Учебно-методический план занятия

Учебно-методический план занятия

Дата: 21.05.2020

Группа: 1Ц-9-ДК, АТМ, 1 курс

Дисциплина, междисциплинарный курс: Консультации по химии

Преподаватель: Роговая О.Ю.

Тема: Современное состояние теории строения органических соединений А.М. Бутлерова

Вид занятия: лекция

Печатные издания, электронные издания (электронные ресурсы):

1.Анфиногенова, И. В. Химия : учебник и практикум для среднего профессионального образования / И. В. Анфиногенова, А. В. Бабков, В. А. Попков. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2020. — 291 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-11719-6. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://www.biblio-online.ru/bcode/452856

Домашнее задание:

1. Проработать с материалом и источниками;

2. Посмотреть видеолекцию "Предмет органической химии А. М. Бутлерова"

https://videouroki.net/video/01-predmet-organicheskoj-himii-thsos-a-m-butlerova.html

3.Ответить письменно на контрольные вопросы.

Ход занятия

Пояснения к работе:

План

1. История открытия органических веществ

2. Классификация органических соединений.

3. Понятие: «Органическая химия», особенности строения.

4. Положения теории строения органических соединений .

Контрольные вопросы.

1. Перечислите органические соединения по происхождению веществ.

2. Написать понятие «органическая химия».

3. Написать понятие «валентность», «химическое строение».

4. Перечислить основные положения теории строения органических соединений А.М. Бутлерова

Ответы на задания отправлять на эл.адрес: kot-8626@mail.ru

Тема: Современное состояние теории

строения органических соединений

А.М.Бутлерова (дополнительный материал)

План

1. История открытия органических веществ.

2. Классификация органических соединений.

3. Понятие: «Органическая химия», особенности строения.

4. Положения теории строения органических соединений

Органические вещества были известны ещё в далёкой древности. С давних пор человек применял экстракты из растений для лечения болезней, а природные красители – для окраски тканей. Из жира получали мыло, а способы приготовления уксуса и спиртных напитков знали во всех древних странах.

Период до 8 века называют алхимическим: алхимики искали некий философский камень, способный превращать любые металлы в золото (алхимия) или излечивать все болезни (ятрохимия).

На протяжении 9 – 10 вв. арабский алхимик Абу Бакр ар-Рази сделал попытку разделить все химические вещества по их происхождению на три группы: минеральные, растительные и животные. Эта классификация существовала почти 1000 лет. Но в начале 19 века возникла необходимость объединить химию веществ растительного и животного происхождения в единую науку.

Например, вам уже известно, что в состав растительной и животной клетки входят белки, жиры, углеводы и другие вещества, которые называют органическими. Й. Я. Берцелиус предложил называть науку, которая изучает органические вещества органической химией.

Долгое время господствовало учение о витализме, согласно которому считалось, что для получения органических веществ из неорганических необходима особая «жизненная сила» − vis vitalis. Поэтому получить органические соединения из неорганических вне живых организмах невозможно. Однако в результате развития химии и накопления новых знаний и фактов доказано, что виталисты глубоко заблуждались в своих убеждениях. В 1828 году немецкий химик Ф. Вёлер синтезировал органическое вещество мочевину из неорганического вещества – цианата аммония. Французский учёный М. Бертло в 1854 году получил в пробирке жир, а в 1861 году русский химик А. М. Бутлеров синтезировал сахаристое вещество. Поэтому виталистическая теория рухнула.

В настоящее время органическая химия бурно развивается. Сейчас насчитывается более 25 млн. органических соединений.

Все органические соединения по происхождению можно условно разделить на три типа: природные, искусственные и синтетические.

Природные органические соединения – это продукты жизнедеятельности живых организмов (бактерий, грибов, растений и животных). Это такие соединения, как белки, жиры, углеводы, витамины, гормоны, ферменты, натуральный каучук.

Искусственные органические соединения – это продукты, которые получены на основе природных веществ, но сами в природе не встречаются. Например, на основе природного органического соединения – целлюлозы – получают искусственные волокна – ацетатное, вискозное, медно-аммиачное, бездымный порох, пластмассы и другие.

Синтетические органические соединения получают синтетическим путём с помощью химических превращений. К ним относятся синтетические каучуки, пластмассы, лекарственные препараты, синтетические витамины, стимуляторы роста, средства защиты растений и другие.

В состав всех органических веществ входят атомы углерода, поэтому органическую химию можно назвать химией соединений углерода. Кроме углерода, в состав органических соединений входят атомы водорода. Эти два элемента образуют такой класс органических соединений, как углеводороды. А все остальные классы органических соединений можно рассматривать как производные углеводородов. Это позволило немецкому химику К. Шорлеммеру дать определение понятию «органическая химия».

Органическая химия – эта химия углеводородов и их производных, то есть продуктов, образующихся при замене водорода в молекулах этих веществ, другими атомами или группами атомов.

Так, при замене одного атома водорода в молекуле метана – СН₄ на гидроксильную группу – ОН, образуется спирт метанол – СН₃ОН.

В состав органических соединений могут входить и атомы кислорода, серы, азота, фосфора. Эти элементы называются органогенами, то есть из этих атомов образованы молекулы органических веществ и они составляют основу жизни, потому что входят в состав белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот.

Предметом органической химии являются органические вещества, их строение и свойства, химические реакции, методы изучения и получения, а также возможные области практического применения этих веществ.

Без органической химии и химической технологии человечество уже не может существовать. Но развитие и использование продуктов органической химии имеет и обратную сторону: происходит загрязнение окружающей среды твёрдыми, жидкими и газообразными отходами органического происхождения, химия создаёт и средства для очистки окружающей среды от производственных загрязнений и бытовых отходов.

Одной из причин многообразия органических соединений является способность атомов углерода химически связываться друг с другом, образуя углеродные цепи разной длины и структуры. В составе органических соединений может содержаться большое число атомов углерода – несколько сотен тысяч.

Теория химического строения органических соединений является результатом обобщения опыта, который накопила органическая химия. Органическая химия, как наука оформилась в начале 19 века. Но объяснить многообразие органических соединений учёные начала 19 века не могли.

Термины «строение», «структура» ввёл русский учёный А. М. Бутлеров. Он утверждал, что всякое изменение в структуре молекул неизбежно влечёт за собой изменение их свойств.

Большое влияние на развитие химии оказали работы английского учёного Э. Франкланда, который ввёл понятие валентность.

Помните, валентность– это свойство атомов химических элементов образовывать химические связи. То есть валентность определяет число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами в молекуле. Понятие «валентность» является аналогом понятия «степень окисления». Однако это не одно и тоже. Например, в молекуле азота валентность равна трём, а степень окисления нулю, в пероксиде водорода валентность кислорода равна двум, а степень окисления равна -1.

Поэтому, порядок соединения атомов в молекуле согласно их валентности называют химическим строением.

Теория химического строения – результат работы трёх выдающихся учёных: Ф. Кекуле, А. Купера и А. Бутлерова.

В 1857 году Ф. Кекуле отнёс углерод к четырёхвалентным элементам, а затем вместе с А. Купером в 1858 году отметил, что атомы углерода способны соединяться друг с другом в различные цепи. Их работы послужили основой объяснения явления изомерии, взаимосвязи состава, строения и свойств молекул органических соединений.

Однако основные идеи теории впервые были высказаны А. М. Бутлеровым в 1861 году. Первое положение теории строения органических соединений заключается в том, что атомы в молекулах органических веществ соединены в определённой последовательности согласно их валентности.

Так, атом углерода всегда четырёхвалентен, а его атомы способны соединяться друг с другом, образуя различные цепи. Валентность водорода равна I, а кислорода – II.

Основой скелета органических веществ являются атомы углерода. Они соединяются друг с другом с помощью одинарных или кратных углерод-углеродных связей, образуя цепи.

Второе положение теории: свойства веществ зависят не только от их качественного и количественного состава, но и от строения их молекул, то есть соединения атомов в молекулах. Это положение объясняет явление изомерии. Например, молекула бутана имеет линейное строение и разветвлённое. Эти два вещества будут различаться свойствами.

Третье положение теории основано на том, что атомы и группы атомов в молекулах органических веществ взаимно влияют друг на друга.

В органической химии используется несколько видов химических формул: молекулярные и структурные. Молекулярная формула отражает качественный и количественный состав, а структурная формула отражает порядок соединения атомов в молекуле согласно их валентности.