Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 9 класс>> Химия: Предмет органической химии

С древних времен люди использовали в своем быту вещества не только минерального, но и животного и растительного происхождения. Эти вещества нужны были для изготовления пищи, одежды и далее, по мере развития цивилизации, для производства лекарств, красителей, парфюмерных средств и др. Человеку давно известны такие продукты растительного и животного происхождения, как сахар, жиры, эфирные масла, красящие и опьяняющие вещества.

Все указанные вещества получали исключительно из продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов или в результате их переработки. Отсюда и произошло название «органические вещества», а раздел химии, который изучает эти вещества, стали называть «органической химией», в отличие от х?имии неорганической, т. е. химии минеральных веществ.

Органическую химию можно назвать также химией соединений углерода, так как непременной составной частью каждого органического вещества является углерод.

Органических веществ гораздо больше — несколько миллионов, чем неорганических веществ, которых насчитывается несколько сот тысяч. Органические вещества имеют более сложное строение, чем неорганические, и многие из них обладают огромной молекулярной массой, например те, которые являются носителями жизненных процессов: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и т. д.

В состав органических веществ обязательно входят углерод и водород, поэтому при их горении обычно образуются углекислый газ и вода.

Подобно тому как для неорганической химии основой развития являются Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, для органической химии основополагающей стала теория строения органических соединений А. М. Бутлерова.

Александр Михайлович Бутлеров

(1828—1886)

Русский химик, академик Петербургской АН (с 1874 г.). Создатель теории химического строения органических веществ (1861). Предсказал и изучил изомерию многих органических соединений. Синтезировал многие вещества.

Основным постулатом теории Бутлерова является положение о химическом строении вещества, под которым понимается порядок, последовательность взаимного соединения атомов в молекулы, т. е. химическая связь.

Очень важная роль в описании химического строения органических соединений принадлежит понятию валентности.

Валентность характеризует способность атомов химических элементов к образованию химических связей, она определяет число химических связей, которыми данный атом соединен с другими атомами в молекуле.

Так, в молекуле водорода Н2 образуется одна ковалентная химическая связь Н—Н, т. е. водород одновалентен.

Валентность химического элемента можно выразить числом атомов водорода, которое присоединяет к себе или замещает один атом этого элемента. Например, азот в аммиаке трехвалентен:

Сера в сероводороде и кислород в воде двухвалентны: H2S или H—S—H Н20 или Н—О—H

Углерод в органических соединениях всегда четырехвалентен.

В органической химии понятие «валентность» замещает понятие «степень окисления», с которым вы привыкли работать в неорганической химии. Однако это не одно и то же. Валентность не имеет знака и не может быть нулевой, тогда как степень окисления обязательно характеризуется знаком и может иметь значение, равное нулю.

Обычно по отношению к ионным соединениям (NaCl и многие другие неорганические соединения с ионной связью) не используют термин «валентность» атомов, а рассматривают степени окисления атомов. Поэтому в неорганической химии, где большинство соединений имеет немолекулярное строение, предпочтительнее применять понятие «степень окисления», а в органической химии, где большинство соединений имеет молекулярное строение, как правило, пользуются понятием «валентность».

Фридрих Август Кекуле

(1829—1896)

Немецкий химик-органик. Его исследования были сосредоточены в области теоретической органической химии и органического синтеза. Первым высказал идею валентности как о целом числе единиц сродства, которым обладает атом (1857), и установил валентность серы, кислорода и углерода. Предложил циклическую формулу бензола с чередующими простыми и двойными связями. Его работы внесли существенный вклад в развитие теории химического строения.

Этот порядок может быть отображен, как вы уже знаете, при помощи структурных формул, в которых валентности атомов обозначаются черточками: одна черточка соответствует единице валентности атома химического элемента. Например, для органического вещества метана, имеющего молекулярную формулу СН4, структурная формула его выглядит так:

Как показывают формулы пропана, атомы углерода в этом веществе соединены не только с атомами водорода, но и друг с другом. Способность атомов углерода соединяться друг с другом и объясняет многообразие органических веществ.

Теперь попробуйте сами записать структурную формулу этана С2Н6. Соберите шаростержневую модель молекулы С4Н10 — бутана. Подумайте, только ли линейный вариант строения возможен для этого вещества.

Теория А. М. Бутлерова, утверждая идею о том, что каждое вещество имеет определенное химическое строение, обосновывает, что свойства веществ зависят от их строения, и в этом положении теории вы убедитесь уже на следующем уроке. Руководствуясь этим принципом, можно синтезировать вещества с нужными свойствами, задавая им определенное строение. Сейчас методами органического синтеза создают разнообразные химические вещества, не существующие в природе: искусственные волокна, синтетические каучуки, пластмассы, красители, средства борьбы с сельскохозяйственными вредителями, синтетические витамины, гормоны, лекарства и т. д. Ни одна отрасль народного хозяйства не обходится без продукции органического синтеза.

Для получения органических веществ в промышленности чаще всего используют такое природное сырье, как нефть, газ, каменный уголь, древесину, а также сельскохозяйственную продукцию и отходы сельскохозяйственного производства (солому, лузгу, кукурузные кочерыжки, кровь убойных животных и др).

Как видно, органическая химия является великой созидающей силой, а ее научной основой по-прежнему остается теория строения органических соединений, созданная выдающимся русским химиком А. М. Бутлеровым.

В заключение сформулируем основные положения теории Бутлерова:

1. Атомы в молекулах органических веществ связаны друг с другом согласно их валентности.

2. Свойства веществ зависят не только от состава их молекул, но и от их строения.

1. Предмет изучения органической химии.

2. Особенности органических веществ.

3. Валентность и степень окисления.

4. Теория химического строения органических соединений А. М. Бутлерова.

5. Структурные формулы.

6. Значение органической химии.

Напишите структурные формулы сероуглерода Св2, трихлорметана СНСl3, пропана С2Н6 и бутана С4Н10 (для двух последних веществ полные и сокращенные).

Определите значение валентности и степени окисления атомов химических элементов в молекулах этана С2Н6, азота N2, пероксида водорода Н202. Напишите структурные формулы этих веществ.

Раскройте сущность теории строения органических соединений А. М. Бутлерова, которую он сформулировал так: «Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением».

Сравните понятия «степень окисления» и «валентность», установите между ними сходство и различие.

Какое значение имеет органическая химия в жизни общества? Только ли положительное? Аргументируйте свой ответ.

Какой объем воздуха потребуется для сжигания 250 м3 метана? Напомним, что объемная доля кислорода в воздухе 21%.

_{комиксы к уроку химии, видеоклипы для 9 класса, фишки для любознательных девятиклассников}

Содержание урока
 конспект урока                       
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.