План изучения темы
Предмет
|
химия
|
Учебник
|
Химия,Оспанова. - Алматы: Атамұра, 2018
|
Тема урока
|
Гомологические ряды органических соединений. Номенклатура органических соединений. Изомерия органических соединений. Решение задач «Вывод молекулярной формулы газообразного вещества по относительной плотности и массовым долям элементов»
СОР №1
|
Порядок действий
|
Ход занятия
|
Изучите
|
Прочитайте параграф учебника: 51-54
Просмотрите видео материал: https://www.youtube.com/watch?v=Obaw6ZhHivY
https://www.youtube.com/watch?v=3Dbc3gUrYBA
|
Изучи данную информацию
|
Гомологические ряды органических соединений
Гомологи – это вещества, состав которых отличается одной или несколькими группами атомов CH2.
Если гомологи расположены в порядке возрастания относительных молекулярных масс, образуется гомологический ряд.
Характеристики гомологического ряда:
Функциональные группы представителей гомологического ряда;
Общая формула членов гомологического ряда одинакова;
Химические свойства гомологов схожи;
Физические свойства представителей гомологического ряда различны, например, их точка кипения.
В качестве примера рассмотрим гомологический ряд алканов.
CnH2n+2, где n в общей формуле алканов – целые числа, обозначающие количество атомов углерода.
Когда число атомов углерода равно (n = 1), число атомов водорода равно 2n + 2 = 2 ∙ 1 + 2 = 4, получается простейшее органическое соединение, молекулярная формула насыщенного углеводорода – метана CH4. Когда количество атомов углерода в молекуле углеводорода равно двум (n = 2), второй алкан – этан, формула C2H6. Таким образом, образуются следующие алканы: третий углеводород – пропан C3H8, четвертый – бутан C4H10 и другие. Определены формулы других алканов. То есть, используя общую формулу CnH2n+2, можно получить формулу для любого углеводорода ряда алканов.
Если мы сравним молекулярный состав первого представителя алканов метана CH4 и следующего углеводорода этана C2H6, мы обнаружим, что они отличаются друг от друга группой атомов CH2. Аналогичным образом можно наблюдать, что молекулярный состав этана C2H6 и пропана C3H8, пропана C3H8 и бутана C4H10, то есть каждый последующий углеводород изменяется с предыдущего углеводорода на группу атомов CH2. Такие гомологические ряды характерны для всех классов органических соединений.
Химические свойства веществ в гомологическом ряду схожи, потому что они имеют одну и ту же функциональную группу, а их физические свойства изменяются определенным образом. В гомологическом ряду наблюдается закономерность перехода от количественных изменений к качественным. Например: первые четыре представителя алканов – это газы, от пентана до пентадекана (C15H32) – жидкости, а высокомолекулярные алканы, содержащие атомы углерода C16 и более – твердые вещества, т. е. из-за увеличения относительной молекулярной массы в гомологическом ряду алканов температура кипения и плавления и плотность постепенно увеличиваются.
Номенклатура органических соединений
Слово «номенклатура» употребляется в двух значениях:
1) Означает совокупность или перечень названий, терминов, употребляющихся в какой-либо отрасли науки, техники, искусстве.
2) Это слово употребляется для обозначения круга должностных лиц, назначение и утверждение которых, относится к компетенции какого-либо вышестоящего органа. В этом значении данное слово используется в средствах массовой информации.
Тривиальная номенклатура
Первая номенклатура возникла в начале развития органической химии, когда не существовало классификации и теории строения органических соединений.
Органическим соединениям давали случайные названия по источнику получения (щавелевая кислота, яблочная кислота, ванилин), цвету или запаху (ароматические соединения), реже — по химическим свойствам (парафины)
Рациональная номенклатура
С накоплением экспериментального материала выяснилось, что многие вещества обладают похожими свойствами, т.е. принадлежат к одной группе соединений.
На все вещества данного класса стали распространять название вещества, открытого первым. Так появились классы парафинов, олефинов, алкоголей, гликолей.
номенклатура ИЮПАК – систематическая номенклатура
В настоящее время наиболее употребляемой является номенклатура, разработанная Международным союзом теоретической и прикладной химии, которая называется номенклатурой ИЮПАК – систематическая номенклатура.
Чтобы уметь назвать любое соединение, нужно знать совсем немного: названия первых представителей класса алканов, несколько простейших алкильных заместителей и суффиксы, определяющие принадлежность вещества к тому или иному классу.
Названия радикалов (алкильных заместителей) приведены в таблице:
Основные положения заместительной номенклатуры
1. В основе названия соединения лежит родоначальная структура – главная цепь ациклической молекулы (самая длинная цепочка атомов углерода), от этой части названия, по определённым правилам, строится название соединения, оно составляет основу названия, корень слова.
Пример:
СН3-СН-СН2-СН-СООН
׀ ׀
СН3 NH2
В данном случае родоначальной структурой является цепь из пяти атомов углерода, связанных одинарными связями, таким образом, корень слова – пентан.
2. Характеристические группы и заместители (структурные элементы) обозначаются приставками и суффиксами.
В качестве заместителей могут выступать любые атомы или группы атомов, замещающие в исходном соединении атомы водорода.
В качестве приставок выступают углеводородные радикалы и нестаршие характеристические группы. В качестве суффиксов выступает только старшая характеристическая группа.
Понятие «характеристическая группа» равнозначно понятию «функциональная группа». Галогены, нитрогруппа обозначаются только в качестве приставок.
Характеристические группы подразделяются по старшинству
Порядок старшинства основных характеристических групп
- СООН > - СОН > - СО > - ОН > - NH2
3.Выявляют старшую характеристическую группу, которую обозначают в суффиксе. Все остальные заместители называют приставками в алфавитном порядке
В вышеприведённом примере, старшей характеристической группой является карбоксильная группа (СООН), следовательно, соединение относится к группе карбоновых кислот, поэтому к коренной части названия добавляют –- овая кислота (пентановая кислота)
Второй по старшинству группой является аминогруппа (NH2), которая обозначается приставкой – амино.
Кроме этого молекула содержит углеводородный заместитель – метил, таким образом, основой названия является аминопентановая кислота.
СН3-СН-СН2-СН-СООН
׀ ׀
СН3 NH2
4. Атомы родоначальной структуры нумеруют, нумерацию начинают с того конца углеродной цепи, к которой ближе расположена старшая характеристическая группа:
5 4 3 2 1
СН3-СН-СН2-СН-СООН
׀ ׀
СН3 NH2
Нумерация начинается с углерода, входящего в состав карбоксильной группы, ему присваивается №1.
Таким образом, получилось название:
2-амино-4-метилпентановая кислота
Функциональные группы и их обозначения в названиях органических веществ
Построение названия можно представить в виде схемы:
Название соединения = приставка + название родоначальной структуры + суффиксы
Изомерия органических соединений
Изомеры – это вещества, которые имеют одинаковый состав, но разные химические структуры и разные свойства.
Например: изомеры пентана, молекулярная формула которого C5H12
Явление изомерии широко распространено в органической химии. Она подразделяется на структурную и пространственную (стереоизомерия). Структурная изомерия отличается порядком связей между атомами в молекуле, а пространственная изомерия отличается положением атомов в пространстве с такими же связями между атомами.
Для алканов характерна изомерия углеродного скелета. У первых трех представителей алканов изомеров нет, а у бутана 2 изомера:
|
Выполни сор
Суммативное оценивание за раздел 9.4А «Введение в органическую химию» _______________________Ф.И
1. Органическая химия – изучающая соединения это химия,
1) серы (VI) 2) углерода (IV) 3) хлора (VII) 4) фосфора (V)
2. Насыщенными (предельными) называют углеводороды, состав молекул которых отвечает общей формуле 1) СnH2n 2) CnH2n-2 3) CnH2n+2 4) CnH2n+1
3. Дайте определение терминам:
Гомологи – _________________________________________________________________________
Изомеры-___________________________________________________________________________
4. Назовите соединения, формулы которых
А) СН3 – СН2 – СН – СН2 – СН2 –СН2 – СН2 – ОН
׀
СН3
Б) 
5.Заполни таблицу:
Название
|
Молекулярная формула
|
Структурная формула
|
метан
|
|
|
бутен
|
|
|
этанол
|
|
| |
Скачать 431.85 Kb.