Курс лекций по органической химии

    Дисциплина: Химия и физика
    Тип работы: Реферат
    Тема: Курс лекций по органической химии

    ТЕМА №1: ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ.

    НАСЫЩЕННЫЕ (ПРЕДЕЛЬНЫЕ) УГЛЕВОДОРОДЫ

    Лекция 1.1: Основные теоретические положения органической химии.

    Учебные вопросы:

    Общие представления, область применения;

    Теория химического строения, взаимное влияние атомов, электронное строение органических соединений;

    Изомерия органических соединений;

    Поляризация химических связей, индукционный эффект и типы заместителей;

    Классификация органических реакций.

    Общие представления

    По способности атомов соединяться друг с другом в длинные цепи углерод занимает особое

    положение в периодической системе. Углерод может соединяться почти со всеми химическими элементами

    с образованием молекул цепной и циклической (кольчатой) структуры самых различных размеров. В состав цепей и циклов молекул органических соединений, кроме атомов С,

    могут входить Н, О,

    и другие элементы.

    Органическая химия – это химия соединений углерода, атомы которого связаны с атомами других элементов ковалентными, преимущественно мало поляризованными связями.

    Органические соединения, или соединения углерода, отличаются от неорганических многочисленностью и многообразием превращений. Если неорганических соединений насчитывается

    порядка 200 тысяч, то органических соединений известно свыше 2 миллионов.

    Законы химии управляют поведением как неорганических, так и органических веществ. Однако органические соединения имеют ряд отличительных особенностей. Так, большинство

    неорганических соединений – тугоплавкие вещества, а для органических

    большинство неорганических соединений не горючи, органические легче окисляются и

    горят, чем неорганические.

    К низкомолекулярным относят органические соединения

    с длиной цепи от 2 до 50 углеродных атомов, к высокомолекулярным – с длиной цепи порядка 200-200000 углеродных атомов и молекулярным весом порядка 10

    4-10

    6 у.е.

    Органические соединения

    при длине цепи порядка 200 атомов углерода обладают уже смолоподобными и каучукоподобными свойствами.

    Если цепи атомов кислорода, азота, фосфора, серы, бора и других элементов мало

    устойчивы, то длинные цепи атомов углерода в силу большой энергии С-С - связи (339 КДж) - весьма устойчивы.

    Области применения

    Лекарственные вещества

    Высокомолекулярные органические соединения

    : синтетические смолы и

    синтетический каучук.

    Красящие вещества (красители).

    Гербициды

    (вещества, уничтожающие сорняки).

    Инсектициды и фунгициды

    (вещества, уничтожающие, соответственно насекомых и грибы).

    Дефолианты

    (вещества, ускоряющие опадение листьев; применение их укоряет созревание хлопчатника и облегчает машинную уборку).

    Десиканты

    (соединения, способствующие высушиванию растений на корню).

    Витамины

    (сложные физиологически активные органические вещества, отсутствие которых в пище человека или животных ведет к нарушению нормальных функций организма).

    Ферменты

    (сложные органические соединения, являющиеся биологическими катализаторами, вызывающими процессы брожения, расщепления жиров, белков и т.п.)

    Консерванты

    (органические вещества, предохраняющие от закисания и порчи вина, соки, варенья, маринады и другие пищевые продукты).

    Органическая химия достигла огромных успехов

    таким образом, она

    тесно связана с угольной, нефтяной и

    газовой отраслями промышленности, обеспечивающими с одной стороны, получение различных видов топлива, с другой – сырьем различные производства. Так, каменный уголь

    используют не только как топливо, путем переработки из него добывают необходимый для металлургии кокс, а так же

    светильный газ и каменноугольный деготь. Последний,

    свою очередь служит источником для получения многочисленных

    органических соединений, необходимых для синтеза ВМС, красителей, лекарственных и взрывчатых веществ и т.п. Из нефти путем её перегонки получают

    различные виды горючего, смазочные материалы и другие ценные продукты. Природный газ, особенно попутный нефтяной газ, также представляет собой ценное химическое

    сырье и топливо, используемое как в промышленности, так и в быту.

    Теория химического строения

    Создана в 1858-1861 г.г. в русским химиком А. М. Бутлеровым.

    Основные положения теории химического строения:

    Молекулы веществ

    - представляют собой реально существующие материальные частицы, обладающие определенным химическим строением. Т.е. атомы, образующие их, соединяются друг с другом в определенной,

    характерной для каждого вещества последовательности и взаимно влияют друг на друга.

    Строение молекул вещества познаваемо

    и может быть установлено путем изучения свойств вещества, продуктов его превращений, а также путем его разложения и синтеза.

    Свойства вещества определяются его качественным и количественным составом и химическим строением его молекул

    . Вещества, имеющие одинаковые состав и молекулярный вес, но различное строение, отличаются по своим свойствам; в этом заключается явление изомерии.

    Взаимное влияние атомов, образующих молекулу, определяет реакционную способность каждого из них

    ; химический характер одних и тех же атомов в различных молекулах зависит от того, с какими атомами они связаны в данной молекуле.

    Углерод в органических соединениях, как правило, четырехвалентен

    ; атомы его способны соединяться не только с другими атомами, но и друг с другом, образуя цепи; последние могут замыкаться с образованием циклов.

    Это свойство углерода и явление изомерии и обуславливают многообразие органических веществ.

    В развитии и обосновании теории химического строения большую роль сыграли русские химики – ученики и последователи А.М. Бутлерова: В.В. Марковников, А.М. Зайцев, Е.Е. Вагнер,

    Н.Д. Зелинский, М.И. Коновалов, А.Е. Фаворский и др.

    Электронное строение органических соединений

    Характер связей в органических соединениях

    Для молекул органических соединений наиболее характерны ковалентные связи. Как известно, атом углерода имеет четыре валентных электрона.

    В соответствии с его положением в периодической

    системе элементов (2 период,

    группа, порядковый номер 6) углерод прочно удерживает электроны в своем внешнем слое и в то же время не склонен отнимать электроны у других атомов. Поэтому связь

    атомов углерода с атомами различных элементов и друг с другом осуществляется путем образования обобщенных пар,

    т.е. при помощи ковалентных связей. Электронные структурные формулы, например, простейших углеводородов – метана и этана – имеют следующий вид (для сравнения рядом с

    ними приведены обычные структурные формулы):

    : C : Н

    Н : C : C : Н

    Рис. 1 Электронная и обычная структурные формулы метана и этана.

    Атом углерода, как правило, образует четыре ковалентные связи, т.к. только в этом случае у него создается устойчивый

    восьмиэлектронный внешний слой. Этим объясняется то, что в большинстве случаев валентность углерода равна четырем. В молекуле метана углерод образует ковалентные

    связи с четырьмя атомами водорода, у каждого из которых создается устойчивый двухэлектронный слой. В молекуле этана одна из электронных пар осуществляет ковалентную связь между двумя

    углеродными атомами.

    Из сопоставлен...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены