Презентация по химии "Органические соединения и их классификация"

Органические соединения и их классификация

ХИМИЯ – 11

Автор: Кунова Г.В. – учитель химии ГОАОУ ЦОРиО, г. Липецк

Мир органических веществ

• Связующим звеном между органическими и неорганическими соединениями является элемент углерод. Аллотропные модификации углерода и соединения изучает неорганическая химия, углеводороды и их производные – органическая химия.
• Мир органических веществ значительно более многообразен и многочислен по сравнению с неорганическими веществами. Их известно более 20 млн , но число это растёт, так как каждый год в лабораториях всего мира химики получают около 30 тыс. органических веществ – лекарств, полимеров, моющих средств и т.д.

Мир органических веществ

Почему органических веществ так много?

• Ответ на этот вопрос кроется в свойствах углерода. Этот элемент любопытен тем, что способен образовывать цепочки из своих атомов . При этом углеродная связь очень стабильная .
• Кроме того, в органических соединениях он проявляет высокую валентность – IV , т.е. способность образовывать химические связи с другими веществами. И не только одинарные, но также двойные и даже тройные (иначе – кратные). По мере возрастания кратности связи цепочка атомов становится короче, а стабильность связи повышается.
• Углерод наделен способностью образовывать линейные, плоские и объемные структуры.

Именно поэтому органические вещества в природе так разнообразны.

Вы легко проверите это сами: встаньте перед зеркалом и внимательно посмотрите на свое отражение. Каждый из нас – ходячее пособие по органической химии. Вдумайтесь: не меньше 30% массы каждой вашей клетки – это органические соединения:

• Белки построили ваше тело.
• Углеводы служат «топливом» и источником энергии.
• Жиры хранят запасы энергии.
• Гормоны управляют работой органов и даже вашим поведением.
• Ферменты запускают химические реакции внутри вас.

• И даже «исходный код», цепочки ДНК – все это органические соединения на основе углерода.

Особенности органических соединений

Органические соединения отличаются, как правило, от неорганических рядом характерных особенностей.

• В молекулах органических соединений обязательно содержатся атомы углерода.
• Органические молекулы содержат последовательность атомов углерода, соединённых в цепи (открытые или замкнутые).

• Цепь, содержащая только первичные и вторичные атомы углерода, называется неразветвленной или нормальной (обозначается буквой " н -" перед названием соединения).

• Цепь, в которую входят третичные или четвертичные атомы углерода, является разветвленной (в названии часто обозначается приставкой "изо").

Особенности органических соединений

3. Почти все органические вещества горят или легко разрушаются при нагревании с окислителями, выделяя СО 2 (по этому признаку можно установить принадлежность исследуемого вещества к органическим соединениям):

2С 2 Н 6 + 7О 2 → 4СО 2 + 6Н 2 О

С 2 Н 5 ОН + 3О 2 → 2СО 2 + 3Н 2 О

4. Молекулы большинства органических соединений не диссоциируют на достаточно устойчивые ионы.

5. В большинстве органических реакций углеродный скелет органической молекулы обычно не разрушается — в реакциях принимают участие атомы, связанные кратными связями или функциональные группы:

СН 2 =СН 2 + Н 2 → СН 3 ─СН 3

С 2 Н 5 ОН + 2Na → 2C 2 H 5 ONa + Н 2 ↑

Особенности органических соединений

6. Среди органических соединений широко распространено явление изомерии.

• Изомерия углеродного скелета

Соединения отличаются порядком расположения углерод-углеродных связей:

• Изомерия положения кратной связи или функциональной группы

Особенности органических соединений

• Межклассовая изомерия

Изомеры этого вида изомерии относятся к разным классам органических соединений.

Пример: этиловый спирт С 2 Н 5 OН (класс предельных одноатомных спиртов) и диметиловый эфир СН 3 ─О─СН 3 (класс простых эфиров).

• Пространственная изомерия

Различают два вида пространственной изомерии

• геометрическую:

• оптическую:

Состав органических соединений

• Несмотря на огромное многообразие органических соединений, они состоят из небольшого числа элементов.
• В состав органических веществ всегда входят углерод и водород, часто – кислород, реже – азот, фосфор, сера, галогены, в отдельных случаях в их состав входят металлы (Mg, Fe и др.).
• С целью классификации в молекуле органического соединения выделяют

углеродный скелет и функциональные группы .

Классификация органических соединений

• Углеродный скелет представляет собой последовательность химически связанных между собой атомов углерода.
• В зависимости от строения углеродного скелета органические соединения подразделяют на ациклические и циклические.

Характерные признаки в строении молекул углеводородов

АКАНЫ

(предельные углеводороды)

Цепь углеродных атомов открыта.

АЛКЕНЫ

В молекулах только одинарные связи.

Цепь углеродных атомов открыта.

АЛКИНЫ

этан

В молекулах одна двойная связь, остальные – одинарные связи.

Цепь углеродных атомов открыта.

АЛКАДИЕНЫ

В молекулах одна тройная связь, остальные – одинарные связи.

ЦИКЛОАЛКАНЫ

Цепь углеродных атомов открыта.

В молекулах две двойные связи, остальные – одинарные связи.

Цепь углеродных атомов замкнута в цикл. В молекулах только одинарные связи.

АРЕНЫ

бутен - 1

В молекулах имеется бензольное кольцо (6π-электронная система)

пропин

циклопентан

бутадиен-1,3

бензол

Кислородсодержащие органического вещества

• Принадлежность кислородсодержащего или азотсодержащего органического вещества к тому или иному классу соединений определяет наличие в молекулах функциональных групп.
• К функциональным группам принадлежат —ОН, —СНО, —СООН, —NO 2 , —NH 2 и др.

КЕТОНЫ

Наличие карбонильной группы , связанной с углеводородными радикалами (карбонильная группа внутри углеродной цепи)

КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Наличие в молекулах карбоксильной группы

ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ

СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ

Наличие атома кислорода , связанного с углеводородными радикалами

Наличие группы атомов ─СОО─ , связанной с углеводородными радикалами

бутанон-2

диэтиловый эфир

бутановая кислота

Азотсодержащие органические вещества

НИТРОСОЕДИНЕНИЯ

Наличие нитрогруппы , связанной с углеводородным радикалом

АМИНЫ

АМИНОКИСЛОТЫ

Наличие атома азота , связанного с одним, двумя или тремя углеводородными радикалами

Наличие карбоксильной группы и аминогруппы

2-нитропропан

3-аминобутановая кислота

Высокомолекулярные соединения

• Среди органических соединений важное место занимают высокомолекулярные вещества (полимеры).
• Полимеры – это высокомолекулярные химические соединения (ВМС), макромолекулы которых образованы из множества мономерных звеньев.
• В зависимости от происхождения полимеры бывают природными , искусственными (модифицированными) и синтетическими .
• В зависимости от реакции получения полимеры подразделяются на полимеризационные и поликонденсационные .
• По отношению к нагреванию выделяют термопластичные (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол) и термореактивные полимеры (эпоксидные смолы).

Высокомолекулярные соединения

• Белки, нуклеиновые кислоты, крахмал, гликоген, натуральный каучук, целлюлоза относятся к природным полимерам.
• Они играют важную биологическую роль , а также служат источником для получения различных ценных материалов.

Белки

Каучук

Крахмал

Целлюлоза

Взаимосвязь органических и неорганических соединений

• О тесной связи между органическими и неорганическими веществами, например, говорит тот факт, что целый ряд веществ может взаимодействовать как с неорганическими, так и с органическими соединениям. Примером может служить вода.
• В воде идёт гидролиз неорганических солей, вода взаимодействует с щелочными, щёлочноземельными металлами и их гидридами.
• В тоже время вода — активный участник многих реакций органических веществ, например:

Источники

• Учебник:

• Интернет-ресурсы: фото и рисунки.