Химия 9 класс органическая химия конспект

Обновлено: 06.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Тема Предмет органической химии

Цель урока : Сформировать понятие о предмете органической химии, рассмотреть особенности органических веществ. Познакомить с понятием валентности. Начать формировать навыки составления структурных формул. Раскрыть значение органической химии.

Реактивы и оборудование. Органические (жидкие и твердые) кислоты (лимонная – С ₆ Н ₈ О ₇ , стеариновая – С ₁₇ Н ₃₅ СООН, олеиновая – С ₁₇ Н ₃₃ СООН, уксусная – СH ₃ COOH, аминоуксусная кислота – NН ₂ СН ₂ СООН), глюкоза – С ₆ Н ₁₂ О ₆ , сахар – С ₁₂ Н ₂₂ О ₁₁ , сухое горючее уротропин – С ₆ Н ₁₂ N ₄ , этиловый спирт (в спиртовке) – С ₂ Н ₅ ОН, парафиновая свеча и нефть, бумага; спички, фарфоровая чашка, пробирка, держатель, шаростержневые модели метана, пропана.

План урока : (план на доску)

1.Предмет органической химии.

2.Состав и строение орг. веществ их отличительные признаки.

3.Понятие о валентности (валентность) в сравнении со ст. окисления.

4.Причины многообразия органических веществ.

5.Структурные формулы – составление шаростержневых моделей (лаб./раб.)

Тип урока. Изучение новых знаний.

Огр. Момент : (приветствие уч-ся, наличие готовности к уроку).

Здравствуйте ребята! Садитесь на свои места и мы начнем наш урок, который, я надеюсь будет для вас продуктивным, а самое главное – полезным!

И.Н.М. Постановка темы и учебной цели.

На эту работу отводится 1–2 мин. Далее учитель оформляет ответы учащихся на доске в виде схемы, поочередно спрашивая всех и следя, чтобы названия веществ не повторялись (схема):

Ученик. Алмаз, серная кислота, азот, нитрат цинка, карбид кальция.

Учитель. Какие вещества мы с вами еще не изучали? Назовите их.

Ученик. Белки, жиры, углеводы, бензол, крахмал, метан.

Учитель. Эти вещества относятся к органическим, и изучают их в разделе органической химии. И так, какая тема сегодняшнего урока? А какова же будет цель?

Список органических веществ в настоящее время насчитывает более 10 млн наименований, причем каждый год он пополняется 200–300 тыс. новых соединений. При этом общее число неорганических веществ не превышает 700 тыс. Чем обусловлено такое многообразие органических веществ? В чем их особенность? Что общего в составе этих веществ? Почему данные вещества называются органическими? Ответы на эти вопросы вы получите, изучая новый для вас раздел науки – органическую химию.

Учитель демонстрирует разнообразные органические вещества: органические кислоты (твердые и жидкие) – лимонную С ₆ Н ₈ О ₇ , стеариновую С ₁₇ Н ₃₅ СООН, олеиновую С ₁₇ Н ₃₃ СООН, уксусную СH ₃ COOH, аминоуксусную NН ₂ СН ₂ СООН; глюкозу С ₆ Н ₁₂ О _6, сахар С ₁₂ Н ₂₂ О ₁₁ , сухое горючее уротропин С ₆ Н ₁₂ N ₄ , этиловый спирт (в спиртовке) С ₂ Н ₅ ОН, парафиновую свечу и нефть, в состав которых входят вещества с общей формулой С _х Н _у , бумагу, состоящую из целлюлозы (С ₆ Н ₁₀ О ₅ ) _n .

2. Понятие об органических веществах.
Определение органической химии

Бортовой журнал

В о п р о с 1. Как в древности получали органические вещества? Почему данные вещества назвали органическими?

В о п р о с 2. Что изучает органическая химия?

О т в е т. Раздел химии, который изучает органические вещества, стали называть органической химией.

В о п р о с 3. Какой химический элемент в обязательном порядке входит в состав органических веществ?

О т в е т . В состав всех органических веществ входит химический элемент углерод.

В о п р о с 4. Какое еще можно дать определение органической химии?

О т в е т . Органическая химия – это химия соединений углерода (записать формулировку в тетрадь).

В о п р о с 5. Помимо углерода какой химический элемент входит в состав органических веществ?

О т в е т . Помимо углерода в состав всех органических веществ входит химический элемент водород. Могут еще входить О, S, N и другие элементы (написать знаки химических элементов на доске).

В о п р о с 6. Какое химическое свойство может быть общим для органических веществ?

О т в е т. Все органические вещества горят.

Учитель демонстрирует опыты: горение сухого горючего (уротропина), свечи и спиртовки; обращает внимание на характер пламени (спиртовое пламя бледное, бесцветное, у свечи – яркое, светящееся); вносит последовательно в пламя спиртовки, уротропина и свечи фарфоровую чашку (или жесть от консервной банки), показывает, что от пламени свечи образуется копоть (сажа, состоящая из мельчайших частичек угля).

В о п р о с 7. Какие вещества образуются в ходе горения органических веществ?

О т в е т . При горении органических веществ образуются углекислый газ и вода.

В о п р о с 8 . Как подтвердить, что одним из продуктов горения является углекислый газ?

О т в е т. Пропустить углекислый газ через известковую воду, она помутнеет.

Учитель. Все органические вещества способны гореть, и все они разлагаются при нагревании без допуска кислорода, обугливаются.

Учитель демонстрирует опыты по обугливанию сахара при нагревании.

Учитель. Приведите примеры из жизни, когда происходит разложение органических веществ, т.е. их обугливание. Например, что происходит с продуктами, содержащими крахмал, белок?

Ученик. Образуется уголь. Если пережарить картошку, оладьи, блины, хлеб, происходит обугливание крахмала, входящего в состав картофеля и муки. При подгорании яиц или мяса обугливается белок, содержащийся в этих продуктах.

Учитель. Ребята, определите вид химической связи в органических веществах, исходя из их состава.

Ученик (смотрит на формулы органических веществ, написанные на доске). В органических веществах ковалентная полярная связь.

Учитель. Что произойдет, если на раскаленную сковороду положить поваренную соль, сахар?

Ученик. Сахар начнет плавиться, а поваренная соль останется без изменений.

Учитель. Как вы думаете, почему поваренная соль и сахар ведут себя по-разному при нагревании?

Ученик. Данные вещества имеют разное строение кристаллических решеток.

Учитель. Какая кристаллическая решетка у поваренной соли и у сахара?

Ученик. В поваренной соли NaCl – ионная кристаллическая решетка, а в сахаре – молекулярная.

Учитель. Чем отличаются вещества с молекулярной и ионной кристаллическими решетками?

Ученик. Вещества с ионными кристаллическими решетками имеют более высокие температуры кипения и плавления, чем вещества с молекулярными решетками.

Учитель. И мы с вами это можем наблюдать при плавлении сахара на раскаленной сковороде. Ребята, давайте запишем признаки органических веществ.

1) содержат углерод;

2) горят и (или) разлагаются с образованием воды и углекислого газа;

3) связь в молекулах органических веществ ковалентная;

4) кристаллические решетки в молекулах органических веществ молекулярные.

Физкультминутка

3. Валентность химических элементов

Ученик. Валентность не имеет знака и не может быть нулевой, тогда как степень окисления обязательно харак-ся знаком и может иметь значение, равное нулю.

Учитель. В органических веществах углерод четырехвалентен.

Учитель. Определите степень окисления углерода в следующих веществах: СН ₄ , С ₂ Н ₄ , С ₂ Н ₂ .

Ученик (рассчитывает устно).

Учитель. А теперь составьте структурные формулы данных веществ на основе того, что атом углерода в органических веществах четырехвалентен.

Ученик (пишет на доске):

Учитель. Какой вывод мы можем сделать после выполнения данного задания?

Ученик. Степень окисления атома углерода в органических веществах может быть разная .

4. Причина многообразия орг. соединений.

Способность атомов С соединятся друг с другом и объясняет многообразие орг. веществ.

Закрепление. Лабораторная работа . Ребята вместе с учителем собирают шаростержневые модели разнообразных молекул, имеющихся в распоряжении: метан, этан, пропан.(5 мин.)

Стадия рефлексии

На этой стадии основным является:

• целостное осмысление, обобщение полученной информации;

• усвоение нового знания, новой информации учениками;

• формирование у каждого из учащихся собственного отношения к изучаемому материалу.

Учитель. Какое значение имеют органические вещества в жизни общества?

А теперь представте, что будет если исчезнут органические вещества

Не станет больше деревянных предметов, не будет шариковой ручки, сумки для книг, самих книг и тетрадей, сделанных из органического вещества - целлюлозы. В классе не будет линолеума, от парт останутся лишь металлические ножки. По улице не будут ездить машины - нет бензина, а от самих машин останутся лишь металлические части. Исчезнут корпуса компьютеров и телевизоров. В аптеках не будет большинства лекарств, и нечего будет есть (вся пища тоже состоит из органических соединений). Нечем будет помыть руки и нечего надеть на себя, ведь и мыло, и шампуни, и любые хлопчатобумажные, шерстяные, синтетические волокна, кожа, кожезаменители , красители для тканей - все это производные углеводородов. Да и смотреть на этот мир будет некому – от нас останется лишь соленая вода да скелет, ведь организмы всех живых существ состоят из органических соединений.

Теперь вы понимаете какова роль органических веществ в природе и нашей жизни.

Предмет органической химии. Особенности строения органических веществ. Урок в 9 классе.

Цель урока :сформировать представление о составе и строении органических соединений, их отличительных признаках; выявить причины многообразия органических веществ; продолжить формирование умения составлять структурные формулы на примере органических веществ.

Воспитательные: продолжить формирование познавательного интереса к предмету через использование нестандартных форм обучения и создание ситуации успеха.

Развивающие: развивать учебно-интеллектуальные умения выделять главное и существенное, устанавливать причинно-следственные связи (развивать логическое мышление); продолжить развитие учебно-организационных умений, направленных на выполнение поставленной задачи, осуществление самоконтроля и самоанализа учебной деятельности.

Реактивы и оборудование: органические (жидкие и твердые) кислоты (лимонная – С 6 Н 8 О 7 , стеариновая – С 17 Н 35 СООН, олеиновая – С 17 Н 33 СООН, уксусная – СH 3 COOH,), сахар – С 12 Н 22 О 11 , этиловый спирт (в спиртовке) – С 2 Н 5 ОН, образцы изделий из пластмассы и синтетических волокон (линейки, ручки, капроновые ленты, пуговицы, цветочные кашпо, полиэтиленовые пакеты и т. д.), парафиновая свеча, спички, фарфоровая чашка, пробирка, держатель, шаростержневые модели метана, пропана, бутана

Тип урока: изучение новых знаний.

Методы и методические приемы:

2. Самостоятельная работа с текстом.

3. Проблемная ситуация.

4. Частично-поисковый лабораторный метод.

Габриелян О.С. "Химия".9 класс. Учебник.М.: Дрофа, 2010.
О.С. Габриелян "Химия", 9 класс. Настольная книга учителя. М.: Дрофа, 2002.
О.С.Габриелян, Т.В.Смирнова. Изучаем химию в 9 классе.
Материалы Интернета.

I. Организационный момент (1 мин.)

Здравствуйте ребята! Садитесь.

Проверяю наличие учебных принадлежностей к уроку.

II. Мотивационный момент (2 мин.)

Мы закончили очередную тему из химии элементов. Прежде чем определиться с названием новой темы, вспомним те химические понятия, которые нам помогут в изучении нового материала.

Учащиеся : Химические вещества и их превращения

III. Актуализация знаний (3 мин.)

/оформляю ответы учащихся на доске в виде схемы, поочередно спрашивая всех и следя, чтобы названия веществ не повторялись/

Посмотрите на схему и перечислите вещества, которые относятся к неорганической химии . (Например: алмаз, серная кислота, азот, нитрат цинка, карбид кальция.)

Какие вещества мы с вами еще не изучали? Назовите их.

( Например: белки, жиры, углеводы, бензол, крахмал, метан.)

Эти вещества относятся к органическим, и изучают их в разделе органической химии.

Все, что нас окружает, кроме горных пород и океана, относится к органической химии. Список органических веществ в настоящее время насчитывает около 25 млн наименований, причем каждый год он пополняется на 200–300 тыс. новых соединений. При этом общее число неорганических веществ около 1 млн (700 000).

Чем обусловлено такое многообразие органических веществ? В чем их особенность? Что общего в составе этих веществ? Почему данные вещества называются органическими? Ответы на эти вопросы мы попробуем получить сегодня на уроке.

Сформулируйте тему урока.
Чему мы должны научиться, какова цель нашего урока?

IV. Изучение нового материала (20 мин)

Ребята, чтобы ответить на вопрос, что такое органические вещества и органическая химия, вам необходимо поработать с учебником. Прочитайте первые пять абзацев § 32 учебника, с. 193. Составьте определения. Запишите их в тетрадь.

Учащиеся работают с текстом учебника с. 193,

текст читают дозированно, после каждой смысловой части останавливаются, совместно обсуждают проблемные вопросы темы, ведут записи в тетради.

После прочтения первого фрагмента отвечают на вопросы учителя.

Вопросы учащимся для обсуждения:

Органическая химия – наука об органических соединениях и их превращениях. Первоначально органическим считались вещества, найденные в живых организмах и животных. Например :

Это жиры, которые формируются в живых организмах;
Углеводы в большом количестве содержащиеся в растениях;
Природные волокна – источники которых хлопок, бамбук, тутовый шелкопряд
Природный газ – источник огромного количества углеводородов, нефть, газ и каменный уголь – это природные ископаемые, которые образовались при разложение ранее живших организмов.

Но в настоящее время получено очень много новых веществ, которые как считалось ранее образуются только в живых организмах.
например: пластмассы, моющие средства, лекарства и многое другое .

Т.о. органическая химия включает в себя не только вещества, которые синтезируются в живых организмах, но и получают в лабораториях. Но название предмета сохранилось.

Термин “органическая химия” был введен шведским ученым Й. Берцелиусом в начале XIX века.

Список важнейших открытий органической химии можно представить следующим образом:
Марковников – выделил из нефти особую группу веществ и дал им название нафтены;

Шеврель – определил состав жиров;

Собатье – ему мы обязаны созданием маргарина;

Вюрц – разработал синтез фенолов, красителей и ряда лекарств;

Зелинский – занимался изучением нефти и ее переработкой, но нам он в большей степени знаком как изобретатель противогаза;

Зинин – синтезировал анилин и красители на его основе;

Шееле – в своей аптекарской лаборатории выделил кислоты: щавелевую, лимонную, яблочную и другие, дал им названия.

Дем онстрирую разнообразные органические вещества: органические кислоты (твердые и жидкие) – лимонную С 6 Н 8 О 7 , стеариновую С 17 Н 35 СООН, олеиновую С 17 Н 33 СООН, уксусную СH 3 COOH, аминоуксусную NН 2 СН 2 СООН, сахар С 12 Н 22 О 11 , этиловый спирт (в спиртовке) С 2 Н 5 ОН, парафиновую свечу и нефть, в состав которых входят вещества с общей формулой СхНу, бумагу, состоящую из целлюлозы (С 6 Н 10 О 5 )n.

Все это органические вещества.

Учащиеся: В состав всех органических веществ входит химический элемент углерод.

Дайте определение предмету органическая химия.

Учащиеся: Органическая химия – это химия соединений углерода

Какие еще элементы находятся в составе органических веществ?

Учащиеся: Помимо углерода в состав входит элемент водород. Могут еще входить О, S, N и другие элементы.

Какое химическое свойство вы можете предположить для органических веществ?

Учащиеся: Во все перечисленные соединения входит углерод и водород. Они горят

Все органические вещества горят.

Демонстрирую горение спиртовки ( C 2 H 5 OH ), обращает внимание на характер пламени, вносит последовательно в пламя спиртовки и свечи фарфоровую чашку, показывает, что от пламени свечи образуется копоть. (спиртовое пламя бледное, бесцветное, у свечи – яркое, светящееся)

какие вещества образуются в ходе горения органических веществ на примере парафина?

Учащиеся : образоваться может углекислый или угарный газ, чистый углерод ( сажа, копоть ).

Индивидуальная работа у доски

C х H у + O 2 = CO 2 + H 2 O

При горении органических веществ образуются углекислый газ и вода

Как подтвердить, наличие продуктов окисления: воды и углекислого газа?

! Обсуждаем технику безопасности при работе со спиртовкой

Пропустить углекислый газ через известковую воду, она помутнеет.

Выполнение лабораторного опыта в группах по четыре человека: пробирку с парафином и оксидом меди (II) нагревают, через газоотводную трубку пропускают углекислый газ в известковую воду, наблюдают помутнение из-за образовавшегося карбоната кальция.

CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O

Не все органические вещества способны гореть, но все они разлагаются при нагревании без доступа кислорода, обугливаются.

Демонстрирую обугливание сахара при нагревании

Приведите примеры из жизни, когда происходит разложение органических веществ, т.е. их обугливание. Например, что происходит с продуктами, содержащими крахмал, белок?

Учащиеся: Образуется уголь. Если пережарить картошку, оладьи, блины, хлеб, происходит обугливание крахмала, входящего в состав картофеля и муки. При подгорании яиц или мяса обугливается белок, содержащийся в этих продуктах.

Ребята, определите вид химической связи в органических веществах, исходя из их состава.

Учащиеся: (смотрит на формулы органических веществ, написанные на доске). В органических веществах ковалентная полярная связь.

Что произойдет, если на раскаленную сковороду положить поваренную соль, сахар?

Учащиеся: Сахар начнет плавиться, а поваренная соль останется без изменений.

Как вы думаете, почему поваренная соль и сахар ведут себя по-разному при нагревании?

Учащиеся: Данные вещества имеют разное строение кристаллических решеток.

Какая кристаллическая решетка у поваренной соли и у сахара?

Учащиеся. В поваренной соли NaCl – ионная кристаллическая решетка, а в сахаре – молекулярная.

Чем отличаются вещества с молекулярной и ионной кристаллическими решетками?

Учащиеся. Вещества с ионными кристаллическими решетками имеют более высокие температуры кипения и плавления, чем вещества с молекулярными решетками.

И мы с вами это можем наблюдать при плавлении сахара на раскаленной сковороде. Ребята, давайте запишем признаки органических веществ.

Итак, запишем признаки (особенности) органических веществ.

Далее ученики в тетрадях записывают признаки органических веществ:

Содержат углерод.
Горят и (или) разлагаются с образованием углеродсодержащих продуктов.
Связи в молекулах органических веществ ковалентные.
Кристаллическая решетка молекулярная.

Определите степень окисления углерода в соединениях: СН 4 – метан, С 2 Н 4 – этилен, С 2 Н 2 – ацетилен, пропан -С 3 Н 8

Устно рассчитывают степени окисления элементов. Испытывают затруднения. В метане С 2 H 4 степень окисления - IV, в этилене С 2 Н 4 , в ацетилене С 2 Н 2 , в пропане С 3 Н 8 соответственно II, I и 8/3.

Полученные степени окисления маловероятны. Значит, к органическим веществам нельзя применять методы неорганической химии.

Вместо понятия степени окисления в органической химии применяют понятие валентность.

Валентность – способность атомов образовывать определенное количество ковалентных связей.

Так , в молекуле водорода Н 2 образуется одна ковалентная химическая связь Н-Н, т.е водород одновалентен.

Азот в аммиаке трехвалентен NH 3 или N – H

Сера в сероводороде и кислород в воде двухваленты:

H 2 S или H-S-H, H 2 O или H-O-H

Рассмотрим строение атома углерода.

Рассматривают электронную конфигурацию атома углерода, графическое изображение валентных электронов, переход атома в возбужденное состояние, наличие у атома углерода 4-х неспаренных электронов.( валентность углерода в органических соединениях всегда IV, (атомы углерода соединяются между собой в углеродные цепочки)

Особенности строения органических веществ: (основные положения Бутлерова А.М.)

Атомы в молекулах органических веществ связаны друг с другом согласно их валентности
Свойства веществ зависят не только от состава их молекул, но и от их строения..

Задание . Используя шаростержневые модели п остарайтесь построить структурные формулы СН 4 , С 2 Н 6 , С 2 Н 2 , С 3 Н 8 , С 4 Н 10 . Чёрные шарики – атомы углерода, белые шарики – атомы водорода.

Учащиеся : такие причины, как: соединение углерода в цепи разной длины; соединение атомов углерода простыми, двойными и тройными связями с другими атомами и между собой; множество элементов, входящих в состав органических веществ.

еще одна причина – разный характер углеродных цепей: линейные, разветвленные и циклические, демонстрирует модели бутана, изобутана и циклогексана.

Учащиеся в тетради записывают: Причины многообразия органических соединений.

1. Соединиение атомов углерода в цепи разной длины.
2. Образование атомами углерода простых, двойных и тройных связей с другими атомами и между собой.
3. Разный характер углеродных цепочек: линейные, разветвленные, циклические.
4. Множество элементов, входящих в состав органических веществ.
5. Явление изомерии органических соединений.

Это было известно с 1823 года. Берцелиус (1830 год) предложил назвать изомерами вещества, имеющие качественный и количественный состав, но обладающие различными свойствами. К примеру, было известно около 80 разнообразных веществ, отвечающих составу C 6 H 12 O 2 . В 1861 году загадка изомерии была разгадана.

Определения понятий “химическое строение”, “изомеры” и “изомерия” записываются в тетрадь.

Вещества, имеющие одинаковый состав и одинаковую молекулярную массу но различное строение молекул, а поэтому обладающие разными свойствами называются изомерами.

Состав органического вещества – С 2 Н 6 О.

Умение строить структурные формулы изомеров отрабатываются на примерах:

C 2 H 6 O (этанол и диметиловый эфир), C 4 H 10 (бутан и изобутан). Учитель показывает, как можно записать краткую структурную формулу

Для того, чтобы оценить роль органической химии в нашей жизни, представьте, что станет с нашей жизнью, если из нее исчезнут изделия из дерева, пластмассы, ткани, встанет транспорт из-за отсутствия топлива, исчезнут лекарства, одежда, пища, ну, и мы с вами тоже, поскольку состоим из органических соединений.

Только ли положительное значение имеют органические вещества в жизни общества?

V. Закрепление (13-15 мин)

Ребята, сегодня мы пытались найти ответы на многие вопросы, которые касаются органических соединений и органической химии. Подведем итог.

Видеоурок содержит материал о развитии и становлении органической химии, кроме этого здесь отражены все положения теории строения органических соединений А.М. Бутлерова. Каждое положение данной теории объясняется на конкретных примерах, что делаем материал темы более доступным. В конце урока делается вывод о роли теории строения органических соединений для развития химии.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Предмет органической химии. ТСОС А. М. Бутлерова"

Предмет органической химии. Теория строения органических соединений Бутлерова

С древних времён люди стали использовать вещества животного и растительного происхождения. Эти вещества необходимы для приготовления пищи, изготовления одежды. Позже они стали использовать их для получения лекарств и красителей, парфюмерных средств. Человек давно знаком с такими продуктами растительного и животного происхожения, как сахар, крахмал, уксусная кислота, натуральный каучук, жиры, эфирные масла, красящие и опьяняющие вещества. Из жира получали мыло, из растений – лекарства и дезодоранты.

Более трех тыс. лет назад использовали такой краситель, как пурпур, который продуцирует хищная улитка – мурэкс. Согласно одной легенде, первыми открыли пурпур финикийцы, когда собака царя Фолникса на берегу моря разгрызла раковину мурэкса и её морда окрасилась в пурпурно-красный цвет. Такие пурпурные одежды в древних странах носили только цари.

Представьте, когда Александр Македонский в IV веке до нашей эры разгромил персидские войска, он нашёл там в царской сокровищнице десять тонн пурпура, а для получения одного грамма пурпура нужно десять тысяч улиток.

Органическая химия – это раздел химии, изучающий органические соединения и их превращения.

На сегодняшний день известно около двадцать семь миллионов органических соединений. С каждым годом количество органических веществ увеличивается, потому что их стали получать искусственным путём – в результате химических процессов.

Органические вещества мы встречаем повсюду. Например, для повышения урожайности селькохозяйственных культур и защиты растений используют химические вещества, которые являются органическими, лекаственные препараты и витамины тоже органические соединения. Вещества, которые получают в результате химических превращений являются синтетическими. Это и упомянутые лекарства и витамины, различные виды топлива, моющие средства, корпуса радиоаппаратуры, детские игрушки, одежда.

В последние годы большое внимание стали уделять последствиям неправильного использования химических веществ. Например, синтетический пестицид – ДДТ, который использовали для борьбы с малярией и вредителя сельскохозяйственных культур, при частом применении вызывает токсичность у рыб и птиц. Поэтому это соединение запрещено в ряде стран.

Все органические вещества имеют в своём составе атомы углерода. Поэтому органическую химию часто называют химией соединений углерода. Кроме углерода в состав органических соединений входят атомы водорода, а также могут содержаться атомы кислорода, азота, серы и другие.

Лимонная кислота, уксусная кислота, растительное и сливочное масло, крахмал, целлюлоза – все они содержат атомы углерода, водорода и кислорода.

Органических веществ гораздо больше, чем неорганических (несколько сот тысяч), они имеют более сложное строение, чем неорганические, по сравнению с неорганическими веществами у органических веществ очень большая молярная масса. Это, например, те вещества, благодаря которым происходят жизненные процессы: белки, жиры, углеводы, ферменты, нуклеиновые кислоты.

Источником образования многих природных органических соединений является глюкоза, которая образуется в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды. В результате биохимических превращений глюкоза превращается в крахмал, целлюлозу и другие вещества, которые относятся к природным органическим соединениям.

Органические соединения классифицируют на:

· кислородсодержащие органические соединения

· азотсодержащие органические соединения

Углеводороды содержат атомы углерода и водорода, кислородсодержащие содержат помимо этих атомов ещё и атомы кислорода, а азотсодержащие – атомы азота. Особую группу составлют высокомолекулярные соединения, имеющие огромную относительную молекулярную массу.

Важнейшей особенностью атомов углерода является способность образовывать устойчивые химические связи друг с другом. Атомы углерода могут связываться в цепи различной величины или циклы различной величины.

Подавляющее большинство органических соединений имеют в твёрдом виде молекулярную кристаллическую решётку, в которой молекулы связаны между собой слабыми силами межмолекулярного взаимодействия. Поэтому большинство органических соединений имеют сравнительно невысокие температуры кипения и плавления.

В молекулах углеводородов присутствуют преимущественно ковалентные связи, но связи С–Н обладают малой полярностью из-за небольшой разницы в электроотрицательности. По этой причине молекулы углеводородов практически нерастворимы в полярных растворителях.

Так как в состав органических соединений обязательно входят атомы углерода и водорода, то при сгорании этих соединений образуется углекислый газ и вода.

Для получения органических веществ используют такое сырьё, как нефть, природный газ, каменный уголь, древесину.

Основополагающей теорией для органической химии стала теория строения органических соединений Бутлерова.

Александр Михайлович Бутлеров – русский химик и академик Петербургской академии наук. Он изучил и предсказал изомерию многих органических соединений, а также синтезировал многие вещества.

Основным из положений этой теории считается положение о химическом строении вещества, то есть порядок и последовательность взаимного соединения атомов в молекулу. Для описания химического строения используют такое понятие, как валентность. Так, в органических соединениях валентность водорода равна I, а углерод – IV.

Таким образом первое положение теории Бутлерова это:

Под химическим строением понимается последовательность соединения атомов в молекуле согласно их валентности. То есть атомы в молекулах соединены в определённой последовательности согласно их валентностям.

Этот порядок соединения отображается в виде структурных формул, в которых валентности атомов обозначаются чёрточкой. Если валентность равна I, значит этот атом в формуле соединён с другим атомом при помощи одной чёрточки. Таким образом, для молекулы метана – СН₄ – структурная формула метана показывает, что атом углерода четырёх валентен, так как соединён с четырьмя другими атомами. А атом водорода одновалентен, так как соединён только с одним другим атомом – углеродом.

Например, вам необходимо составить структурную формулу для молекулы С₃Н₈. Для этого следует помнить, что углерод четырёхвалентен, то есть может соединяться с четырьмя другими атомами, а водород одновалентен и может соединяться только с одним атомом. Записываем цепочку из атомов углерода. Мы знаем, что валентность углерода равна IV, поэтому каждый атом углерода может соединиться с четырьмя другими атомами. Получается, что первый атом углерода соединён с одним атомом углерода, поэтому остальные три связи он образует с тремя атомами водорода. Второй атом углерода уже соединён с двумя соседними атомами углерода, остальные две связи он образует с двумя атомами водорода. Последний – третий — атом углерода соединён только с одним атомом углерода, значит он будет связан с тремя атомами водорода. Таким образом, мы получили структурную формулу, которая отражает последовательность соединения атомов в молекуле. Эту структурную формулу можно записать иначе. Например, атом углерода и три атома водорода – СН₃, затем один атом углерода и два атома водорода, поэтому следует записать СН₂, и последний атом углерода и три атома водорода образует СН₃. Получаем сокращённую структурную формулу: СН₃- СН₂- СН₃. Таким образом, С₃Н₈ – это молекулярная формула, она отражает только количественный и качественный состав, но не порядок соединения атомов в молекуле.

Поэтому, при написании структурных формул органических соединений вначале записывают символы атомов углерода, связывая их между собой, затем, учитывая четырёхвалентность атома углерода, записывают символы других атомов.

Пространственное строение молекул удобно представлять в виде модэлий, выполненных из полимерных или других материалов. Модели молекул бывают шаростержневые и масштабные (полусферические). В шаростержневых моделях атомы изображаются в виде шариков разных размеров и цвета, а валентные связи – в виде трубок или стержней из пластмассы или металла. В масштабных моделях атом изображается в виде сферы с размерами, пропорциональными их радиусу.

Второе положение теории Бутлерова свидетельствует о том, что каждое вещество имеет определённое химическое строение. То есть по свойствам данного вещества можно определить его строение, а зная строение, можно предугадать его свойства.

Аналогично и в музыке: музыкант, увидев нотную запись, может предвидеть, как это звучит, и наоборот, слыша музыку, перенести её в ноты.

Третье положение говорит о том, что свойства веществ зависят от их строения. Разный порядок связывания атомов в молекулах приводит к различному химическому строению, а значит, и к различным свойствам.

Например, нормальный бутан и изобутан имеют одну молекулярную формулу – С₄Н_10, но разную последовательность связей.

Руководствуясь этим принципом можно синтезировать вещества с нужными свойствами, задавая им определённое строение. В настоящее время синтезируются множество разнообразных веществ с нужными свойствами: синтетические каучуки и волокна, пластмассы и красители, средства борьбы с сельскохозяйственными вредителями, синтетические витамины, гормоны, лекарства.

Теория Бутлерова явилась научным фундаментом органической химии и способствовала быстрому ее развитию. Она объяснила неясности и противоречия в знаниях об окружающем мире, обобщила достижения в области химии, представила качественно новый подход к пониманию строения и свойств веществ, указала направления и возможные пути получения новых веществ.

Таким образом, раздел химии, который изучает органические соединения и их превращения, называют органической химией. Органических веществ гораздо больше, чем неорганических. Органические соединения мы встречаем повсюду. Подавляющее большинство органических соединений имеют ковалентные связи, а в твёрдом состоянии – молекулярную кристаллическую решётку. Молекулы органических соединений могут изображаться различными способами, однако их химическое строение выражают структурные формулы. Атомы в молекулах соединяются между собой в определённом порядке в соответствии с их валентностью. Свойства веществ зависят не только от того, атомы каких элементов входят в состав молекул, но и от порядка соединения атомов в молекулах. Теория А.М. Бутлерова стала фундаментом развития органической химии.

Раздел химии, изучающий углеродные соединения органического происхождения, называется органической химией. Предметом органической химии являются теоретические и практические представления о строении, структуре, методах синтеза и изучения органических соединений.

Органические вещества

Все органические вещества содержат углерод. Этот элемент зачастую называют элементом жизни, так как он входит в состав всех живых организмов и образует жизненно важные вещества, например, ДНК.

Помимо углерода в состав органических веществ могут входить атомы:

водорода;
кислорода;
азота;
серы;
фосфора.

Наиболее простым органическим соединением является метан (СН₄), состоящий из одного атома углерода и четырёх атомов водорода. При замещении одного, двух или трёх атомов водорода радикалом образуются органические соединения.

Рис. 1. Строение метана.

Обширную группу составляют углеводороды – вещества, состоящие только из атомов углерода и водорода. Они могут образовывать длинные прямые или разветвлённые цепочки, а также циклы – замкнутые в кольцо цепочки, состоящие из трёх и более атомов углерода.

В большинстве углеводородов атомы водорода соединены с атомами углерода одинарными связями. Отдельно выделяют классы веществ, содержащие двойные и тройные связи. Большинство углеводородов добывается из полезных ископаемых – угля, нефти, газа.

Рис. 2. Схема классификации углеводородов.

При замещении или присоединении других элементов образуются новые классы веществ:

азотсодержащие – нитросоединения, амины, аминокислоты;
кислородсодержащие – спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, сложные эфиры, жиры, углеводы;
сераорганические – некоторые аминокислоты, витамины, тиолы, сульфоксиды и другие;
фосфорорганические – фосфины, фосфонаты, фосфорнистые, фосфоновые, фосфиновые, нуклеиновые кислоты, неклеотиды.

Органические соединения разного состава используются в качестве пищи, для изготовления различных материалов (пластмассы, пластика, резины), топлива (бензина, керосина), красителей, лаков, тканей и многих других веществ, используемых в повседневной жизни.

В мире насчитывается более 140 миллионов органических веществ.

Основные понятия органической химии

Для изучения органической химии необходимо знать основные понятия:

углеродный скелет – последовательность взаимосвязанных атомов углерода, образующих молекулу вещества;
функциональная группа – определённая группа атомов в углеродном скелете, определяющая химические свойства вещества;
химическая номенклатура – общепризнанные правила составления наименований соединений определённых классов веществ;
гомологи – сходные по строению и свойствам, но отличающиеся по составу вещества (обычно отличаются на одну группу -СН₂);
изомерия – явление существования одинаковых по составу, но разных по структуре или положению в пространстве веществ – изомеров;
гетероатом – любой атом в углеродном скелете, не являющийся атомом углерода или водорода.

Теорию химического строения органических соединений впервые представил Александр Бутлеров в 1861 году, заложив основу органической химии. Он показал, что свойства веществ зависят не только от качественного и количественного состава, но и от структуры молекулы.

Рис. 3. Бутлеров А. М.

Что мы узнали?

Из урока 9 класс узнали кратко о предмете органической химии. Раздел химии, изучающий углеродные соединения, называется органической химией. Раздел изучает строение, структуру, свойства, синтез органических соединений, состоящих из атомов углерода и водорода. При замещении атома водорода другим атомом образуются различные классы веществ. Органические соединения входят в состав живых организмов и выделяются из полезных ископаемых. Они важны для производства материалов и веществ.

Читайте также: