Презентація. Органічні речовини в живій природі. Рівні структурної організації органічних речовин. Багатоманітність органічних сполук, їх класифікація.

Органічні речовини в живій природі. Рівні структурної організації органічних речовин. Багатоманітність органічних сполук, їх класифікація. C6 Н12 О6 6 СО2 + 6 Н2 О -> С6 Н12 О6 + 6 О2 C6 Н12 О6

Багатоманітність органічних сполук, їх класифікація. Органічних сполук набагато більш, як неорганічних. Їх зареєстровано на сьогодні понад 20 мільйонів.( далі інф. з навч. плаката)

Багатоманітність органічних сполук, їх класифікація. Особливістю органічних сполук являється їх чисельність і різноманітність. Не дивлячись на це, орієнтуватися в них легко тому, що в органічній хімії прийнята чітка класифікація, яка основана на теорії  хімічної будови. Основу будь-якого вуглеводню  і будь-якої органічної сполуки  складає карбоновий скелет – послідовність атомів Карбону, сполучених між собою хімічними зв’язками. В залежності від виду карбонового скелету органічні речовини поділяють на три великі групи:ациклічні сполуки – скелет молекули складається із сполучених між собою атомів Карбону у вигляді незамкненого, прямого або розгалуженого ланцюга (нормальні та ізосполуки, їх ще називають аліфатичними сполуками  або сполуками жирного ряду); Сn. Н2n+2 карбоциклічні  сполуки – в молекулах яких  існують карбонові ланцюги циклічної будови (циклічні та ізоциклічні сполуки. Серед цих сполук велику групу становлять ароматичні сполуки); Сn. H2n-6гетероциклічні сполуки до їх складу входять циклічні сполуки в молекулах яких крім атомів Карбону містяться атоми інших елементів, як: S, O, N. аденін гуанін С2 Н6 С2 Н4 С2 Н2 С6 Н6 Cn. H2n Cn. H2n–2 СН4

Від ациклічних, циклічних і гетероциклічних груп вуглеводнів походять різні похідні. Похідними є органічні речовини, добуті шляхом заміщення одного чи декількох атомів Карбону іншими атомами чи групами атомів в молекулах певних органічних сполук. Багатоманітність органічних сполук, їх класифікація.

Багатоманітність органічних сполук, їх класифікація. Оксигеновмісні органічні речовини містять у своєму складі атоми Оксигену. Оксигеновмісних органічних сполук існує величезна кількість, значно більше ніж вуглеводнів. Сполуки, які в своєму складі містять атоми Нітрогену відносять до нітрогеновмісних.

Рівні структурної організації органічних речовин. Розрізняють трирівневу структуру організації органічних речовин. Рівні дістали назви: атомний, молекулярний, полімерний. В біологічній науці виокремили клітинний рівень. На молекулярному рівні структурними одиницями речовини є молекули, які мають сталий якісний і кількісний склад, сталу відносну молекулярну масу, характеризуються наявністю переважно ковалентних зв’язків. Будова молекул – лінійна, розгалужена, циклічна. На цьому рівні в речовини існують структурні ізомери, речовина має певну просторову будову.

Рівні структурної організації органічних речовин. Речовини молекулярного та полімерного рівнів структурної організації мають молекулярні кристалічні гратки.  Для більш повної характеристики рівня структурної організації  речовин розглядають також їх просторову будову. У просторовій будові речовин полімерного рівня простежуються різні конформації (поворотні ізомери). Просторову форму, якої набуває молекула при обертанні будь-якої групи атомів навколо σ-зв’язку, називають  конформацією. За звичайних умов конформації легко переходять одна в одну. Групи атомів у молекулах етану та інших вуглеводнів можуть обертатися навколо простих зв’язків. Такі молекули постійно змінюють свою форму; при цьому кути між напрямами орбіталей  і довжини зв’язків залишаються незмінними. Форму молекул з найменшою енергією називають загальмованою конформацією. Форму молекул з найбільшою енергією називають затіненою конформацією. Формули двох комформацій етану. Циклогексан. Конформації: «крісло» (а) та «ванна» (б): Молекули майже всіх циклоалканів перебувають у різних конформаціях. Молекула в конформації «крісло» має  найменшу енергію.

На полімерному рівні структурними одиницями речовини є макромолекули. У речовин полімерного рівня наявні не лише ковалентні, а й міжмолекулярні зв’язки. Склад макромолекул змінний, відносна молекулярна маса характеризується середнім значення (виняток становлять білки й нуклеїнові кислоти). Властивості полімерної речовини залежать від ряду факторів. Від ступеня полімеризації, який може перебувати в широких  межах. Ступінь полімеризації не є величиною сталою. 2.  Порядку сполучення  структурних ланок у макромолекулах.3.  Взаємного просторового розміщення замісників відносно головного ланцюга. Рівні структурної організації органічних речовин. У процесі полімеризації в макромолекулі сполучається не стала кількість молекул мономера, тому у масі полімеру є молекули різної довжини й різною молекулярною масою. Отже, молекулярна маса для даного полімеру є середньою молекулярною масою. Наприклад, якщо молекулярна маса полімеру 28000, то в ньому можуть бути молекули масою 26000, 28000, 30000 й т.д.

Природні органічні сполуки. Органічні сполуки були відомі людству здавна. Люди користувалися такими органічними сполуками як білки, жири, крохмаль, цукор, смоли, ефірні масла, барвники та інше. Ще у давнину бродінням солодких рослинних соків добували спирти, а при скисанні вина добували оцтову кислоту. Стародавні народи Індії, Єгипту й Греції добували й застосовували природні барвники, наприклад, античний пурпур, індиго, алізарин, тощо. Знайдені в стародавніх єгипетських гробницях тканини не втратили свого забарвлення до нашого часу, що вказує на високу техніку фарбування того часу. З рослинної сировини майстри добували скипидар, запашні ефірні олії, бальзами, які використовувалися як духм’яні, дезинфікуючі та консервуючі речовини. Пізніше з рослин були виділені такі органічні кислоти як щавелева, лимонна, яблучна, молочна та інші. https://uk.wikipedia.org/wiki/Органічні_сполуки Штучно добувати будь-які органічні сполуки спочатку не вміли й вважали, що органічні речовини утворюються лише в живих організмах, а добувати їх можна лише з них. https://narodna-osvita.com.ua/476-organchn-rechovini-v-zhivy-prirod.html Учені мали змогу лише виділяти органічні речовини із продуктів життєдіяльності організмів і аналізувати їх, але не знали їх будови, не вміли добувати штучно. Найбільш представлені в живій природі такі органічні сполуки, як білки, жири, вуглеводи, крохмаль, целюлоза, амінокислоти, нуклеїнові кислоти.

Природні барвники. Ще близько ста років тому застосовувалися природні барвники, які добували із соків різних рослин, з тіл комах, залоз молюсків, що живуть на дні моря – багрянок. Так, наприклад, відомий античний пурпур, яким фарбували багряні накидки римських патриціїв та імператорів мав бруднувано-бузковий відтінок. Щоб добути 1 кг цієї фарби, треба було виловити з дна моря близько 8000 молюсків багрянок. Червону фарбу кармін виготовляли з висушених самок кошенілі – комах, що живуть на кактусах в Америці, а також з дерева – червоного сандала. Синю фарбу індиго добували з рослини індигоноски, а коричневу – з соку тропічних акацій й мімоз. Жовту фарбу добували з дерева – жовтого сандала. Культури цих рослин займали великі площі, а фарбування потребувало великих витрат часу й великої майстерності. Більше інформації за посиланнями: https://katrulyska.livejournal.com/158901.html http://um.co.ua/1/1-1/1-131232.html

Віск. Віск складається переважно із естерів вищих жирних кислот і високомолекулярних одноатомних спиртів. Крім того воски можуть містити високомолекулярні спирти і кислоти у вільному вигляді. Бджолиний віск складається із мерецилового естеру пальмітинової кислоти С15 Н31 СООС30 Н61. Він містить 10-14% церотинової кислоти С25 Н51 СООН і 12-17% вуглеводнів. Деякі рослини покривають тоненьким шаром воску свої стебла, листя й оболонки наземних частин рослин, що виконує захисні функції. Більше інформації: https://uk.wikipedia.org/wiki/Віск С15 Н31 СООС30 Н61 С25 Н51 СООН https://uk.wikipedia.org/wiki/Бджолиний_віск

Смоли. Дуже складні за хімічним складом речовини. Вони служать пластирем у випадку поранення рослини. Ладан. https://uk.wikipedia.org/wiki/Ладан Ароматична смола, яка добувається із соку дерев роду Boswellia, що ростуть в Африці й Азії. Для одержання ладану на стовбурі дерев роблять надріз, з якого витікає молочний сік, що твердне на повітрі. При нагріванні ладан розм’якшується, поширюючи приємний запах. Застосовують для ароматичного обкурювання в релігійних обрядах, як пахуча речовина і фіксатор в парфумерії. https://uk.wikipedia.org/wiki/Смола Boswellia sacra — джерело ладану

Лігнін. https://uk.wikipedia.org/wiki/Лігнін Високомолекулярна сполука, яка просочує стінки клітин й скріплює їх одна з одною, сприяє одерев’янінню рослиної тканини. У деревині сосни міститься 34% лігніну, а в деревині бука – 22,5%. Він складається із Карбону, Гідрогену й Оксигену масова частка яких більша, ніж у целюлозі. Після целюлози - лігнін найпоширеніший полімер на Землі, який грає важливу роль в природному кругообігу вуглецю. Лігнін менш стійкий до хімічної взаємодії порівняно з целюлозою. При сухій перегонці деревини саме із лігніну утворюється метанол. Фрагмент молекули лігніну.

Каучук. https://uk.wikipedia.org/wiki/Каучук Високоеластичний матеріал рослинного походження, який застосовується для виготовлення ґуми й ґумових виробів. Каучук міститься в молочному соці гевеї, кок-сагизу, тау-сагизу та інших рослин каучуконосів. Гевея бразильськаhttps://uk.wikipedia.org/wiki/Гевея

Волокна.  https://uk.wikipedia.org/wiki/Волокно https://uk.wikipedia.org/wiki/Категорія: Природні_волокна Людина тривалий час широко використовує природні волокнисті матеріали для виготовлення одягу й різних виробів домашнього вжитку. Одні з цих матеріалів мають рослинне походження й складаються з целюлози,як, наприклад, льон, конопля, бавовна. https://uk.wikipedia.org/wiki/Целюлоза (С6 Н10 О5)x Інші волокна– тваринного походження, що складаються з білків (вовна, шерсть, шовк). https://uk.wikipedia.org/wiki/Категорія: Тваринні_волокна https://uk.wikipedia.org/wiki/Текстильні_волокна

Багатоманітність органічних сполук. Узагальнення. Розмаїття органічних сполук значною мірою зумовлене особливістю атомів Карбону:http://www.chemistry.in.ua/grade-9/structure-of-carbon-atoms   сполучатися один з одним у ланцюги різної будови, сполуки можуть мати лінійну (нормальну), розгалужену  і циклічну будову карбонового ланцюга, який називають також скелетом молекули. атоми Карбону можуть сполучатися між собою простими й кратними зв’язками (подвійними або потрійними). виявляти досить високу валентність у сполуках – рівну чотирьом; здатністю органічних сполук утворювати гомологи та ізомери; існування різних функціональних груп атомів. https://uk.wikipedia.org/wiki/Функціональні_групи Функціональними групами є: гідроксильна група –ОН; карбонільна група  =СО; альдегідна група  –СНО; карбоксильна група –СООН; нітрогрупа  –NO2; аміногрупа –NH2 та інші. Одинарні зв’язки між атомами Карбону дуже міцні і важко розриваються. Подвійні і потрійні зв’язки слабкіші, легко розриваються і переходять в одинарні. Сполуки з одинарними зв’язками вступають в реакції заміщення, а з подвійним і потрійним – у реакції приєднання.https://www.greelane.com/uk/наука-технологія-математика/наука/most-common-organic-functional-groups-608700

Багатоманітність органічних сполук. Узагальнення. Саме від функціональних груп в першу чергу залежать хімічні властивості органічних речовин. Наявність тієї чи іншої функціональної групи визначає до якого класу сполук її відносять. Функціональних груп в одній речовині може бути кілька, причому як однакових так і різних. Характерна риса органічних сполук полягає в їхній схильності піддаватися при нагріванні без доступу повітря глибоким змінам, в результаті котрих утворюються нові речовини, які мають абсолютно інші властивості.https://uk.wikipedia.org/wiki/Органічні_сполуки Органічні сполуки аденін, гуанін, тимін і цитозин є основою людської ДНК

Органічні речовини в живій природі. Рівні структурної організації органічних речовин. Багатоманітність органічних сполук, їх класифікація. Узагальнення. Завдання 2. Середній рівень знань. Відповідно до відомих класифікацій, розподіліть органічні речовини за класами сполук, спробуйте вказати їх назви: СН3-СНОН-СНОН-С3 Н7;С2 Н5-О-С4 Н9;СН3-СН2-СООН;С2 Н5-СОО-С3 Н7;С6 Н12 О6; С12 Н22 О11;С3 Н7 ОН; (С6 Н10 О5)n. Завдання 1. Початковий рівень знань. Знайдіть в цій презентації продовження таких речень: - Особливістю органічних сполук являється їх… - Характерна риса органічних сполук полягає… - Розмаїття органічних сполук значною мірою зумовлене… - Функціональних груп в одній речовині може… - Ще близько ста років тому застосовувалися… - Основу будь-якого вуглеводню  і будь-якої органічної сполуки  складає…

Органічні речовини в живій природі. Рівні структурної організації органічних речовин. Багатоманітність органічних сполук, їх класифікація. Узагальнення. Завдання 3. Достатній рівень знань. До відповіді необхідне пояснення. Завдання4. Високий рівень знань. Узагальнити навчальну інформацію за вказаною темою що розміщена у цій презентації та зробити карту знань.