Презентація до уроку "Органічні речовини" (або підготовки до ЗНО/НМТ з хімії)

Органічні речовини

Органічні речовини — сполуки Карбону. Винятки: оксиди Карбону, карбонатна кислота та її солі (відносяться до неорганічних). Усі органічні сполуки обов'язково містять Карбон і майже завжди Гідроген. До їх складу можуть входити атоми Оксигену, Нітрогену, галогенів, Сульфуру.

Органічні речовини — сполуки Карбону. мають молекулярну будову; легкоплавкі та леткі; розкладаються при нагріванні з утворенням вугілля; горять на повітрі, утворюючи при цьому вуглекислий газ і воду.

Порівняння органічних та неорганічних речовин Органічні речовини Неорганічні речовини 1. Елементний склад склад С, Н, О, N - органогенні елементи, галогени, S і Р Майже всі елементи періодичної системи 2. Переважний тип хімічного зв'язку Ковалентний слабополярний Ковалентний полярний, неполярний, йонний 3. Температура плавлення та кипіння У більшості випадків низькі, до +350 *С Зазвичай високі, понад +600 *С 4. Стійкість до високих температур Легкоплавні, легко руйнуються під час нагрівання, розкладаються на простіші речовини за температури 300-450 *С Більшість стійкі до кількох тисяч градусів 5. Розчинність Погано розчиняються у воді, добре в органічних розчинниках Більшість розчиняються у воді 6. Електропровідність Неелектроліти Електроліти (багато речовин) 7. Швидкість протікання хімічних реакцій Повільна Швидка 8 Поширеність в природі Природні об'єкти Нежива природа

З історії органічної хімії Як самостійна галузь хімічної науки органічна хімія виникла на початку ХІХ ст. У 1808 р. шведський учений Я. Берцеліус запропонував цю назву, що походить від слова організм. Органічними, на відміну від неорганічних (мінеральних), називали речовини, добуті з рослинних і тваринних організмів. На той час уже було з’ясовано, що всі ці речовини містять Карбон. ХІХ ст. — віталістична теорія — органічні речовини можуть утворюватися лише в живих організмах під впливом «життєвої сили» (від лат. vis vitalis — життєва сила).

З історії органічної хімії У 1828 р. німецький хімік Ф. Велер повідомив, що добув органічну речовину — сечовину з неорганічних речовин за такою реакцією:

З історії органічної хімії Слово синтез щодо органічних сполук вперше увів у 1845 р. німецький хімік А. Кольбе. Того року він синтезував оцтову кислоту. У 1854 р. французький учений М. Бертло вперше синтезував жироподібну речовину, а в 1861 р. російський учений О. М. Бутлеров — цукристу речовину. Серед авторів перших синтезів органічних речовин є й український учений, академік Іван Якович Горбачевський. У 1882 р. він синтезував сечову (уреатну) кислоту. Ця сполука є кінцевим продуктом обміну білків у деяких плазунів і птахів. Першими синтезами органічних сполук було доведено принципову можливість їх добування в лабораторіях, а надалі — й у промислових умовах. Це був початок широкого поступу органічної хімії, що триває й донині.

Будова органічних речовин Атоми Карбону відрізняються від атомів інших елементів тим, що здатні утворювати стійкі хімічні зв'язки один з одним. Вони можуть зв'язуватися у ланцюги різної довжини. Ланцюги бувають лінійними і розгалуженими. Атоми Карбону сполучаються також у цикли різної величини.

Будова органічних речовин Між атомами Карбону можуть утворюватися одинарні, подвійні і потрійні зв'язки. Молекули органічних речовин складаються, зазвичай, з атомів неметалів, тому в них присутні ковалентні зв'язки. Число ковалентних зв'язків, які утворює атом, визначає його валентність.

ТЕОРІЯ ХІМІЧНОЇ БУДОВИ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК У 1861 році О. Бутлеров сформулював основні положення теорії будови органічних сполук: Атоми у молекулах розміщуються у певній послідовності, згідно їхньої валентності. Властивості речовин залежать не лише від кількісного і якісного складу молекул, а і від їхньої хімічної будови. Атоми у молекулі взаємно впливають один на одного. Деякі хімічні речовини мають однаковий склад, але різну хімічну будову. Таке явище називають ізомерією, а речовини — ізомерами.

ТЕОРІЯ ХІМІЧНОЇ БУДОВИ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК Атоми у молекулах органічних речовин сполучені у певному порядку, згідно з їх валентністю. Карбон в органічних сполуках завжди є чотирьохвалентним, Оксиген — двохвалентним, а Гідроген і галогени — одновалентними:

ТЕОРІЯ ХІМІЧНОЇ БУДОВИ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК Властивості речовин залежать не лише від складу молекул, але і від порядку сполучення атомів у них, тобто від хімічної будови. Розглянемо друге положення на прикладі речовини, що має склад: C2H4Cl2. Склад речовин однаковий, проте порядок сполучення атомів у них різний. У молекулі першої речовини атоми Хлору сполучені з різними атомами Карбону, а у молекулі другої — з одним. Властивості речовин відрізняються. Так, температура кипіння першої речовини — –96,7 °С, а другої — –42,0 °С.

Взаємний вплив атомів у молекулі Теорія хімічної будови стверджує також наявність взаємного впливу атомів у молекулі. Розглянемо це явище на прикладі відомих вам неорганічних речовин води Н2О і гідроген хлориду НСІ, а також органічної — метану СН4. Усі вони містять елемент Гідроген, однак він виявляє різні властивості: у гідроген хлориді легко заміщується на металічний елемент, у воді заміщується лише на активний металічний елемент, у метані — не заміщується на металічний елемент. Гідроген по-різному поводиться в цих хімічних реакціях залежно від того, з атомом якого елемента він сполучений. Отже, властивості речовин не зводяться до суми властивостей окремих атомів, оскільки ці атоми зазнають взаємного впливу.

Склад і будову органічних речовин можна виражати різними формулами. Молекулярні формули показують, скільки і яких атомів міститься у молекулі речовини. Молекулярні формули етану і етанолу записуються наступним чином: C2H6,C2H6O. Формули показують, що в молекулі етану два атома Карбону і шість атомів Гідрогену, а в молекулі етанолу міститься ще й один атом Оксигену.

Структурні формули При складанні структурних формул органічних речовин спочатку записують символи Карбону, сполучаючи їх між собою; потім з урахуванням чотиривалентності атому Карбону записують символи інших елементів. Структурна формула вуглеводню, що складається з трьох атомів Карбону і восьми атомів Гідрогену, будується наступним чином:

Ізомери О. Бутлеров дійшов висновку, що починаючи з четвертого представника насичених вуглеводнів, атоми Карбону можуть утворювати і розгалужені, і нерозгалужені ланцюги. Ці вуглеводні — ізомери. Вони мають однаковий склад, проте їхні властивості помітно відрізняються. Ізомер з розгалуженим ланцюгом має нижчу температуру кипіння.

Ізомери та гомологи Ізомерія — явище існування речовин з однаковим складом молекул, але різним сполученням атомів. Ізомери — речовини з однаковим якісним і кількісним складом молекул, але різною хімічною будовою, і різними властивостями. Гомологи — речовини, молекули яких мають схожу будову, але відрізняються за складом на одну або декілька груп −CH2−.

Ізомери

Значення теорії хімічної будови На основі теорії хімічної будови органічних речовин було узагальнено накопичений наукою фактичний матеріал органічної хімії, пояснено причину ізомерії, передбачено й добуто невідомі раніше сполуки. Теорія хімічної будови стала інструментом вивчення органічних речовин. На її основі, тобто з урахуванням складу, хімічної будови, взаємного впливу атомів у молекулі, стало можливим передбачати хімічну поведінку речовини. І навпаки — за хімічними властивостями робити висновок про будову речовини. Це було справді революційним для тогочасної науки. Отже, теорія хімічної будови поглибила уявлення про природу органічних речовин і сприяла розвитку органічної хімії.

Чи залишились питання?