ІІ. Засвоєння і закріплення знань.
ЛЕКЦІЯ №15
Тема: Теорія хімічної будови органічних сполук
Закономірності зміни фізичних властивостей у гомологічному ряду
Мета: Простежити історію розвитку теорії хімічної будови орг.. сполук. Пояснити студентам зміст сучасної теорії будови орг.. речовин, її значення. Узагальнити знання студентів про поняття явище ізомерії та гомології. Розвити навички складання структурних формул і пояснення властивостей орг.. сполук за їхньою хім.. будовою.
Обладнання: періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва,
І. Організація групи до заняття
ІІ. Засвоєння і закріплення знань.
Органічна хімія вивчає сполуки до складу яких входить елемент Карбон. Крім вуглицю до складу органічних сполук можуть входити Н, О, Cl, N, P та S. Таким чином органічна хімія-це хімія сполук вуглецю. Вона вивчає їхню будову, властивості та застосування. У розвитку органічної хімії провідну роль відіграла теорія хімічної будови, створена О.М Бутлеровим (1861 рік), яка дала можливість хімікам зрозуміти хімізм процесів, передбачити способи синтезу органічних сполук, сприяти розв’язанню практичних завдань, пов’язаних з розвитком промисловості. Паливо, каучук необхідні для сучасного транспорту, наша їжа, одяг, різноманітні фарби і синтетичні барвники, ліки, пластмаси, вітаміни, засоби боротьби із сільськогосподарськими шкідниками, ферменти, гормони – все це і багато інших промислових продуктів є предметом вивчення органічної хімії.
В середині 19 ст. було накопичено достатньо експериментального матеріалу з орг.. хім..: добуто багато сполук, вивчено їх хім. склад. У той же час розвиток теоретичних уявлень значно відставав від експериментальної хімії, що в свою чергу негативно позначилось на розробці способів раціонального використання орг.. сполук для потреби людства.
Наука не була спроможна пояснити, чому різні речовини, що мають однаковий якісний та кількісний склад, відрізняються за своїми властивостями. Наприклад, відомі нам глюкоза і фруктоза-різні речовини мають однаковий склад С6H12O6 . Такі речовини Й.Я. Берцеліус назвав ізомерами. Значні труднощі виникли у визначенні валентності вуглецю. У сполуках СН4, С2Н6, С3Н8, які входять до складу природного газу, вуглецю можна надати різну валентність і навіть дробову. Яка ж дійсно валентність С в орг.. сполуках залишалося не зрозуміло. Також вчені не змогли пояснити чому неорг. сполук значно більше ніж орг..
Виникла необхідність у створені теорії, яка б була спроможна не лише правильно тлумачити накопичені наукою факти, а й передбачити нові. Такою теорією стала теорія хім. будови, запропонована О.М. Бутлеровим.
У 50-ті роки 19 ст. завдяки працям вчених у науку ввійшло поняття про валентність. Були встановлені точні формули багатьох неорг. і орг. сполук. У 1858 р. німецький вчений Ф.А. Кекуле розвинув уявлення про 4-х валентність С.
Основні положення теорії хім.. будови орг.. сполук О.М. Бутлеров сформулював у 1858-1861 рр. Бутлеров увів уявлення про хім. будову – точне визначений порядок розміщення атомів у молекулі.Кожна речовина має лише одну формулу, яка відображає послідовність сполучення атомів у молекулі, порядок їх взаємозв’язку і взаємного впливу.
В основу теорії хім.. буд. була покладена валентність елементів – важлива властивість атомів, що характеризує їхню здатність до утв. хім.. зв’язків. Згідно з теорією Бутлерова сполучення атомів у молекулі відбувається відповідно до їхньої валентності. Атом вуглецю в орг.. сполуках чотирьох валентний, топ то може бути сполучений з чотирма іншими одновалентними атомами. При цьому атом вуглецю може сполучитися між собою і з атомами різних елементів. Позначимо його валентність умовно рисками
│
▬ С▬
│
Завдяки цих валентностей і утворюються зв’язки з атомами Н, Cl та іншими елементами.
Н
│
Н▬С▬Н
│
Н
Н
│
Н▬С▬Cl
│
Н
Якщо у сполуці два або більше атомів С, то вони можуть сполучатися між собою у молекулу по-різному: утв. відкриті ланцюги або замкнуті кільця (цикли). При цьому важливо, щоб зберігалася чотирьохвалентність атомів С.