период до 8 века называют алхимическим: алхимики искали некий философский камень, способный превращать любые металлы в золото (алхимия) или излечивать все болезни (ятрохимия).

На протяжении 9 – 10 вв. арабский алхимик Абу Бакр ар-Рази сделал попытку разделить все химические вещества по их происхождению на три группы: минеральные, растительные и животные. Эта классификация существовала почти 1000 лет.  Но  в начале 19 века возникла необходимость объединить химию веществ растительного и животного происхождения в единую науку.

Например, вам уже известно, что в состав растительной и животной клетки входят белки, жиры, углеводы и другие вещества, которые называют органическими. Й. Я. Берцелиус предложил называть науку, которая изучает органические вещества органической химией.

Долгое время господствовало учение о витализме, согласно которому считалось, что для получения органических веществ из неорганических необходима  особая «жизненная сила» − vis vitalis. Поэтому получить органические соединения из неорганических вне живых организмах невозможно.

   Однако в результате развития химии и накопления новых знаний и фактов доказано, что виталисты глубоко заблуждались в своих убеждениях. В 1828 году немецкий химик Ф. Вёлер синтезировал органическое вещество мочевину из неорганического вещества – цианата аммония. Французский учёный М. Бертло в 1854 году получил в пробирке жир, а в 1861 году русский химик А. М.

Бутлеров синтезировал сахаристое вещество. Поэтому виталистическая теория рухнула.

Предмет органической химии

В настоящее время органическая химия бурно развивается. Сейчас насчитывается более 25 млн. органических соединений.

Все органические соединения по происхождению можно условно разделить на три типа: природные, искусственные и синтетические.

Природные органические соединения – это продукты жизнедеятельности живых организмов (бактерий, грибов, растений и животных). Это такие соединения, как белки, жиры, углеводы, витамины, гормоны, ферменты, натуральный каучук.

Искусственные органические соединения – это продукты, которые получены на основе природных веществ, но сами в природе не встречаются. Например, на основе природного органического соединения – целлюлозы – получают искусственные волокна – ацетатное, вискозное, медно-аммиачное, бездымный порох, пластмассы и другие.

Синтетические органические соединения получают синтетическим путём с помощью химических превращений. К ним относятся синтетические каучуки, пластмассы, лекарственные препараты, синтетические витамины, стимуляторы роста, средства защиты растений и другие.

В состав всех органических веществ входят атомы углерода, поэтому органическую химию можно назвать химией соединений углерода. Кроме углерода, в состав органических соединений входят атомы водорода. Эти два элемента образуют такой класс органических соединений, как углеводороды. А все остальные классы органических соединений можно рассматривать как производные углеводородов.

Это позволило немецкому химику К. Шорлеммеру дать определение понятию «органическая химия».

Органическая химия – эта химия углеводородов и их производных, то есть продуктов, образующихся при замене водорода в молекулах этих веществ, другими атомами или группами атомов.  

Так, при замене одного атома водорода в молекуле метана – СН4 на гидроксильную группу – ОН, образуется спирт метанол – СН3ОН.

В состав органических соединений могут входить и атомы кислорода, серы, азота, фосфора. Эти элементы называются органогенами, то есть из этих атомов образованы молекулы органических веществ и они составляют основу жизни, потому что входят в состав белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот.

Предмет органической химии

Для того чтобы изучить состав, строение и свойства органического вещества, нужно синтезировать и получить его в чистом виде. Но органические соединения содержатся в виде смесей с другими веществами, поэтому существуют специальные методы, позволяющие получить чистые вещества. Это перегонка, перекристаллизация и хроматография.

Читайте также:  Дифференциал функции: основные понятия и определения

После того, как получено чистое вещество определяют его качественный состав. Для этого органическое вещество при нагревании окисляют оксидом меди (II) до углекислого газа и воды.

Выделяющаяся при этом вода обнаруживается по превращению безводного сульфата меди (II) в кристаллогидрат CuSO4 · 5H2O голубого цвета, а образующийся углекислый газ – по помутнению известковой воды.

  • C2H6 + 7CuO →2CO2↑ + 3H2O + 7Cu
  • 5H2O + CuSO4 → CuSO4 · 5H2O
  • CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O

Затем определяют количественный состав соединения, то есть молекулярную формулу.

В настоящее время качественный и количественный состав органических соединений устанавливают с помощью приборов хромато-масс-спектрометров.

После установления качественного и количественного состава устанавливают химическое строение вещества. Для этого применяют физический метод исследования – протонный магнитный резонанс (ПМР).

Предмет органической химии

 Предметом органической химии являются органические вещества, их строение и свойства, химические реакции, методы изучения и получения, а также возможные области практического применения этих веществ.

Без органической химии и химической технологии человечество уже не может существовать.

Но развитие и использование продуктов органической химии имеет и обратную сторону: происходит загрязнение окружающей среды твёрдыми, жидкими и газообразными отходами органического происхождения, химия создаёт и средства для очистки окружающей среды от производственных загрязнений и бытовых отходов. Например, ранее производимый синтетический пестицид ДДТ – химически устойчивое соединение, не разлагается микроорганизмами, при частом применении создаёт остаточную токсичность у рыб и птиц, препятствует их размножению. В настоящее время использование соединения запрещено в большинстве стран. Фторхлоруглеводороды (фреоны), как CF2Cl2 способствуют разрушению озонового слоя атмосферы. По этой причине фреоны заменяются на менее опасные летучие насыщенные углеводороды.

Таким образом, молекулы всех органических соединений содержат атомы углерода, практически все содержат атомы водорода, поэтому органические вещества являются горючими, при горении этих веществ образуется углекислый газ и вода.

Органических веществ гораздо больше, чем неорганических. Кроме этого, органические вещества построены более сложно, чем неорганические вещества, их молекулярная масса гораздо больше, чем молекулярная масса неорганических веществ. Это такие вещества, как белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, молекулярная масса которых огромна.

Органические соединения образованы за счёт ковалентных связей и поэтому имеют молекулярное строение, у них невысокие температуры плавления и кипения, они термически неустойчивы. Органические вещества плохо растворяются в воде, но хорошо – в неполярных неводных растворителях – бензине, бензоле и других.

Одной из причин многообразия органических соединений является способность атомов углерода химически связываться друг с другом, образуя углеродные цепи разной длины и структуры. В составе органических соединений может содержаться большое число атомов углерода – несколько сотен тысяч.

В первой половине 19 века с ростом числа экспериментальных исследований начался процесс преобразования органической химии из описательной науки в науку, которая стремиться раскрыть сущность органических веществ, объяснить причины их своеобразия, закономерности их превращения.

Теория химического строения органических соединений является результатом обобщения опыта, который накопила органическая химия. Органическая химия, как наука оформилась в начале 19 века. Но объяснить многообразие органических соединений учёные начала 19 века не могли.

Термины «строение», «структура» ввёл русский учёный А. М. Бутлеров. Он утверждал, что всякое изменение в структуре молекул неизбежно влечёт за собой изменение их свойств.

 Химик Ф. Вёлер в одном письме Й. Я. Берцелиусу так описывал органическую химию: «Органическая химия может сейчас кого угодно свести с ума. Она кажется мне дремучим лесом, полным удивительных вещей, безграничной чащей, из которой нельзя выбраться, куда не осмелишься проникнуть…»

Большое влияние на развитие химии оказали работы английского учёного Э. Франкланда, который ввёл понятие валентность.

Помните, валентность – это свойство атомов химических элементов образовывать химические связи. То есть валентность определяет число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами в молекуле.

Понятие «валентность» является аналогом понятия «степень окисления». Однако это не одно и тоже.

Например, в молекуле азота валентность равна трём, а степень окисления нулю, в пероксиде водорода валентность кислорода равна двум, а степень окисления равна -1.

Поэтому, порядок соединения атомов в молекуле согласно их валентности называют химическим строением.

Теория химического строения – результат работы трёх выдающихся учёных: Ф. Кекуле, А. Купера и А. Бутлерова.

В 1857 году Ф. Кекуле отнёс углерод к четырёхвалентным элементам, а затем вместе с А. Купером в 1858 году отметил, что атомы углерода способны соединяться друг с другом в различные цепи. Их работы послужили основой объяснения явления изомерии, взаимосвязи состава, строения и свойств молекул органических соединений.

Однако основные идеи теории впервые были высказаны А. М. Бутлеровым в 1861 году. Первое положение теории строения органических соединений заключается в том, что атомы в молекулах органических веществ соединены в определённой последовательности согласно их валентности.

Так, атом углерода всегда четырёхвалентен, а его атомы способны соединяться друг с другом, образуя различные цепи. Валентность водорода равна I, а кислорода – II.

Основой скелета органических веществ являются атомы углерода. Они соединяются друг с другом с помощью одинарных или кратных углерод-углеродных связей, образуя цепи.

Второе положение теории: свойства веществ зависят не только от их качественного и количественного состава, но и от строения их молекул, то есть соединения атомов в молекулах. Это положение объясняет явление изомерии. Например, молекула бутана имеет линейное строение и разветвлённое. Эти два вещества будут различаться свойствами.

Третье положение теории основано на том, что атомы и группы атомов в молекулах органических веществ взаимно влияют друг на друга.

В органической химии используется несколько видов химических формул: молекулярные и структурные. Молекулярная формула отражает качественный и количественный состав, а структурная формула отражает порядок соединения атомов в молекуле согласно их валентности.

Следствия теории химического строения:

1. Возможность предсказать химические свойства и пути синтеза веществ, установить для каждого вещества истинную формулу.

2. Объяснить явление изомерии, взаимного влияния атомов в молекулах.

3. Возможность синтезировать огромный практический материал, предсказывать существование новых веществ и пути их получения.

Источник: https://videouroki.net/video/01-predmet-organicheskoj-himii-thsos-a-m-butlerova.html

Конспект Предмет органической химии

Органическая химия Понятие органической химии и причины её выделения в самостоятельную дисциплину

Органическая химия – химия углеводородов и их производных, т. е. продуктов, образующихся при замене водорода в молекулах этих веществ другими атомами или группами атомов.

Признаки органических веществ:

  1. Содержат углерод в валентности 4
  2. Горят или разлагаются с образованием углеродсодержащих продуктов
  3. Связь в молекуле, как правило, ковалентные

Причины выделения в самостоятельную дисциплину органическую химию:

  1. Многообразие органических соединений
  2. Многочисленность органических соединений
  3. Специфическое строение и свойства органических соединений
  4. Большое практическое значение соединений углерода: нефть и способы её переработки

Причины многообразия органических соединений:

  1. Соединение атомов углерода в цепи различной длины
  2. Разный характер углеродных цепей: прямые, разветвленные циклические
  3. Способность атома углерода образовывать простые и кратные связи друг с другом и другими атомами
  4. Множество элементов, входящих в состав органических соединений
  5. Изомерия

Предмет органической химии

Изомеры – вещества одинакового качественного и количественного состава (т.е. имеющие одинаковую суммарную формулу), но разного строения, следовательно, различными физическими и химическими свойствами.

Фенантрен (справа) и антрацен (слева) – структурные изомеры.

Краткий очерк развития органической химии

Первый период развития органической химии, называемый эмпирическим (с середины XVII до конца XVIIIвека), охватывает большой промежуток времени от первоначального знакомства человека с органическими веществами до возникновения органической химии как науки. В этот период познание органических веществ, способов их выделения и переработки происходило опытным путем.

По определению знаменитого шведского химика И. Берцелиуса, органическая химия этого периода была «химией растительных и животных веществ». К концу эмпирического периода были известны многие органические соединения. Из растений были выделены лимонная, щавелевая, яблочная, галловая, молочная кислоты,  из мочи человека – мочевина, из мочи лошади – гиппуровая кислота.

Обилие органических веществ послужило стимулом для углубленного изучения их состава и свойств. Следующий период, аналитический (конец XVIII – середина XIX века), связан с появлением методов установления состава органических веществ. Важнейшую роль в этом сыграл открытый М. В. Ломоносовым и А.

Лавуазье закон сохранения массы (1748), положенный в основу количественных методов химического анализа. Именно в этот период было установлено, что все органические соединения содержат углерод. Кроме углерода, в составе органических соединений были обнаружены такие элементы, как водород, азот, сера, кислород, фосфор, которые в настоящее время называют элементами-органогенами.

Стало ясно, что органические соединения отличаются от неорганических прежде всего по составу. К органическим со­единениям существовал тогда особое отношение: их продолжали счи­тать продуктами жизнедеятельности растительных или животных организмов, которые можно получить только с участием нематериальной «жизненной силы». Эти идеалистические воззрения были опровергнуты практикой.

В 1828 г. немецкий химик Ф. Велер синтезировал органическое соединение мочевину из неорганического цианата аммония.

https://www.youtube.com/watch?v=ryuMp3WKIZQ

С момента исторического опыта Ф. Велера начинается бурное развитие органического синтеза. И. Н. Зинин восстановлением нитробензола получил анилин, положив тем самым начало анилинокрасочной промышленности (1842). А.

Кольбе синтезировал уксусную кислоту (1845). М, Бертло – вещества типа жиров (1854). А. М. Бутлеров – первое сахаристое вещество (1861). В наши дни органический синтез составляет основу многих отраслей промышленности.

Важное значение в истории органической химии имеет структурный период (вторая половина XIX – начало XX века), ознаменовавшийся рождением научной теории строения органических соединений, основоположником которой был великий русский химик А. М. Бутлеров. Основные положения теории строения имели большое значение не только для своего времени, но служат научной платформой и для современной органической химии. В начале XX века органическая химия вступила в современный период развития. В настоящее время в органической химии для объяснения ряда сложных явлений используются квантово-механические представления; химический эксперимент все больше сочетается с использованием физических методов; возросла роль различных расчетных методов. Органическая химия превратилась в такую обширную область знаний, что от нее отделяются новые дисциплины – биоорганическая химия, химия элементоорганических соединений и др.

Теория химического строения органических соединений А. М. Бутлерова

Решающая роль в создании теории строения органических соединений принадлежит великому русскому ученому Александру Михайловичу Бутлерову. 19 сентября 1861 года на 36-м съезде немецких естествоиспытателей А.М.Бутлеров обнародовал ее в докладе «О химическом строении вещества».

Основные положения теории химического строения А.М.Бутлерова:

  1. Все атомы в молекуле органического соединения связаны друг с другом в определенной последовательности в соответствии с их валентностью. Изменение последовательности расположения атомов приводит к образованию нового вещества с новыми свойствами. Например, составу вещества С2Н6О отвечают два разных соединения: диметиловый эфир (СН3-О-СН3) и этиловый спирт (С2Н5ОН) – смотрите Изомерия.
  2. Свойства веществ зависят от их химического строения. Химическое строение – это определенный порядок в чередовании атомов в молекуле, во взаимодействии и взаимном влиянии атомов друг на друга – как соседних, так и через другие атомы. В результате каждое вещество имеет свои особые физические и химические свойства. Например, диметиловый эфир – это газ без запаха, нерастворимый в воде, t°пл. = -138°C, t°кип. = 23,6°C; этиловый спирт – жидкость с запахом, растворимая в воде, t°пл. = -114,5°C, t°кип. = 78,3°C. Данное положение теории строения органических веществ объяснило явление изомерии, широко распространенное в органической химии. Приведенная пара соединений  – диметиловый эфир и этиловый спирт – один из примеров, иллюстрирующих явление изомерии.
  3. Изучение свойств веществ позволяет определить их химическое строение, а химическое строение веществ определяет их физические и химические свойства.
  4. Атомы углерода способны соединятся между собой, образовывая углеродные цепи различного вида. Они могут быть как открытыми, так и замкнутыми (циклическими), как прямыми, так и разветвленными. В зависимости от числа связей, затрачиваемых атомами углерода на соединение друг с другом, цепи могут быть насыщенными (с одинарными связями) или ненасыщенными (с двойными и тройными связями).
  5. Каждое органическое соединение имеет одну определенную формулу строения или структурную формулу, которую строят, основываясь на положении о четырехвалентном углероде и способности его атомов образовывать цепи и циклы. Строение молекулы как реального объекта можно изучить экспериментально химическими и физическими методами.

А.М.Бутлеров не ограничился теоретическими объяснениями своей теории строения органических соединений. Он провел ряд экспериментов, подтвердив предсказания теории получением изобутана, трет. бутилового спирта и т.д. Это дало возможность А.М.Бутлерову заявить в 1864 году, что имеющиеся факты позволяют ручаться за возможность синтетического получения любого органического вещества.

Источник: http://studentoriy.ru/konspekt-predmet-organicheskoj-ximii/

Сайт преподавателя химии и биологии Коноваловой Лидии

  • Органическая химия изучает соединения, основу которых составляют атомы углерода, связанные между собой и многими элементами периодической системы простыми и кратными связями, способные образовывать линейные и разветвленные цепи, циклы, полициклы и др.
  • Критерием деления соединений на органические и неорганические служит их элементный состав.
  • К органическим соединениям относятся химические вещества, содержащие в своем составе углерод, например 

Предмет органической химии

за исключением  простейших (оксидов углерода, угольной кислоты и ее солей, карбидов)

Органические соединения отличаются от неорганических рядом характерных особенностей:

  • почти все органические вещества горят или легко разрушаются при нагревании с окислителями, выделяя СО2 (по этому признаку можно установить принадлежность исследуемого вещества к органическим соединениям);
  • в молекулах органических соединений углерод может быть соединен почти с любым элементом Периодической системы;
  • органические молекулы могут содержать последовательность атомов углерода, соединенных в цепи (открытые или замкнутые);
  • молекулы большинства органических соединений не диссоциирует на достаточно устойчивые ионы;
  • реакции органических соединений протекают значительно медленнее и в большинстве случаев не доходят до конца;
  • среди органических соединений широко распространено явление изомерии;
  • органические вещества имеют более низкие температуры фазовых переходов (т.кип., т.пл.).

Многочисленность и разнообразие органических соединений требует особого внимания к их классификации. В основу этой классификации положены два главных структурных признака молекул:

  • строение углеродной цепи,
  • наличие и природа функциональной группы.
  1. Углеродная цепь (углеродный скелет молекулы) — последовательность химически связанных между собой атомов углерода.
  2. Функциональная группа — атом или группа атомов, определяющая химические свойства соединения и его принадлежность к конкретному классу.
  3. Значение органической химии
Читайте также:  Отзыв на дипломную работу: образец, пример

Органическая химия имеет исключительно важное научное и практическое значение. Объектом её исследований в настоящее время являются более 20 млн. соединений. Поэтому органическая химия стала крупнейшим и наиболее важным разделом современной химии. Все многообразие органических веществ можно условно разделить на три типа:

А) Природные органические вещества и их превращения лежат в основе явлений Жизни. Поэтому органическая химия является химическим фундаментом биологической химии и молекулярной биологии — наук, изучающих процессы, происходящие в клетках организмов на молекулярном уровне. Исследования в этой области позволяют глубже понять суть явлений живой природы.

Б) Искусственные – это продукты химических преобразований природных веществ в соединения, которые в живой природе не встречаются. Так на основе природного органического соединения целлюлозы получают искусственные волокна (ацетатное, вискозное и др.)

В) Синтетические – это соединения, которые получают синтетическим путем, то есть соединением простых молекул в более сложные, не встречающиеся в природе. К ним относятся, например, синтетические каучуки, пластмассы, лекарственные препараты, красители и т.п.

Успехи в области получения и использования органических соединений имеют большое значение для промышленности, сельского хозяйства, бытовых нужд.Без знания основ органической химии современный человек не способен экологически грамотно использовать все эти продукты цивилизации.

Краткая история развития органической химии.

Очень интересно об истории развития органической химии рассказывают здесь, можно послушать онлайн

Впервые понятия об органических веществах и об органической химии ввёл шведский учёный Берцелиус. В своём учебнике химии Берцелиус (1827) высказывает убеждение, что «…

в живой природе элементы повинуются иным законам, чем в безжизненной» и что органические вещества не могут образовываться под влиянием обычных физических и химических сил, но требуют для своего образования особой «жизненной силы».

Органическую химию он и определил, как химию растительных и животных веществ. Последующее развитие органической химии доказало ошибочность этих взглядов.

В 1928 году Вёллер показал, что неорганическое вещество-циановокислый аммоний-при нагревании превращается в продукт жизнедеятельности животного организма-мочевину.

В 1845 г. Кольбе синтезировал органическое вещество-уксусную кислоту, в качествеисходных веществ он использовал древесный уголь, серу, хлор и воду. За сравнительно короткий период были синтезированы и другие органические кислоты, которые раньше выделялись только из растений.

В 1854 г. Бертло удалось синтезировать вещества, относящиеся к классу спиртов.

В 1861 г. А.М.Бутлеров действуя известковой водой на параформальдегид впервые осуществил синтез метиленитана, которое относится к сахарам, которые играют важную роль в процессах жизнедеятельности организмов.
Развитиие органической химии требовали разрешения вопроса, являются ли молекулы беспорядочным нагромождением атомов, удерживаемых силами притяжения, или же они представляют собой частицы с определённым строением, которое можно установить, исследуя свойства вещества. В органической химии к тому моменту накопились факты и обобщения, которые могли служить основойсдля решения вопроса о строении молекул.

Решающую роль сыграло открытие валентности элементов. Её открытие непосредственно подводило к мысли, что молекулы имеют определённое строение. Оставался открытым вопрос: как определять строение молекулы. Этот вопрос не мог быть решён без подлинно научной теории органической химии, которая и была создана А.М.Бутлеровым в 1861 году.

Он писал: «Исходя из мысли, что каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определённым количеством принадлежащей ему химической силы, я называю химическим строением распределение действия данной сил, вследствие которого химические атомы, посредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу.» 

На следующем занятии будет тест, рекомендую проработать его заранее он здесь

Источник: https://lidijavk.ucoz.ru/load/studentam/lekcii/lekcija_quot_predmet_organicheskoj_khimii_organicheskie_veshhestva_quot/44-1-0-659

Сланцы (горючие) – осадочная горная порода, содержащая органический горючий материал, дающий при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти). Образовались 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков.

Используются как местное топливо, сырье для получения жидких топлив, вяжущих строительных материалов, сырье для получения битумов, масел, фенолов, бензола, толуола, ксилолов, нафтолов, ихтиола и др.

В последнее десятилетие ведётся экологически небезопасная добыча метана из некоторых сланцев (сланцевый газ).

Сланцевый газ — природный газ, добываемый из горючих сланцев, состоит преимущественно из метана.
По своим физическим свойствам очищенный сланцевый газ принципиально ничем не отличается от традиционного природного газа. Однако технология его добычи и очистки подразумевает гораздо большие по сравнению с традиционным газом затраты.

Добыча сланцевого газа производится путём горизонтального бурения и гидроразрыва пласта. Горизонтальная скважина прокладывается через слой газоносного сланца. Затем внутрь скважины под давлением закачиваются десятки тысяч кубометров воды, песка и химикатов. В результате разрыва пласта газ по трещинам поступает в скважину и далее на поверхность. Схема добычи сланцевого газа

Данная технология наносит колоссальный вред окружающей среде. Независимые экологи подсчитали, что специальный буровой раствор содержит 596 наименований химикатов: ингибиторы коррозии, загустители, кислоты, биоциды, ингибиторы для контроля сланца, гелеобразователи и др.

Назначение некоторых химикатов:

  • соляная кислота помогает растворять минералы;
  • этиленгликоль препятствует появлению отложений на стенках труб;
  • изопропиловый спирт используется для увеличения вязкости жидкости;
  • глютаральдегид борется с коррозией;
  • легкие фракции нефти используются для минимизации трения;
  • гуаровая камедь увеличивает вязкость раствора;
  • пероксодисульфат аммония препятствует распаду гуаровой камеди;
  • формамид препятствует коррозии;
  • борная кислота поддерживает вязкость жидкости при высоких температурах;
  • лимонная кислота используется для предотвращения осаждения металла;
  • хлорид калия препятствует прохождению химических реакций между грунтом и жидкостью;
  • карбонат натрия или калия используется для поддержания баланса кислот.

Для каждого бурения нужно до 26 тыс. кубометров раствора. При добыче сланцевого газа требуется бурить большое число скважин, так как срок их службы весьма низок.

Десятки тонн раствора из сотен наименований химикатов смешиваются с грунтовыми водами и вызывают широчайший спектр непрогнозируемых негативных последствий. Ядовитые продукты попадают в питьевую воду и воздух.

В местах добычи наблюдается мор животных, птиц, рыбы, кипящие ручьи с метаном. Домашние животные болеют, теряют шерсть, умирают. Среди людей отмечается скачок онкологических и других заболеваний.

Кроме того, нарушение структуры глубоких почвенных слоёв вызывает опасность возникновения землетрясений.
Несмотря на то, что «сланцевая революция» широко разрекламирована, технические и экономические подробности добычи не афишируются.

Источник: http://orgchem.ru/chem1/p1_0.php

Урок «Предмет органической химии. Общие и отличительные признаки органических и неорганических веществ»

Урок 

Тема:Предмет органической химии. Общие и отличительные признаки органических и неорганических веществ.

  • Цель:
  • Учебная:познакомиться с предметом изучения органической химии, разнообразием органических веществ; рассмотреть подобные и различные признаки органических и неорганических веществ; раскрыть особенности органических веществ; ознакомить учеников с историей органической химии
  • Развивающая: развивать умение анализировать,сопоставлять сравнивать, делать выводы
  • Воспитательная: воспитывать чувства гуманизма, коллективизма, уважения к старшим, взаимопомощи, отзывчивости.

Оборудование: мультимедийная презентация, образцы органических веществ (сахар, крахмал, вата, уксус, пластмасса, синтетические волокна, растительное масло, маргарин, мыло, бумага, аспирин, мёд ти т.д.

  1. Тип урока: изучение нового материала
  2. Ход урока
  3. І. Организационный момент

ІІ. Мотивация учебной деятельности обучающихся, формулировка целей урока.

Нас окружает множество различных веществ. Свойства, строение, происхождение этих веществ различно. Сначала все известные вещества химики поделили на 3 группы: Минеральные, растительные и животные.

Изучая эти вещества, шведский химик Берцеллиус пришёл к выводу, что между веществами растительного и животного происхождения нет существенных отличий. Он предложил называть их » органическими», т.к. они содержатся в живых организмах.

Так возникла » Органическая химия».

Что такое органическая химия и что она изучает? Какие вещества относятся к органическим? Какое строение они имеют, каковы их свойства и применение?

Проблемный вопрос: Каких веществ больше органических или неорганических? Почему?

  • Цель урока:
  • рассмотреть историю развития органической химии;
  • выяснить, что изучает органическая химия;
  • сравнить органические и неорганические вещества;
  • выяснить причины многообразия органических веществ.
  • ІІІ. Изучение нового материала
  • История развития органической химии

Способы получения различных органических веществ были известны еще с древности. Египтяне и римляне использовали красители индиго и ализарин, содержащиеся в растительных веществах. Многие народы знали секреты производства спиртных напитков и уксуса из сахар- и крахмалсодержащего сырья.

Во времена средневековья к этим знаниям ничего не прибавилось, некоторый прогресс начался только в 16-17 в: были получены некоторые продукты, в основном путем перегонки некоторых растительных продуктов. В 1769—1785 г. Шееле выделил несколько органических кислот, таких как яблочная, винная, лимонная, галловая, молочная и щавелевая. В 1773 г. Руэль выделил из человеческой мочи мочевину.

Выделенные из животного или растительного сырья продукты имели между собой много общего, но отличались от неорганических соединений. Так возник термин «Органическая химия» — раздел химии, изучающий вещества, выделенные из организмов (определение Берцелиуса, 1807 г.). При этом полагали, что эти вещества могут быть получены только в живых организмах благодаря «жизненной силе».

Как принято считать, органическая химия как наука появилась в 1828 году когда Фридрих Вёлер впервые получил органическое вещество — мочевину — в результате упаривания водного раствора цианата аммония (NH4OCN).

Важным этапом стала разработка теории валентности Купером и Кекуле в 1857 г., а также теории химического строения Бутлеровым в 1861 г. В основу этих теорий были положены четырёхвалентность углерода и его способность к образованию цепей.

В 1865 году Кекуле предложил структурную формулу бензола, что стало одним из важнейших открытий в органической химии. В 1875 г. Вант-Гофф и Ле Бель предложили тетраэдрическую модель атома углерода, по которой валентности углерода направлены к вершинам тетраэдра, если атом углерода поместить в центр этого тетраэдра.

В 1917 году Льюис предложил рассматривать химическую связь с помощью электронных пар.

В 1931 г. Хюккель применил квантовую теорию для объяснения свойств ароматических углеродов, чем основал новое направление в органической химии — квантовую химию. В 1933 г. Ингольд провел изучение кинетики реакции замещения у насыщенного атома углерода, что привело к масштабному изучению кинетики большинства органических реакций.

На заре органической химии предметом изучения были преимущественно субстанции биологического происхождения. Именно этому факту органическая химия обязана своим названием.

Научно-технический прогресс не стоял на месте, и со временем основной материальной базой органической химии стала каменноугольная смола, выделяемая при получении кокса прокаливанием каменного угля.

Именно на основе переработки каменноугольной смолы в конце 19 века возник основной органический синтез. В 50-60 годах прошлого века произошел переход основного органического синтеза на новую базу — нефть. 

  1. Предмет органической химии.
  2. Кекуле (1851 р) определил органическую химию как химию соединений углерода.
  3. Органическая химия -это химия соединений углерода.

Хотя есть и неорганические соединения углерода: СО, СО2, СаСО3, Н2СО3 и т.д.

  • Приём «Мозговой штурм»
  • Среди перечисленных веществ определите органические и неорганические:
  • вода, сахар, азот, спирт, серная кислота, аммиак, уксус, озон, оливковое масло, бумага, кухонная соль, корпус телефона, сода, пластик.
  • Чем отличаются выбранные вещества? ( Природные и синтетические)
  • Вспомните уроки биологии и составьте  опорные схемы природных и синтетических органических веществ. ( Приложение №1)
  • Приложение № 1 DOCX / 28.94 Кб
  • Сравнение органических и неорганических веществ
Критерии Неорганические вещества Органические вещества
Элементный состав Почти все элементы периодической системы Д.И.Менделеева С, Н, О, N, S, P и другие
Валентность элементов Разная, часто переменная Постоянная: СІV, НI, ОII, HalI
Виды связи Все типы: ковалентная, ионная Ковалентная
Строение вещества Атомная, молекулярная, йонная кристаллические решётки Молекулярные кристаллические решетки
Термостойкость Разня: бывают легкоплавкие и тугоплавкие Легкплавкие, легко разлагаются
скорость реакции Быстро.Часто реакции протекают мгновенно Обычно медленно, часто реакции проходят в двух направлениях
Количество Более 500 тысяч. Более 20 млн., ежегодно синтезируется 200-300 тыс. новых.
  1. Вопрос: с чем связано многообразие органических веществ ( мнения учеников)
  2. Причины многообразия органических веществ:
  3. Атомы углероды соединяются между собой , образуя цепи, кольца.
  • | | | | | | | С С
  • — С-С-С-С – — С-С-С-
  • | | | | | | |
  • — С — С С
  • |
  • Между атомами углерода образуются разные виды связи:
  • одинарные С – С;
  • двойные С =С ;
  • тройные С ≡ С.
  • Всостав органических веществ могут входить функциональные группы:
  • гидроксогруппа — ОН;
  • альдегидная группа — СНО
  • карбоксильная группа — СООН
  • аминогруппа -NH2
  • нитрогруппа — NО2
  • Существуют изомеры – вещества, котрые имеют одинаковый качественный и количественный состав, но разное строение и свойства.
  • СН3 – СН2 – СН2 – СН3 СН3 – СН – СН3
  • |
  • СН3
  • Существуют гомологи – вещества, имеющие сходное строение и свойства,но отличаютсяпо составу на одну или несколько групп –СН2.
  • СН3 – СН2 – СН3 СН3 – СН2 – СН2 – СН3
  • Углерод может образовывать прочные химические связи почти со всеми химическими элементами.

IV.Обобщение и систематизация знаний.

Обуждение результатов урока — дебаты.

1) В чем заключается условность термина « органическая химия» ?

2) Подумайте, в некоторых учебниках по химии сведения о органические вещества входят в раздел » элементы IV группы ПС. Насколько правомерно это расположение материала? Обоснуйте «за» и «против».

3) Как определить принадлежность вещества к органическим соединениям?

4) Сформулируйте тезис, Сформулируйте тезис, который иллюстрирует данная схема. Приведите факты, доказывающие этот тезис.

  1. Приложение № 2 DOCX / 10.97 Кб
  2. Тезис: четкой границы между органическими и неорганическими веществами не существует.
  3. Аргументы:

1. Из органических веществ образуются неорганические и наоборот.

2. Есть вещества, что при наличии «С» имеют относятся к органическим,а по свойствам – к неорганическим.

V. Домашнее задание

2017 год объявлен годом экологии в нашей стране.Напишите сочинение -размышление на тему: » «За» и «против» развития современного органического синтеза с точки зрения роста потребностей человечества и законов экологии.»

Источник: https://xn--j1ahfl.xn--p1ai/library/urok_na_temu_predmet_organicheskoj_himii_obshie_i_184315.html

Ссылка на основную публикацию