Предмет органической химии. Понятие о химических реакциях. Номенклатура органических соединений. Характеристика и способы получения алканов. Ковалентные химические связи в молекуле метана. Химические свойства галогеналканов. Структурная изомерия алкенов.
Аннотация к работе
1. Предмет органической химии Углерод выделяется среди всех элементов тем, что его атомы могут связываться друг с другом в длинные цепи или циклы. Согласно другому широко используемому определению, органическая химия - это химия углеводородов и их производных. Доказано, что энергия связи (прочность связи) С-С сопоставима с прочностью связей С-О. Углерод обладает возможностью проявлять не одну, а целых три разновидности гибридизации орбиталей: в случае sp3-гибридизации образуются четыре гибридных орбитали, имеющие тетраэдрическую ориентацию; с их помощью образуются простые ковалентные связи: в случае sp2-гибридизации образуются три гибридные орбитали, ориентированные в одной плоскости, и в комбинации с негибридной орбиталью они образуют двойные кратные связи; наконец, с помощью sp-гибридных орбиталей, имеющих линейную ориентацию, и негибридных орбиталей между атомами углерода возникают тройные кратные связи. Сейчас хорошо известно, что атомы углерода способны образовывать простые, двойные и тройные связи не только друг с другом, но также и с другими элементами. Таким образом, современная теория строения молекул объясняет и огромное число органических соединений, и зависимость свойств этих соединений от их химического строения. Она же полностью подтверждает основные принципы теории химического строения, разработанные выдающимся русским ученым А.М.Бутлеровым и изложенные им в докладе О теории химического строения на международном съезде естествоиспытателей в 1861 г. Основные положения теории (иногда ее называют структурной) сводятся к следующему: 1) атомы в молекулах соединены между собой в определенном порядке химическими связями согласно их валентности; углерод во всех органических соединениях четырехвалентен; 2) свойства вещества определяются не только качественным составом, но и его строением, взаимным влиянием атомов, как связанных между собой химическими связями, так и непосредственно не связанных; 3) строение молекул может быть установлено на основе из учения их химических свойств. В природе эти соединения находятся чаще всего в виде сложных сочетаний и лишь изредка появляются в чистом виде (например, хлопок - это весьма чистая целлюлоза, а камни в желчном пузыре представляют собой иногда почти чистый холестерин). Ковалентная связь. Осуществляется за счет электронной пары, принадлежащей обоим атомам. Водородная связь - это связь между положительно заряженным атомом водорода одной молекулы и отрицательно заряженным атомом другой молекулы. Водородная связь изображена точками Наличие водородных связей объясняет высокие температуры кипения воды, спиртов, карбоновых кислот. В переводе с латыни «реакция» означает «противодействие, отпор, ответное действие». Некоторые реакции протекают под действием электрического тока и света Химические реакции записываются посредством химических уравнений , содержащих формулы исходных веществ и продуктов реакции, например: H2 Cl2 = 2HCl исходные вещества продукт реакции В левой части уравнения пишутся формулы исходных веществ (реагентов), в правой части - веществ, получаемых в результате протекания химической реакции (продуктов реакции, конечных веществ). Чаще всего это метиленовые звенья: …-СН2-… Простейший пример гомологического ряда - низшие гомологи алканов (общая формула СnH2n 2): метан CH4, этан C2H6, пропан С3H8 и т. д. Если кратных связей в молекуле несколько, то в суффиксе указывается число таких связей, например: -диен, -триен, а после суффикса обязательно арабскими цифрами указывается положение кратной связи (например, бутен-1, бутен-2, бутадиен-1,3): СН3-СН2-СН=СН2 СН3-СН=СН-СН3 СН2=СН-СН=СН2 бутен-1 бутен-2 бутадиен-1,3 Далее в суффикс выносится название самой старшей характеристической группы в молекуле с указанием ее положения цифрой. Предельные углеводородные радикалы: Метил этил пропил изопропил Бутил втор-бутил изобутил трет-бутил Непредельные углеводородные радикалы: СН2=СН- НС -С- СН2=СН-СН2- винил этинил аллил Ароматические углеводородные радикалы: фенил бензол Тривиальная номенклатура представляет собой совокупность несистематических исторически сложившихся Названий органических соединений (например: ацетон, уксусная кислота, формальдегид и т.д.). Для названия изомеров широко применяют две номенклатуры: старую - рациональную и современную - заместительную, которую также называют систематической или международной (предложена Международным союзом теоретической и прикладной химии ИЮПАК).