Теоретические основы органической химии - Контрольная работа

Органическая химия относится к числу базовых, фундаментальных дисциплин, т.к. вместе с другими разделами химии, а также физикой, биологией и математикой составляет основу знаний о материальном мире, его структуре и происходящих в нем изменениях. Определим предметную область органической химии. В переводе с греческого «organon» - означает часть тела, орган, а однокоренное слово «organismus» - живое существо. Органическими веществами считали все, что выделяли из живых организмов (растений и животных). Во-первых, довольно много соединений углерода (карбонаты, карбиды, оксиды и др.) традиционно изучаются неорганической химией, во-вторых, в состав органических молекул могут входить практически все элементы периодической системы, и в-третьих, в ряде случаев, количество атомов углерода в органическом веществе значительно меньше, чем атомов других элементов (C2F4, CCL3CHO и др.).По различным оценкам известно от 7 до 7,5 млн. органических веществ и ежегодно их число увеличивается на несколько сотен тысяч. Для сравнения мир неорганических веществ на много беднее, их порядка 300 тыс., т.е. около 4% от общего числа веществ. Значение электроотрицательности его атома промежуточное и ни с одним из элементов не дает значительной разности, поэтому углерод образует с атомами других элементов ковалентные неполярные или слабо полярные связи (исключение составляют фтор и кислород, образующие ковалентные полярные связи). При этом образуется атом C с четырьмя неспаренными электронами и полным отсутствием вакантных орбиталей: При образовании молекул все четыре валентности тем или иным способом насыщаются, т.е. атом углерода в любом случае образует 4 ковалентные связи. Тип гибридизации определяется числом осевых связей (s-связей) в молекуле (Всегда в первую очередь образуются осевые s-связи и только потом, если есть возможность, на s-электронном остове образуются боковые р-связи). В процесс гибридизации вовлекаются одна s-орбиталь и две р-орбитали.Теория строения органических веществ возникла на основе открытия четырехвалентности углерода и огромном фактическом материале, накопленном к тому времени. Бутлеров выразил словами: «Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением». В более привычной терминологии это звучит так: химические свойства молекулы определяются свойствами составляющих ее атомов, их числом и химическим строением. Под химическим строением Бутлеров понимал последовательность соединения атомов в молекуле и взаимное влияние атомов и групп атомов друг на друга. Опираясь на свою теорию Бутлеров предположил существование еще одного вещества такого строения, которое и было названо изобутаном: Бутлеров разработал синтез этого вещества и синтезировал его.Изомерия - это явление существования веществ, имеющих одинаковый химический состав, но разное строение молекул, а потому, обладающих разными свойствами. Впервые это явление было обнаружено у неорганических веществ. Правда в 1830 году сам столкнулся с этим явлением, обнаружив, что две органические кислоты - виноградная и винная - хотя и обладают разными свойствами, но имеют одну и ту же формулу: . Берцелиус назвал эти вещества изомерами, что означает равные, а явление - изомерией. Оптическая изомерия (энантиомерия) - это явление существования веществ, молекулы которых относятся друг к другу как предмет и его зеркальное отображение.Реакции протекают значительно медленнее, во многих случаях требуя катализатора, или подбора внешних условий (температура, давление). Substitution - замещение) Один атом или группа атомов замещается на другой атом или группу атомов: Реакции присоединения (Ad - от англ. Общая электронная пара разрывается пополам с образованием двух частиц со свободными валентностями - радикалов: Характер механизма распада определяется типом атакующей частицы (реагента). Это можно представить в общем виде: Реакции, протекающие по таким схемам, называются реакциями электрофильного замещения (SE), т.к. реакция, по сути, замещение, а атакующим агентом является электрофильная частица. Реакции, протекающие по таким схемам, называют реакциями нуклеофильного замещения (SN), т.к. реакция, по сути, замещение, а атакующим агентом является нуклеофильная частица.

План

1. Предмет органической химии. Место органической химии в системе наук

2. Особенности строения атома углерода. Причины многообразия органических веществ

3. Основные положения теории строения органических веществ А.М. Бутлерова

4. Изомерия

5. Классификация реакций в органической химии. Механизмы реакций

6. Взаимное влияние атомов в молекулах органических веществ (Теория электронных смещений К. Ингольда)

1.