Органическая химия – раздел химической науки, изучающий углеводороды и их производные (1871г., нем. ученый Шорлеммер).
Углеводороды – соединения углерода (С) и водорода (Н), а их производные – спирты, карбоновые кислоты и т.д.
Помимо углерода и водорода, в состав молекул органических веществ могут входить кислород, азот, фосфор, сера и галогены.
Число органических соединений уже превышает 25 млн и продолжает быстро увеличиваться. Их значение в жизни человека очень велико – нефть, пластмассы и волокна, жиры, каучук и многие другие, с которыми мы сталкиваемся ежедневно.
Исторический очерк.
1. Как самостоятельная наука органическая химия выделилась в начале 19в. В 1808 г. шведский ученый Берцелиус ввел название «органическая химия», которое произошло от слова «организм».
2. В начале развития органической химии преобладали взгляды ученых-виталистов (от vita – жизнь) – органические вещества можно получать только из живых организмов – растений и животных.
3. Эту теорию опроверг в 1928 году немецкий химик Фридрих Вёлер, который впервые в истории искусственным путем получил мочевину из неорганических веществ.
4. В 1845 г. немецкий ученый А. Кольбе искусственным путем получил уксусную кислоту и впервые употребил слово «синтез»; в 1854 – французский ученый М. Бертло синтезировал жироподобное вещество; в 1861 г. российский ученый А.М. Бутлеров синтезировал сахарное вещество. Все эти открытия позволили окончательно опровергнуть теорию виталистов. В настоящее время синтезируют не только встречающиеся в природе органические соединения, но и такие, которых в природе нет – красители, лекарственные препараты, полимеры и др.
5. К середине 19 века было установлено, что в состав всех органических соединений входит углерод, а в 1858 г. немецкий ученый Ф. Кекуле определил, что в органических соединениях углерод всегда четырехвалентен.
6. В 1861 году А.М. Бутлеров разработал теорию химического строения органических соединений, которая объяснила многие вопросы, например, почему могут существовать различные вещества с одинаковой относительной молекулярной массой и с различными свойствами.
Основные положения теории химического строения органических соединений:
1. Все атомы органических веществ связаны в определенной последовательности согласно их валентностям.
Порядок соединения атомов в молекуле и характер их связей – химическое строение, которое схематически отображается в виде структурной формулы:
СН4 (метан) С3Н8 (пропан)
Н Н Н Н
| | | |
Н – С – Н; Н – С – С – С – Н;
| | | |
Н Н Н Н
СН3 – СН2 – СН3 сокращенная структурная формула пропана
2. Свойства веществ зависят не только от того, какие атомы и сколько их входит в состав, но и от порядка их соединения.
Данное положение объясняет явление изомерии.
Изомерия – явление существования соединений с одинаковым числом атомов и одинаковой молекулярной массой, но разным их соединением и обладающих различными свойствами.
С4Н10 (бутан)
Н Н Н Н
| | | |
Н – С – С – С – С – Н;
| | | |
Н Н Н Н
С4Н10 (изомер бутана – 2метилпропан)
Н Н Н
| | |
Н – С – С – С – Н;
| |
Н Н
Н – С – Н
|
Н
3. По свойствам вещества можно определить строение его молекулы, а по его строению – предугадать свойства.
4. Атомы и группы атомов в молекулах веществ взаимно влияют друг на друга.
Классификация органических соединений
В основе классификации органических соединений лежит 2 признака:
1) строение углеродного скелета молекулы;
2) наличие в молекуле функциональных групп (гидроксильной –ОН, карбоксильной -СООН, карбонильной -С=О и др.)
Органические соединения
Углеводороды Производные углеводородов
Ациклические Циклические Азотсодержащие Кислородсодержащие
Амины 1. Спирты (-ОН)
Аминокислоты - одноатомные
Предельные Непредельные Циклопарафины Нуклеиновые (этанол С2Н5ОН);
Алканы 1. Алкены Ароматические кислоты - многоатомные
(СnH2n+2) (СnH2n), (арены) (глицерин);
напр., метан напр., этилен С2Н4 - фенолы;
СН4 2. Алкины - ароматические
(СnH2n-2) Одноядерные спирты
напр., ацетилен С2Н2 (бензол) 2. Карбоновые
3. Алкадиены Многоядерные кислоты (-СООН)
(СnH2n-2) (нафталин) напр., уксусная к-та
напр., дивинил, изопрен 3. Альдегиды и
кетоны -С=О
Н
(напр., ацетон)
4.Сложные эфиры
и жиры
5.Углеводы
(Сn(H2O)m
- моносахариды
- олигосахариды
- полисахариды
Домашнее задание: 1) написать доклад о вкладе в органическую химию ученых, о которых шла речь в лекции; 2) составить таблицу «Отличия органических веществ от неорганических; 3) §1, 2, 6 в учебнике Рудзитиса за 10 класс.