mozok.click » Хімія » Особливості органічних сполук
Інформація про новину
  • Переглядів: 362
  • Автор: admin
  • Дата: 1-02-2018, 18:00
1-02-2018, 18:00

Особливості органічних сполук

Категорія: Хімія

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

• знати спільні та відмінні ознаки органічних і неорганічних речовин;

• розрізняти органічні та неорганічні речовини; основний і збуджений стан атома;

• характеризувати склад органічних сполук; особливості будови атома Карбону; утворення ковалентного зв’язку в органічних сполуках;

• порівнювати органічні й неорганічні речовини за складом;

• складати молекулярні та структурні формули органічних речовин.

Поняття про органічні речовини. Органічні речовини вивчає окрема галузь хімії — органічна хімія. Назва цих речовин тепер, на початку ХХІ ст., не зовсім відповідає дійсності, оскільки органічні речовини не є тільки продуктом живих організмів, як вважали хіміки-дослідники на початку ХІХ ст. Власне, терміни «органічні речовини» й «органічна хімія» уперше запропонував шведський хімік Є. Я. Берцеліус, який стверджував, що органічні речовини поза організмами існувати не можуть.

На початку ХІХ ст. стрімкого розвитку набули медицина, виробництво барвників, вибухових речовин, нафтопереробна й текстильна промисловості. Учені вирішили дослідити склад і властивості органічних речовин. З’ясувалося, що до складу органічних речовин входить дуже мала кількість елементів, зокрема Карбон, Гідроген, Оксиген, Нітроген, Фосфор.

Це дало поштовх до синтезу органічних речовин у лабораторних умовах. У 1924 р. з неорганічних сполук було синтезовано щавлеву

кислоту (Ф. Велер), а в 1928 р. — сечовину. Також синтезували оцтову кислоту, жири, вуглеводи. Отже, було спростовано твердження про те, що органічні речовини є суто продуктом живих організмів.

На основі цих досліджень у середині ХІХ ст. було сформульовано нове визначення органічних речовин. Органічні речовини — це сполуки Карбону, а органічна хімія — хімія сполук Карбону.



Нині працює ціла індустрія із синтезу органічних речовин і разом з природними їх нараховують більше ніж 30 млн. Однак назва «органічні речовини» збереглася; до них належать сполуки Карбону, окрім оксидів, карбонатної кислоти та її сполук.

У повсякденному житті ми користуємося предметами, виготовленими з органічних речовин. Щоденно вживаємо їжу, до складу якої входять вуглеводи, білки, жири, вітаміни. Вони є будівничими організму людини, рослинних і тваринних організмів й одночасно постачають їм поживні речовини для перебігу біохімічних процесів.

Переробкою багатьох речовин органічного походження добувають значну кількість штучних і синтетичних речовин.

Спільні й відмінні ознаки органічних і неорганічних речовин. Розгляньте уважно таблицю 9. Зверніть увагу на спільні й відмінні ознаки між органічними й неорганічними речовинами. Проаналізуйте їх.

Таблиця 9

Спільні й відмінні ознаки органічних і неорганічних речовин

Органічні речовини

Неорганічні речовини

Відмінні ознаки органічних і неорганічних речовин

1

До складу здебільшого входять 6 елементів: Карбон, Гідроген, Оксиген, Нітроген, у меншій кількості — Фосфор і Сульфур.

1

До складу входять багато елементів періодичної системи хімічних елементів.

2

Валентність Карбону в органічних сполуках — тільки IV.

2

Валентність Карбону в сполуках — II, IV.

3

Тип хімічного зв’язку — ковалентний (іноді йонний).

3

Тип хімічного зв’язку — ковалентний, йонний, металічний.

4

Кристалічні ґратки — переважно молекулярні, мають низькі температури плавлення й кипіння.

4

Кристалічні ґратки переважно атомні, йонні, тому мають високі температури плавлення й кипіння. Меншою мірою — молекулярні.

Органічні речовини

Неорганічні речовини

Відмінні ознаки органічних і неорганічних речовин

5

Усі горять з утворенням вуглекислого газу й води, екзотермічні реакції.

5

Реакції горіння притаманні небагатьом речовинам. Є екзо- й ендотермічні реакції.

6

Майже нерозчинні у воді.

6

Чимало речовин добре розчиняються у воді.

7

Реакції між речовинами відбуваються повільно, можуть мати кілька напрямів.

7

Більшість реакцій відбувається миттєво з випаданням осаду, виділенням газу, утворенням води або іншої малодисоційованої речовини.

8

У рівняннях реакцій між реагентами та продуктами ставлять стрілку «^-».

8

У рівняннях реакцій між реагентами та продуктами ставлять знак «=».

Спільні ознаки органічних і неорганічних речовин

1

Неорганічні й органічні речовини мають склад, будову та властивості, що обґрунтовані однаковими законами й теоріями.

2

Серед органічних речовин є розчинні у воді сполуки. У водних розчинах деякі з них дисоціюють на йони, тобто є електролітами.

3

Взаємоперетворення неорганічних й органічних речовин (згадані вище синтези) проявляється в процесі колообігів елементів-органогенів, речовин; це явище свідчить про єдність усієї природи.


Особливості будови атома Карбону. У першій половині ХІХ ст. в органічній хімії накопичилося чимало фактів, які важко було пояснити. Насамперед — утворення великої кількості органічних сполук з незначної кількості хімічних елементів. Синтезуючи органічні речовини, отримували такі, що мали однаковий якісний і кількісний склад, але різні властивості. Завдяки тривалим дослідженням науковців ці явища дістали обґрунтування. Зокрема, було встановлено, що: 1) атоми сполучаються між собою відповідно до їх валентності; 2) атоми Карбону в органічних сполуках — чотиривалентні; 3) атоми Карбону виявляють здатність сполучатися між собою з утворенням ланцюгів різної будови та складу.

Чотиривалентність атомів Карбону та його здатність утворювати карбонові ланцюги різної будови було пояснено на основі електронної будови атомів.

Пригадайте будову електронних оболонок атома Карбону, його електронну формулу.

Елемент Карбон, що має заряд ядра атома +6, у своїй електронній оболонці містить шість електронів, які розташовані на двох енергетичних рівнях: на першому — 2, а на зовнішньому — 4. Електронна формула — 1s22s22p2. На зовнішньому енергетичному рівні атома, що перебуває в основному стані, є два спарені s-електрони та два неспарені р-електрони (рис. 62).

Як показано на рисунку 62, атом Карбону в основному стані має одну вільну р-орбіталь.

Під час хімічних реакцій один s-електрон, поглинувши певну порцію енергії, переходить на вільну р-орбіталь. Такий стан атома Карбону називають збудженим. Відповідно на зовнішньому енергетичному рівні є чотири неспарені електрони, за допомогою яких атом Карбону утворює ковалентні зв’язки. Атом Карбону — чотиривалентний (рис. 63).

Отже, в органічних сполуках атоми Карбону перебувають у збудженому стані. Механізм утворення хімічних зв’язків між атомами Карбону й інших елементів ви вивчатимете поступово, засвоюючи інформацію про вуглеводні та інші органічні сполуки.


ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

Органічні речовини — це сполуки Карбону, які вивчає органічна хімія.

Органічні речовини є продуктами хімічних перетворень у живих організмах і синтезу в лабораторних умовах та промисловості.

Різкої межі між органічними та неорганічними речовинами немає, вони взаємоперетворюються, хоча в багатьох випадках мають відмінності.

Для органічних сполук властиві такі ознаки: містять у своєму складі незначну кількість хімічних елементів, хоча кількість цих сполук велика; ковалентні сполуки з молекулярними кристалічними ґратками; горіння з утворенням вуглекислого газу й води; більшість із них нерозчинні у воді.

Атом Карбону в органічних сполуках перебуває в збудженому стані, унаслідок чого є чотиривалентним.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Поясніть, звідки пішла назва «органічна хімія» і чи відповідає вона сучасним уявленням про органічні речовини.

2. Назвіть елементи, що входять до складу органічних речовин.

3. Охарактеризуйте відмінні й спільні ознаки органічних і неорганічних сполук.

4. Поясніть, чому атом Карбону в органічних сполуках — чотиривалентний.

5. Наведіть приклади органічних речовин природного походження й синтетичних.

 

Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Савчин

 






^