Органика кратко в таблице

Обновлено: 01.07.2024

Раздел химии, изучающий структуру, свойства, методы синтеза углеродных соединений, называется органической химией. Органические вещества – основа живого мира.

История

Изучение органической химии началось с исследования материалов биологического происхождения. Краткая история органической химии представлена ниже.

Год

Учёный

Работа

Обнаружил сахар в свёкле, что имело большое экономическое значение

Выделил из растительного сырья яблочную, лимонную, щавелевую, молочную, винную кислоты

Антуан Лоран Лавуазье

Выявил, что получаемые из живых организмов вещества содержат углерод, водород, кислород, азот, иногда фосфор и серу

Синтезировал мочевину, развеяв миф, что органические соединения нельзя синтезировать, их могут производить только животные или растительные тела

Опираясь на атомно-молекулярное учение, знания о валентности и химической связи, разработал теорию химического строения. Это заложило основы для развития органической химии. Бутлеров показал, что свойства вещества помимо их качественного и количественного состава также зависят от химического строения

Рис. 1. Александр Бутлеров.

С развитием науки и промышленности возник раздел органической химии – органический синтез, изучающий способы получения органических соединений, представляющих биологическую, физическую, химическую ценность.

С развитием нефтепромышленности появилась нефтехимия. Из нефти выделили соединения, которые используются в промышленности для получения пластмасс, топлива, синтетического каучука и множества других материалов.

В мире насчитывается 141 миллион органических соединений.

Строение органических веществ

Все органические соединения образованы:

углеродным скелетом или цепью – последовательно связанными атомами углерода;
функциональной группой – группой атомов, определяющих химические свойства вещества.

Формулы органической химии записываются в двух формах:

краткой – аналогично записи неорганической химии (С₅Н₁₂);
структурной – показывает порядок и расположение атомов, связанных валентными связями (обозначаются штрихами) – СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃.

Соединения, отличающиеся химическим строением, но имеющие одинаковый качественный и количественный состав, называются структурными изомерами.

Рис. 2. Структурные изомеры.

Классификация

В зависимости от качественного состава выделяют пять групп органических веществ:

углеводороды – содержат только углерод и водород (алканы, алкены, алкины, алкадиены, циклоалканы, арены);
азотсодержащие соединения – содержат атомы азота (нитросоединения, амины, аминокислоты);
кислородсодержащие соединения – содержат атомы кислорода (спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, сложные эфиры, жиры, углеводы);
сераорганические соединения – содержат атомы серы (некоторые аминокислоты, витамины, тиолы, сульфоксиды и другие);
фосфорорганические соединения – содержат атомы фосфора (фосфины, фосфонаты, фосфорнистые, фосфоновые, фосфиновые, нуклеиновые кислоты, неклеотиды).

Атом органического соединения, не являющийся водородом или углеродом, называется гетероатомом.

В зависимости от схемы строения все органические вещества делятся на две объёмные группы:

ациклические – имеют открытую цепь атомов;
циклические – имеют замкнутую, неоткрытую цепь атомов.

Более подробная классификация органических соединений по строению представлена в таблице.

Виды

Группы

Описание

Алканы – содержат только простые связи

– Алкены – имеют двойную связь;

– алкадиены – имеют две двойные связи;

– алкины – содержат тройную связь

Циклы образуют только атомы углерода. Подразделяются на алициклические и ароматические

В состав входят гетероатомы

Рис. 3. Схема классификации органических веществ.

Что мы узнали?

Из урока химии 10 класса узнали об истории возникновения органической химии как науки, строении и классификации органических веществ. Развитию органической химии способствовал Бутлеров, разработав теорию химического строения. Все органические вещества содержат углерод и могут отличаться расположением атомов, качественным и количественным составом. Органические вещества классифицируются по двум признакам – составу и строению.

История

Год

Учёный

Работа

Обнаружил сахар в свёкле, что имело большое экономическое значение

Выделил из растительного сырья яблочную, лимонную, щавелевую, молочную, винную кислоты

Антуан Лоран Лавуазье

Рис. 1. Александр Бутлеров.

В мире насчитывается 141 миллион органических соединений.

Строение органических веществ

Все органические соединения образованы:

углеродным скелетом или цепью – последовательно связанными атомами углерода;
функциональной группой – группой атомов, определяющих химические свойства вещества.

Формулы органической химии записываются в двух формах:

краткой – аналогично записи неорганической химии (С5Н12);
структурной – показывает порядок и расположение атомов, связанных валентными связями (обозначаются штрихами) – СН3-СН2-СН2-СН2-СН3.

Рис. 2. Структурные изомеры.

Классификация

В зависимости от качественного состава выделяют пять групп органических веществ:

углеводороды – содержат только углерод и водород (алканы, алкены, алкины, алкадиены, циклоалканы, арены);
азотсодержащие соединения – содержат атомы азота (нитросоединения, амины, аминокислоты);
кислородсодержащие соединения – содержат атомы кислорода (спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, сложные эфиры, жиры, углеводы);
сераорганические соединения – содержат атомы серы (некоторые аминокислоты, витамины, тиолы, сульфоксиды и другие);
фосфорорганические соединения – содержат атомы фосфора (фосфины, фосфонаты, фосфорнистые, фосфоновые, фосфиновые, нуклеиновые кислоты, неклеотиды).

Атом органического соединения, не являющийся водородом или углеродом, называется гетероатомом.

В зависимости от схемы строения все органические вещества делятся на две объёмные группы:

ациклические – имеют открытую цепь атомов;
циклические – имеют замкнутую, неоткрытую цепь атомов.

Более подробная классификация органических соединений по строению представлена в таблице.

Виды

Группы

Описание

Алканы – содержат только простые связи

– Алкены – имеют двойную связь;

– алкадиены – имеют две двойные связи;

– алкины – содержат тройную связь

Циклы образуют только атомы углерода. Подразделяются на алициклические и ароматические

В состав входят гетероатомы

Рис. 3. Схема классификации органических веществ.

Что мы узнали?

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Органика в таблицах

Краткое описание документа:

Материал этой презентации сборно-разборный. Хороша сама идея. Он может использоваться для создания иллюстрации Ваших объяснений теории органической химии в 10 классе по отдельным темам и для повторения в 11 классе огромного курса органической химии.

Можно перемещать слайды в нужной Вам последовательности при изложении материала. Например, при изучении видов гибридизации один порядок слайдов. Затем, при изучении отдельных классов углеводородов нужный вид гибридизации перемещаем к слайдам с материалом об этом классе ("sp-гибридизация" к "Алкинам").

По данному критерию углеводороды разделяют на две большие группы: циклические и ацеклические.

Ациклический углеводород – это соединение, у которого цепь незамкнутая и углероды соединяются в виде прямой или разветвлённой цепей. Ациклические углеводороды разделяют на две группы: насыщенные и ненасыщенные или предельные и непредельные соответственно. В насыщенных атомы углерода соединяются одинарной связью, а в ненасыщенных двойной или тройной.
Циклический углеводород – это соединение, у которого цепь замкнута, образует кольцо. Колец в веществе может быть несколько. Циклические углеводороды также разделяют на две группы: карбоциклические и гетероциклические. Карбоциклические цепи состоят из углерода, в гетероциклических могут находиться O₂, N₂ и S.

Так как углеводороды — это соединения с простейшим строением, состоящие практически только из атомов C и H₂ (иногда O₂, N₂, S), для их дальнейшей классификации выделяют подклассы: алканы или предельные углеводороды; алкены, алкины, алкадиены, ароматические – непредельные.

Алканы. Суффикс -ан. В цепи все атомы углерода объединены одинарной связью C-C. Они не способны присоединять новые атомы, но способны их отдавать. Общая формула молекулярного строения CnH2n+2, где n – число атомов углерода в соединение.
Алкены. Суффикс -ен. В цепи этих веществ находится двойная связь C=C. Они принимают новые атомы и отдают. Формула CnH2n.
Алкины. Суффикс -ин. В цепи этих веществ находится тройная связь С≡С. Формула CnH2n-2.
Алкадиены. Суффикс -диен. В цепи этих веществ находятся две двойные связи. Они способны принимать новые атомы, но не способны отдавать свои. Общая формула CnH2n-2.
Циклические. Суффикс -ан. Цепь этих веществ замкнута. Она может раскрываться, за счёт присоединения атомов водорода. Формула CnH2n.
Ароматические. Цепь этих веществ замкнута, внутри цепи бензольное кольцо. Ароматический углеводород может состоять из одного, двух, трёх и т.д. колец. Формула молекулярного строения CnH2n-6.

II. По функциональной группе

Другие соединения в органической химии принято считать галогенпроизводными. По наличию и типу функциональной группы галогенпроизводные выделяют следующие классы:

1. Спирты и фенолы

Спирты – соединения, в которых один или пара водородов замещены на гидроксогруппу -ОН. По количеству гидроксогрупп различают одноатомные и многоатомные спирты.

Формула одноатомных спиртов CnH2n+1OH, многоатомных спиртов CnH2n+2Ox, где x – количество атомов кислорода.

Также спирты существуют в виде ароматических соединений. Общая формула CnH2n-6O.

Фенолы – производные ароматических соединений. Отличаются от спиртов тем, что гидроксильная группа напрямую связана с бензольным кольцом, а не через углеродный радикал.

Органические соединения, в которых один или несколько водородов замещены аминогруппой. По количеству замещённых водородов, амины разделяют на первичные R-NH₂, вторичные R-NH-R’ и третичные R-N(-R)-R.

3. Альдегида и кетоны. Суффиксы аль- и -он соотвественно

Альдегиды - соединения, в которых два водорода замещены кислородом при первичном углероде. Это образует альдегидную группу –СН=О. Общая формула R-CН=O.

Кетоны – соединения, в которых 2 атома водорода замещены на один кислород при вторичном атоме углерода. Это образует карбонильную группу –C(О)-. Общая формула R-C(О)-R’.

Общая молекулярная формула кетонов и альдегидов C_nH_2nO.

4. Карбоновые кислоты. Суффиксы -овая и -диовая

Соединения, имеющие карбоксогруппу СООН-. По числу функциональных групп эти кислоты разделяют на монокарбоновые (метановая и этановая) и дикарбоновые (этандиовая и терефталевая).

Формула одноосновных кислот CnH2nO2 или CnH2n-8O2.

5. Простые эфиры

Органические соединения, в которых два углеродных радикала соединены через атом кислорода в виде R-O-R’. Формула CnH2n+1OH.

6. Сложные эфиры

Соединения, в которых атом водорода гидроксогруппы замещаются на углеводородный радикал.

Структурная формула имеет вид:

Соединения, в которых один или пара атомов H2 замещаются нитрогруппой -NO2.

Соединения, в которых находятся две функциональные группы: карбоксильная COOH- и амино NH2-. Общая формула C_nH_2n+1NO₂.

Номенклатура

Номенклатура отражает химические свойства и особенности строения органических веществ. Она бывает тривиальная (названия, связанные с историей получения веществ) и систематическая (названия связанные со строения веществ).

Алгоритм составления систематического названия называется номенклатурой ИЮПАК. Её придерживается вся современная химия.

Читайте также: