1.Понятие об органических соединениях. Их классификация.
2. Что понимают под термином «химическое строение». Понятие об изомерии органических соединений, в чем сходство и различие изомеров? Какие вещества называют изомерами? Примеры изомеров различных типов.
3. Углеводороды и их виды. Общие формулы различных гомологических рядов углеводородов (алканов, алкенов, алкинов, aренов). Характерные реакции и их использование в строительстве
4. Функциональные производные углеводородов. Их классы и функциональные группы.
5. Характерные химические реакции спиртов, альдегидов, аминов, карбоновых кислот.
6. Представление о реакциях полимеризации. Важнейшие представители полимеров полимеризационного типа (полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат и др.), схемы их образования и направления использования в строительстве.
Органических соединений очень много, более 15 млн. Это многообразие вызвано рядом причин: 1. Углерод может находится в 3 валентных состояниях (sp3, sp2 иsp гибридизация) 2.Атом углерода в органических соединениях всегда проявляет валентность равную IV, однако степени окисления его в различных соединениях изменяются от -4 до +4. 3Атом углерода может соседствовать с атомом углерода и другими атомами. По количеству соседей углеродов в молекулах различают первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода. 4.Атомы углерода могут соединяться в цепи линейные или разветвлённые и, кроме этого, цепи могут запыкаться с образованием циклических молекул. Для органических соединений характерно явление изомерии – изомеры это вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, но отличающиеся расположением атомов или групп атомов в пространстве.
|
|
Систематизировал знания по органической химии (классификация) русский учёный Александр Михайлович Бутлеров.
Виды изомерии: структурная и пространственная.
Структурная делится на: изомерия скелета, скелет функциональной группы, по положения кратной связи.
Пространственная делится на: геометрическую, оптическую, конформационную.
Классификация органических соединений
Углеводороды – это органические вещества, молекулы которых образованы только атомами угелрода и водорода. Они делятся на нециклические (ациклические) и циклические. Нециклические делятся на предельные и непредельные. Циклические делятся на карбоциклические и гетероциклические. Карбоциклические делятся на алициклические и ароматические. Алициклические делятся на предельные и непредельные.
Предельными называются: алканы,
Непредельные делятся: на алкены, алкины и диены.
В рамках классов выделяют гомологические ряды. Гомологический ряд – это ряд угелводородов, одинаковых по строению и близких по свойствам, которые отличаются на группу атомов CH2 называемую гомологической разностью.
Каждый ряд имеет общую формулу.
Предельные углеводороды CnH2n+2
Все связи одинарные сигма типа. Связи C-C ковалентного неполярного типа, они очень прочные, поэтому алканы имеют низкую реакционную способность.
Алкены. C=C
Сопряжение – это особое состояние молекулы, в котором за счёт особенностей строения связи в молекуле выравниваются (нет двойных и одинарных, а существуют как бы полуторные, это объясняется образованием общего электронного облака, состоящего из 4 P-электронов.
|
|
Образование такого облака является выгодным процессом, т.е. он приводит к выделению энергии (уменьшению энергии системы). Ещё большее значение приобретает сопряжение в ароматических соединениях в бензоле.
Существует замкнутая система сопряжения, состоящая из 6 электронов, она обладает большой прочностью. Строение бензола отражается на его свойствах, которые называют ароматичностью (не запах). Ароматичность заключается в том, что при видимой ненасыщенности бензол не вступает в обычных условиях, вместо этого идут реакции замещения.
Свойства углеводородов. Реакции углеводородов.
При присоединении галогенов водородов галоген водорода присоединяется к более гидрированному атому углерода. Современная трактовка правила: атом водорода присоединяется по месту большей электронной плотности.
Полимеризация – это присоединение молекул алкена друг к другу, с образованием высоко молекулярных соединений (полимеров).
Производные углеводородов.
Производные углеводородов – это целый ряд органических соединений, которые получаются путём замены одного или нескольких атомов водорода в молекуле углеводорода на функциональную группу. К ним относятся спирты, фенолы, карбоновые кислоты и их производные, сложные эфиры и амиды.
Наибольшее значение имеют реакции дегидротации отщипления воды.
Карбоновые кислоты.
Высокомолекулярные кислоты (высшие жирные кислоты)
Гомологи сложных эфиров являются душистыми веществами и используются в качестве ароматизаторов. Например дюшес – это уксусноизоамиловый эфир.
|
|
Амиды.
Амиды получаются при взаимодействии карбоновыхкислот с аминами.
Высокомолекулярные соединения. Полимеры.
Понятия о высоко - молекулярных соединениях. Классификация полимеров по способуполучения, полимеризация, поликонденсация.
Все вещества по величине молекулярной массы делятся на:
1. Низкомолекулярные соединения М менее 500 а.е.м.
2. Высокомолекулярные соединения М больше 5000 а.е.м.
3. Олигомеры М=500-5000 а.е.м.
Высокомолекулярные соединения полимеры представляют собой длинные цепи многократно повторяющихся звеньев. Эти звенья называются элементарным звеном. Все ВМС классифицируют по различным признакам. По происхождению бывают 1природные или естественные белки, полисахариды, силикаты и др. 2.Синтетические, полученные путёс синтеза в лабораториях, получены из мономеров (полиэтилен, лапрон). 3.Искуственные – это природные ВМС, которые прошли определённую обработку (вискоза – обработананя целюлоза). По способу получения все полимеры делятся на полимеризационные и поликонденсационные. Это деление основано на способах получения полимеров. Полимеризация – это способ получения ВМС из НМС путём многократного присоединения молекул мономеров по кратным связям. Образующийся полимер не отличается по качественному составу от мономера и не выделяется побочных низкомолекулярных соединений.
Примеры: Линейные, разветвлённые и сшитые.
Способ получения ВМС из низкомолекулярных соединений, при котором образующийся полимер отличается по качественному составу от исходных мономеров и выделяется побочный низкомолекулярный продукт, чаще всего вода. Поликонденсационные полимеры делятся на: 1.Простые полиэфиры 2.Сложные полиэфиры и полиамиды.
Простые полиэфиры.
Полимеры используют в промышленности, энергетике, сельском хозяйстве в быту, но не в чистом виде, а в виде композиционных материалов, называемых пластмассами. Состав пластмасс: полимер (в качестве связующего или клея), наполнитель, отвердители, пластификаторы, красители, стабилизаторы.