'''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Химия|Химия]]>>[[Химия 10 класс|Химия 10 класс]]>> Химия: Амины<metakeywords>химия, 10 класс, класс, урок химии, на тему, урок на тему, урок для 10 класса, амины</metakeywords>'''
+
'''Амины'''
-
''Строение''<br>Амины — органические производные [[Аммиак_(Химия_9_класс)|аммиака]], в молекуле которого один, два или все три атома водорода замещены углеводородным остатком.<br>Соответственно обычно выделяют три типа аминов:<br><br>СН3—NH2<br>первичный амин метиламин<br><br>CH3CH2—NH—CH2CH3<br>вторичный амин диэтиламин<br><br>H3CH2—N—CH2CH3<br> |<br> СН9СН3<br><br>третичный амин триэтиламин<br><br>Можно также считать, что первичные амины являются производными углеводородов, в молекулах которых атом водорода замещен на функциональную группу NH2 — аминогруппу.<br><br>Амины, в которых аминогруппа связана непосредственно с ароматическим кольцом, называются ароматическими аминами.<br><br>
+
<h2>Что такое амины</h2>
-
Простейшим представителем этих соединений является аминобензол, или анилин.
+
На сегодняшнем уроке мы с вами будем знакомиться с такими соединениями, как амины. Давайте рассмотрим, какие это соединения и что они собой представляют.
-
Основной отличительной чертой электронного строения аминов является наличие у атома азота, входящего в функциональную группу, неподеленной электронной пары. Это приводит к тому, что амины проявляют свойства оснований.<br><br>Существуют ионы, которые являются продуктом формального замещения на углеводородный радикал всех атомов водорода в ионе [[Соли_аммония_(Химия_9_класс)|аммония]].<br><br>Эти ионы входят в состав [[14._Солі_(середні),_їх_склад,_назви|солей]], похожих на соли аммония. Они называются четвертичными аммонийными солями.<br><br>''Изомерия и номенклатура''<br><br>Для аминов характерна структурная изомерия:<br><br>• изомерия углеродного скелета<br>• изомерия положения функциональной группы<br>
+
Аминами называют такой класс соединений, который представляет собой органические производные аммиака, где атомы водорода замещены органическими группами. В этом классе соединений один или несколько водородных атомов могут быть замещены на углеводородные радикалы.
-
Первичные, вторичные и третичные амины изомерны друг другу (межклассовая изомерия).<br><br>Как видно из приведенных примеров, для того чтобы назвать амин, перечисляют заместители, связанные с атомом азота (по порядку старшинства), и добавляют суффикс -амин.<br><br>''Получение''<br><br>1. Получение аминов из галогенопроизводных<br><br>СН3СН2Вг + NН3 —> СН3СН2NH3Вг<br><br>В результате этой реакции образуется соль амина (гидробромид этиламмония), из которой действием щелочи можно выделить первичный амин (этиламин):<br><br>СН3СН2NН3Вг- + NаОН —> NаВг + СН3СН2МН2 + Н20<br> этиламин<br><br>При взаимодействии полученного первичного амина и галогено-производного и последующей обработке щелочью получают вторичный амин (диэтиламин):<br><br>СН3СН2Вг + СН3СН2NН2 —> (СН3СН2)21NH2Вг-<br><br>(СН3СН2)2NН2Вг +NaOН —> NaВг + СН3СН2КНСН2СН3 + Н20<br> диэтиламин<br><br>Повторение процедуры приводит к образованию третичного амина:<br><br>СН3СН2Вг + СН3СН21NНСН2СН3 —> (СН3СН2)31ЧН+Вг-(СН3СН2)3NНВг- 4- NаОН —> NаВг + (СН3СН2)3К + Н20<br><br>Третичный амин может еще раз вступить в реакцию с бромэта-ном. При этом образуется четвертичная аммонийная соль, образованная бромид-ионом и катионом тетраэтиламмония:<br><br>(СН3СН2)3N + СН3СН2Вг —> [(СН3СН2)41N]<sup>+</sup>Вг<sup>-</sup><br>
+
Отличительным признаком этих соединений является присутствие такого фрагмента, как
+
R–N<, где R – соответствует органической группе.
-
Зинин Николай Николаевич
+
Амины делятся на различные группы, классификация которых зависит от его признака строения, который взят за его основу.
-
(1812-1880)
+
По числу замещённых атомов водорода амины делятся на первичные, вторичные и третичные. К первичным относятся те, у которых был замещен всего лишь один атом водорода, соответственно, во вторичных из трех атомов замещены два, а в третичном замещены все три атома из трех имеющихся.
+
<br>
+
[[Image:10kl_Aminu01.jpg|500x500px|амины]]
+
<br>
+
+
Если амины рассматривать по характеру органических групп, то их можно разделить на
+
предельные, непредельные и ароматические:
+
+
<br>
+
[[Image:10kl_Aminu02.jpg|500x500px|амины]]
<br>
<br>
-
[[Image:HimR10-97.jpg|зинин николай]]
+
Если же рассматривать амины по числу NH2-групп в молекуле, то их можно разделить на моноамины, диамины, триамины и т.п.
-
Русский химик-органик, академик. Открыл (1842) реакцию восстановления ароматических нитросоединений и получил анилин. Доказал, что амины — основания, способные образовывать соли с различными кислотами. Синтезировал и изучал многие другие органические вещества.
+
{{#ev:youtube|UhHQ65jMZTo}}
-
2. Получение первичных аминов восстановлением нитросоединений — алифатических и ароматических. Восстановителем является [[Квантовые_постулаты_Бора._Модель_атома_водорода_по_Бору|водород]] «в момент выделения», который образуется при взаимодействии, например, цинка со щелочью или железа с соляной кислотой.<br><br>В промышленности анилин (аминобензол), важнейшее соединение, которое применяют для получения красителей, лекарств, пластических масс, также получают восстановлением нитробензола, нагревая в присутствии железа с водяным паром. Способ получения анилина из нитробензола был предложен русским химиком Н. Н. Зининым.<br><br>''Физические свойства аминов''<br><br>Простейшие амины (метиламин, диметиламин, триметил-амин) — газообразные вещества. Остальные низшие амины — жидкости, которые хорошо растворяются в воде. Имеют характерный запах, напоминающий запах аммиака.<br>
+
<h2>Номенклатура аминов</h2>
-
+
-
Первичные и вторичные амины способны образовывать водородные связи. Это приводит к заметному повышению их температур кипения по сравнению с соединениями, имеющими ту же молекулярную массу, но неспособными образовывать водородные связи.<br><br>Анилин — маслянистая жидкость, ограниченно растворимая в воде, кипящая при температуре 184 °С.<br>''<br>Химические свойства''<br><br>Химические свойства аминов определяются в основном наличием у атома азота неподеленной электронной пары.<br><br>1. Амины как основания. Атом [[Азот_(Химия_9_класс)|азота]] аминогруппы, подобно атому азота в молекуле аммиака, за счет неподеленной пары электронов может образовывать ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму, выступая в роли донора. В связи с этим амины, как и аммиак, способны присоединять катион водорода, т. е. выступать в роли основания.<br><br>Как вы уже знаете из курса неорганической [[Аминокислоты_(Химия_10_класс)|химии]], реакция аммиака с водой приводит к образованию гидроксид-ионов. Раствор аммиака в воде имеет щелочную реакцию. Растворы аминов в воде также дают щелочную реакцию.<br><br>Аммиак, реагируя с кислотами, образует соли аммония. Амины также способны вступать в реакцию с кислотами:<br>[[Image:HimR10-98.jpg|Амины]]
+
+
<br>
+
[[Image:10kl_Aminu03.jpg|500x500px|амины]]
<br>
<br>
+
+
Таким образом, к названиям органических групп, которые связаны с азотом, доставляют слово «амин» и располагают их в алфавитном порядке.
-
Основные свойства алифатических аминов выражены сильнее, чем у аммиака. Это связано с наличием одного и более до-норных алкильных заместителей, положительный индуктивный эффект которых повышает электронную плотность на атоме азота. Повышение электронной плотности превращает азот в более сильного донора пары электронов, что повышает его основные свойства.<br>[[Image:HimR10-99.jpg|Амины]]
+
Также в составлении названия, правила допускают брать за основу углеводород, который
+
можно рассматривать, как замену аминогруппы. Здесь положение аминов принято указывать благодаря числовому индексу.
-
<br>
+
Давайте рассмотрим, как это будет выглядеть в записи:
-
При нагревании аммониевой соли карбоновой кислоты происходит дегидратация и образуется амид. В случае ароматических аминов аминогруппа и бензольное кольцо оказывают существенное влияние друг на друга.<br><br>Аминогруппа является ориентантом первого рода. Аминогруппа обладает отрицательным индуктивным эффектом и выраженным положительным мезомерным эффектом. Таким образом, реакции электрофильного замещения (броми-рование, нитрование) будут приводить к орто- и пара-замещенным продуктам.<br><br>Обратим внимание, что в отличие от [[Ароматические_углеводороды._Бензол|бензола]], который бро-мируется только в присутствии катализатора — хлорида железа(III), анилин способен реагировать с бромной водой. Это объясняется тем, что аминогруппа, повышая электронную плотность в бензольном кольце (вспомните аналогичное влияние заместителей в молекулах толуола и фенола), активизирует ароматическую систему в реакциях электрофильного замещения. Кроме того, анилин, в отличие от бензола, немного растворим в воде.<br><br>Сопряжение ''п''-системы бензольного кольца с неподеленной электронной парой аминогруппы приводит к тому, что анилин является существенно более слабым основанием, чем алифатические амины.<br>[[Image:HimR10-100.jpg|Амины]]
+
<br>
+
[[Image:10kl_Aminu04.jpg|200x200px|амины]]
+
<br>
+
+
Это читается, как 3-аминопентан. В нем числовые индексы, которые расположены вверху
+
указывают порядок нумерации атомов С. В некоторых случаях для определенных аминов
+
сохранились упрощенные названия:
-
<br>
+
С6Н5NH2 – анилин, хотя, если следовать правилам номенклатуры, то он называется фениламином.
-
''Применение аминов<br>''<br>Амины широко применяются для получения лекарств, полимерных материалов. Анилин — важнейшее соединение данного класса (схема 11), которое используют для производства анилиновых красителей, лекарств (сульфаниламидных препаратов), полимерных материалов (анилиноформальдегидных смол).<br><br>''Схема 11. Применение анилина''<br>[[Image:HimR10-101.jpg|Амины]]
+
Также в химии часто используют устоявшиеся названия, которые искажают правильные наименования. Так, например:
-
<br>
+
Н2NСН2СН2ОН – моноэтаноламин, хотя правильно будет называть 2-аминоэтанол;
-
1. Приведите по три структурные формулы первичных, вторичных и третичных аминов. Назовите их.<br><br>2. Составьте структурные формулы изомеров пропилэтил-амина. К каким типам органических соединений относятся эти вещества? Дайте их названия.<br><br>3. Как влияет способность образовывать водородные связи на физические свойства аминов?<br><br>4. Найдите массу 19,6%-ного раствора серной кислоты, способного прореагировать с 11,2 л метиламина (н. у.) с образованием средней соли.<br><br>5. Составьте схему получения диэтиламина из этена и неорганических веществ. Запишите уравнения реакций.<br><br>6. Объясните, почему основные свойства анилина выражены слабее, чем у аммиака и алифатических аминов.<br><br>7. При добавлении к бромной воде анилина она обесцвечивается. Объясните изменения и приведите уравнения реакций.<br><br>8*. Через смесь анилина, бензола и [[Фенолы_(Химия_10_класс)|фенола]] массой 100 г пропустили сухой хлороводород. При этом образовалось 51,8 г осадка, который отфильтровали. Фильтрат обработали бромной водой, при этом получили 19,9 г осадка. Определите массовые доли веществ в исходной смеси.<br><br>9*. К смеси объемом 7 л, состоящей из углекислого газа и метиламина, добавили 5 л бромоводорода, после чего плотность газовой смеси по воздуху стала 1,942. Вычислите объемные доли газов в исходной смеси.<br><br>10*. Приведите пример реакции нуклеофильного замещения с участием первичного и вторичного аминов.
+
или
-
<br>
+
(ОНСН2СН2)2NH – диэтаноламин, а если использовать правильное название, то это будет звучать, как:
-
<sub>таблицы и схемы к уроку химии 10 класса, решения задач по химии, помощь ученикам в подготовке домашнего задания </sub>
А теперь давайте рассмотрим физические свойства аминов. Первыми представителями ряда аминов являются метиламин CH3NH2, диметиламин (CH3)2NH, триметиламин (CH3)3N и этиламин C2H5NH2. Весь этот ряд аминов являются газами, которые имеют запах аммиака.
+
+
Средние члены этого ряда, при увеличении количества атомов в R, превращаются в жидкости. А высшие амины, при увеличении длины цепи R до 10 атомов С кристаллизируются и превращаются в твердые вещества.
+
+
А также следует знать, что в высших аминах запах практически отсутствует.
+
+
Как мы уже говорили, что простейшие амины имеют резкий запах аммиака и хорошо растворяются в воде. К более сложным аминам относится жидкость, которая имеет запах рыбы.
+
+
А вот высшие амины являются твердыми веществами, которые совсем не растворяются в воде и запаха они практически не имеют. Растворимость аминов идет на убыль при увеличении длины цепи и возрастании количества органических групп. То есть, чем выше их молекулярная масса, тем хуже их растворимость в воде.
+
+
<h2>Химические свойства аминов</h2>
+
+
А теперь приступим к рассмотрению химических свойств аминов:
+
+
<br>
+
[[Image:10kl_Aminu05.jpg|500x500px|амины]]
+
<br>
+
+
Как правило, общими свойствами органических соединения является их способность к горению. Если сравнивать способность горения аммиака с аминами, то первый горит, но его сложно поджечь. А вот амины имеют свойство легко загораться, и при горении их пламя чаще всего бывает бесцветным.
+
+
Рассмотрим пример:
+
+
<br>
+
[[Image:10kl_Aminu06.jpg|500x500px|амины]]
<br>
<br>
-
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, [http://xvatit.com/index.php?do=feedback напишите нам].
+
{{#ev:youtube|zQvvLMOOR88}}
+
+
<h2>Нахождение аминов в природе</h2>
+
+
Соединения аминов широко распространены как в растительном, так и в животном мире, а также являются такими биологически активными веществами, как витамины, гормоны, промежуточные продукты обмена веществ.
+
+
Также амины встречаются в природе в роли продуктов разложения, так как они образуются при гниении живых организмов. Продукты разложения белков дают запах селедочного рассола. Этот запах сигнализирует о присутствии аминов. В художественной литературе вы могли неоднократно сталкиваться с таким словосочетанием, как «трупный яд» - это также связано с присутствием аминов.
+
+
Из-за этого неприятного запаха низшие амины часто путали с аммиаком. Но французский химик Шарль Вюрц в 1849 году обратил внимание на различие между аминами и аммиаком. Оказывается, вся разница в том, что амины обладают способностью к горению на воздухе и при этом образуют углекислый газ.
+
+
<h2>Применение аминов</h2>
+
+
{{#ev:youtube|o7CQSMX0_aE4
+
}}
+
+
Ну а теперь давайте узнаем, где применяются амины? Оказывается, амины нашли широкое применение при изготовлении лекарственных веществ, производстве различных красителей, взрывчатых веществ, а также продуктов, применяемых в органическом синтезе.
+
+
<br>
+
[[Image:10kl_Aminu07.jpg|500x500px|амины]]
+
<br>
+
+
<h2>Вредное воздействие</h2>
+
+
Но также, следует знать, что амины – это вещества, которые довольно таки токсичны. Они представляют опасность при вдыхании их паров, а также при контакте с кожным покровом. А такие амины, как, например, анилин, обладает способностью проникновения через кожу в кровь и может нарушить функции гемоглобина, и тем самым привести к летальному исходу.
+
+
При попадании аминов в кровь появляются такие симптомы, как одышка, посинение губ, носа и кончиков пальцев. Также при отравлении наблюдается учащенное дыхание и сердцебиение. А в некоторых случаях может дойти и до потери сознания.
+
+
В случае отравления или попадания амина на незащищенные участки кожи, необходимо как можно быстрее, очистить пораженный участок кожного покрова с помощью спирта и ваты. Но это следует делать очень аккуратно, стараясь не увеличивать пораженные участки кожи. В случае отравления парами аминов, следует сразу же пострадавшему обеспечить доступ к свежему воздуху и вызвать врача.
+
+
При отравлении алифатическими аминами может произойти нарушение функций печени, поражение нервной системы и проницаемости кровеносных сосудов.
+
+
Вдыхание ароматических аминов может привести к угнетению центральной нервной системы, а также вызвать рак мочевого пузыря.
+
+
<h2>Практическое задание</h2>
+
+
Давайте с вами проведем небольшой опыт. Для этого мы берем и наливаем в пробирку
+
0,5 мл анилина. Теперь возьмем и взболтаем содержимое.
+
+
Вопрос: Какую реакцию вы наблюдаете?
+
+
А сейчас давайте в эту же пробирку добавим соляную кислоту и понаблюдаем до полного
+
растворения анилина в воде.
+
+
'''А теперь подумайте и ответьте на вопросы:'''
+
+
1. Как вы думаете, почему происходит растворение анилина, после того, как мы добавили соляную кислоту?<br>
+
2. Запишите эту реакцию в виде уравнения.<br>
+
3. Попробуйте рассчитать массу вещества, которое образовалось.<br>
+
4. Решите данную задачу.<br>
+
+
'''Ответьте на вопросы:'''
-
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - [http://xvatit.com/forum/ Образовательный форум].
+
1. Назовите известные вам классы органических веществ.<br>
+
2. Какие азотосодержащие соединения вам известны? Назовите их и запишите их формулы.<br>
+
3. Как использование аминов на предприятиях влияет на окружающую среду?<br>
+
4. В чем различие между аммиаком и аминами?<br>
+
5. Назовите сходные свойства аммиака и аминов.<br>
На сегодняшнем уроке мы с вами будем знакомиться с такими соединениями, как амины. Давайте рассмотрим, какие это соединения и что они собой представляют.
Аминами называют такой класс соединений, который представляет собой органические производные аммиака, где атомы водорода замещены органическими группами. В этом классе соединений один или несколько водородных атомов могут быть замещены на углеводородные радикалы.
Отличительным признаком этих соединений является присутствие такого фрагмента, как
R–N<, где R – соответствует органической группе.
Амины делятся на различные группы, классификация которых зависит от его признака строения, который взят за его основу.
По числу замещённых атомов водорода амины делятся на первичные, вторичные и третичные. К первичным относятся те, у которых был замещен всего лишь один атом водорода, соответственно, во вторичных из трех атомов замещены два, а в третичном замещены все три атома из трех имеющихся.
Если амины рассматривать по характеру органических групп, то их можно разделить на
предельные, непредельные и ароматические:
Если же рассматривать амины по числу NH2-групп в молекуле, то их можно разделить на моноамины, диамины, триамины и т.п.
Номенклатура аминов
Таким образом, к названиям органических групп, которые связаны с азотом, доставляют слово «амин» и располагают их в алфавитном порядке.
Также в составлении названия, правила допускают брать за основу углеводород, который
можно рассматривать, как замену аминогруппы. Здесь положение аминов принято указывать благодаря числовому индексу.
Давайте рассмотрим, как это будет выглядеть в записи:
Это читается, как 3-аминопентан. В нем числовые индексы, которые расположены вверху
указывают порядок нумерации атомов С. В некоторых случаях для определенных аминов
сохранились упрощенные названия:
С6Н5NH2 – анилин, хотя, если следовать правилам номенклатуры, то он называется фениламином.
Также в химии часто используют устоявшиеся названия, которые искажают правильные наименования. Так, например:
Н2NСН2СН2ОН – моноэтаноламин, хотя правильно будет называть 2-аминоэтанол;
или
(ОНСН2СН2)2NH – диэтаноламин, а если использовать правильное название, то это будет звучать, как:
Бис 2-гидроксиэтиламин.
Физические свойства аминов
А теперь давайте рассмотрим физические свойства аминов. Первыми представителями ряда аминов являются метиламин CH3NH2, диметиламин (CH3)2NH, триметиламин (CH3)3N и этиламин C2H5NH2. Весь этот ряд аминов являются газами, которые имеют запах аммиака.
Средние члены этого ряда, при увеличении количества атомов в R, превращаются в жидкости. А высшие амины, при увеличении длины цепи R до 10 атомов С кристаллизируются и превращаются в твердые вещества.
А также следует знать, что в высших аминах запах практически отсутствует.
Как мы уже говорили, что простейшие амины имеют резкий запах аммиака и хорошо растворяются в воде. К более сложным аминам относится жидкость, которая имеет запах рыбы.
А вот высшие амины являются твердыми веществами, которые совсем не растворяются в воде и запаха они практически не имеют. Растворимость аминов идет на убыль при увеличении длины цепи и возрастании количества органических групп. То есть, чем выше их молекулярная масса, тем хуже их растворимость в воде.
Химические свойства аминов
А теперь приступим к рассмотрению химических свойств аминов:
Как правило, общими свойствами органических соединения является их способность к горению. Если сравнивать способность горения аммиака с аминами, то первый горит, но его сложно поджечь. А вот амины имеют свойство легко загораться, и при горении их пламя чаще всего бывает бесцветным.
Рассмотрим пример:
Нахождение аминов в природе
Соединения аминов широко распространены как в растительном, так и в животном мире, а также являются такими биологически активными веществами, как витамины, гормоны, промежуточные продукты обмена веществ.
Также амины встречаются в природе в роли продуктов разложения, так как они образуются при гниении живых организмов. Продукты разложения белков дают запах селедочного рассола. Этот запах сигнализирует о присутствии аминов. В художественной литературе вы могли неоднократно сталкиваться с таким словосочетанием, как «трупный яд» - это также связано с присутствием аминов.
Из-за этого неприятного запаха низшие амины часто путали с аммиаком. Но французский химик Шарль Вюрц в 1849 году обратил внимание на различие между аминами и аммиаком. Оказывается, вся разница в том, что амины обладают способностью к горению на воздухе и при этом образуют углекислый газ.
Применение аминов
Ну а теперь давайте узнаем, где применяются амины? Оказывается, амины нашли широкое применение при изготовлении лекарственных веществ, производстве различных красителей, взрывчатых веществ, а также продуктов, применяемых в органическом синтезе.
Вредное воздействие
Но также, следует знать, что амины – это вещества, которые довольно таки токсичны. Они представляют опасность при вдыхании их паров, а также при контакте с кожным покровом. А такие амины, как, например, анилин, обладает способностью проникновения через кожу в кровь и может нарушить функции гемоглобина, и тем самым привести к летальному исходу.
При попадании аминов в кровь появляются такие симптомы, как одышка, посинение губ, носа и кончиков пальцев. Также при отравлении наблюдается учащенное дыхание и сердцебиение. А в некоторых случаях может дойти и до потери сознания.
В случае отравления или попадания амина на незащищенные участки кожи, необходимо как можно быстрее, очистить пораженный участок кожного покрова с помощью спирта и ваты. Но это следует делать очень аккуратно, стараясь не увеличивать пораженные участки кожи. В случае отравления парами аминов, следует сразу же пострадавшему обеспечить доступ к свежему воздуху и вызвать врача.
При отравлении алифатическими аминами может произойти нарушение функций печени, поражение нервной системы и проницаемости кровеносных сосудов.
Вдыхание ароматических аминов может привести к угнетению центральной нервной системы, а также вызвать рак мочевого пузыря.
Практическое задание
Давайте с вами проведем небольшой опыт. Для этого мы берем и наливаем в пробирку
0,5 мл анилина. Теперь возьмем и взболтаем содержимое.
Вопрос: Какую реакцию вы наблюдаете?
А сейчас давайте в эту же пробирку добавим соляную кислоту и понаблюдаем до полного
растворения анилина в воде.
А теперь подумайте и ответьте на вопросы:
1. Как вы думаете, почему происходит растворение анилина, после того, как мы добавили соляную кислоту?
2. Запишите эту реакцию в виде уравнения.
3. Попробуйте рассчитать массу вещества, которое образовалось.
4. Решите данную задачу.
Ответьте на вопросы:
1. Назовите известные вам классы органических веществ.
2. Какие азотосодержащие соединения вам известны? Назовите их и запишите их формулы.
3. Как использование аминов на предприятиях влияет на окружающую среду?
4. В чем различие между аммиаком и аминами?
5. Назовите сходные свойства аммиака и аминов.