Органическая химия реферат 9 класс
Обновлено: 05.07.2024
К шестидесятым годам прошлого столетия в органической химии накопился огромный фактический материал, который требовал объяснения. На фоне беспрерывного накопления экспериментальных фактов особенно остро проявлялась недостаточность теоретических представлений органической химии. Теория отставала от практики, от эксперимента. Такое отставание болезненно отражалось на ходе экспериментальных исследований в лабораториях; химики проводили свои исследования значительной мере наугад, вслепую, зачастую не понимая природы синтезированных ими веществ и сути реакций, которые приводили к их образованию. Так, например, англичанин В. Перкин старш., синтезировавший в1856 г. краситель мовеин окислением нечистого анилина, совершенно не представлял себе механизма открытой им реакции; к тому же он вовсе не ставил перед собой задачу синтеза красителя, а пытался получить хинин. Органическая химия, по меткому выражению Вёлера, напоминала дремучий лес, полный чудесных вещей, огромную чащу без выхода, без конца.
Насущные задачи органической химии требовали разрешения основного вопроса: являются ли молекулы беспорядочным нагромождением атомов, удерживаемых силами притяжения, или же молекулы представляют собой частицы с определенным строением, которое можно установить, исследуя свойства вещества. Теория типов Жерара, с теми или иными оговорками признававшаяся большинством химиков того времени, отказывалась на основании изучения химических свойств решать вопрос о строении молекул. А между тем в органической химии к этому времени уже накопились факты и обобщения, которые могли служить основой для решения этого вопроса. Так, например, теория радикалов дала органической химии чрезвычайно важное обобщение, заключавшееся в том, что при химических реакциях некоторые группы атомов в неизменном виде переходят из молекул исходных веществ в молекулы, образующиеся при этих реакциях. Теория типов, со своей стороны, в значительной мере способствовала изучению наиболее изменчивых частей молекул и причин этой изменчивости.
Глава 1. Первые разработки теории химического строения
Открытие валентности элементов
Исследуя состав металлоорганических соединений, Франкланд (1853) нашел, что каждый металл дает соединения со строго определенным числом радикалов; это число и представляет собой валентность данного металла. Ниже приведены простейшие металлоорганические соединения одно-, двух-, трех- и четырехвалентных металлов:
После открытия Франкланда стало ясно, что атомы могут соединяться в молекулы только в отношениях, определяемых валентностью атомов. В частности, было установлено, что углерод четырехвалентен (Кекуле, Кольбе).
Открытие валентности непосредственно подводило к мысли, что молекулы имеют определенное строение. Однако вопросы о путях установления строения молекул, а также о зависимости свойств вещества от строения его молекул оставались открытыми.
Новая эпоха в органической химии наступила с возникновением теории химического строения. Главная роль в создании, обосновании и подтверждении теории строения принадлежит знаменитому русскому ученому Александру Михайловичу Бутлерову, хотя кроме него элементы этой теории начали разрабатывать А. Купер (1831—1892) в Англии и А. Кекуле (1829— 1896) в Германии.
Разработки А.Купера
Придя, таким образом, к важному представлению о цепи углеродных атомов, Купер выражает далее свои взгляды в формулах, которые, по его замыслу, должны дать картину строения соединений. В качестве примера его формул, которые были первыми конституционными формулами, можно привести следующие:
Из этих примеров видно, что Куперу удалось удивительно правильно передать конституцию этих соединений, а также некоторых более сложных и в то время мало исследованных (винная и виноградная кислоты).
Однако все эти формулы были лишены опытного обоснования. Купер совершенно не ставил вопроса о возможности их экспериментальной проверки. Его формулы, как легко видеть, были основаны на формальной интерпретации понятий валентности и связи атомов, а отчасти даже на интуиции. Естественно, что при таком подходе невозможно избежать ошибок. Так, например, формулы глицерина, глицериновой кислоты и щавелевой кислоты, данные Купером, уже неверны:
Таким образом, взгляды Купера, развитые им в его талантливой, интересной работе, не носят характера строгой теории.
Конституционные формулы Лошмидта
Другая попытка изображения органических соединений конституционными формулами была сделана в 1861 г. Лошмидтом. При построении своих формул Лошмидт рассматривал атомы как мельчайшие материальные частицы, подвергающиеся действию сил притяжения и отталкивания. Эти силы при сближении атомов уравновешиваются, и различные атомы удерживаются друг около друга в некотором равновесном положении. Сферы действия атомных сил Лошмидт условно обозначал кружками (например, атомы углерода и водорода — простыми кружками, кислорода—двойными, азота—тройными).
Формулы Лошмидта имели следующий вид:
Не пытаясь составить какое-либо представление о способе связи шести углеродных атомов в молекуле бензола, Лошмидт обозначал бензол символом
Естественно, что эти формулы оказались ошибочными. Несмотря на то, что многие из предложенных Лошмидтом формул органических соединений оказались удачными, работа его осталась почти не замеченной химиками того времени и не оказала сколько-нибудь существенного влияния на развитие теории органической химии.
Вклад в создание структурной теории Кекуле
Большой вклад в создание структурной теории внес знаменитый немецкий химик Кекуле. Он установил четырехвалентность углерода, ввел тип метана, предложил известную формулу бензола и, что особенно важно, правильно сформулировал одну из основных задач органической химии того времени.
Установление истинного строения молекул Кекуле также считал задачей химии, но, по его мнению, это может быть достигнуто не путем изучения химических превращений, а только сравнительным исследованием физических свойств соединений. Таким образом, и в этом вопросе Кекуле стоял на позиции Же-рара.
Как и другие сторонники теории типов, Кекуле изображал вещество несколькими типическими формулами. Так, например, чтобы передать известные тогда химические свойства уксусной кислоты, Кекуле предлагал изображать ее восемью формулами. Таким образом, хотя взгляды Кекуле и были близки к новым структурным воззрениям, хотя Кекуле и внес существенный вклад в развитие теории химического строения, он так и не смог полностью освободиться от представлений теории типов.
Глава 2. Теория химического строения А.М.Бутлерова
2.1. Идеи Бутлерова
А. М. Бутлеров выступил против положения теории типов о невозможности установления строения молекул химическим путем; он показал, что в молекуле имеется определенная последовательность химической связи атомов (химическое строение). Далее Бутлеров доказал, что строение молекулы можно установить, исследуя химические свойства вещества, и, наоборот, зная строение, можно предвидеть многие свойства соединения. Бутлеров не только обосновал это положение уже имевшимся фактическим материалом, но и предсказал на его основе возможность существования новых веществ, которые впоследствии были открыты им и другими химиками.
Основой теории Бутлерова является идея о порядке химического взаимодействия атомов в молекуле. Этот порядок химического взаимодействия не включает представления о механизме химической связи и физическом расположении атомов. Эта важная особенность теории химического строения позволяет всегда опираться на нее при построении физической модели молекулы.
Таким образом, А. М. Бутлеров первый установил, что каждая молекула имеет определенное химическое строение, что строение определяет свойства вещества и что, изучая химические превращения вещества, можно установить его строение.
2.2. Химические структурные формулы
Что же касается способа написания структурных формул, то Бутлеров справедливо считал этот вопрос второстепенным: «Помня, что дело не в форме, а в сущности, в понятии, в идее,— и принимая во внимание, что формулами, обозначающими изомерию, логически-необходимо выражать настоящее частицы, т. е. некоторые химические отношения, в ней существующие,— не трудно прийти к убеждению, что всякий способ писания может быть хорош, лишь бы только он с удобством выражал эти отношения. Весьма естественно даже употреблять разные способы, предпочитая тот, который является более выразительным для данного случая. Например, этан С2Н6 почти совершенно безразлично может быть изображен:
2.3. Значение теории химического строения, её роль
С возникновением теории химического строения органическая химия вышла из лабиринта типических формул; были показаны пути к познанию внутреннего строения молекул; появилась теоретическая основа для понимания химических процессов, для предсказания новых путей синтеза органических соединений. С самого момента своего возникновения теория химического строения дала возможность химикам проводить экспериментальные исследования направленно, целеустремленно.
Замечательным успехом теории химического строения явилось объяснение явления изомерии, открытого в первой четверти прошлого столетия.
Как известно, в конце XVIII века был установлен закон постоянства состава, согласно которому каждое данное вещество имеет определенный, постоянный состав. В течение нескольких десятков лет этому закону придавалось и обратное значение, т. е. считалось, что данным определенным составом обладает лишь одно определенное вещество. Неправильность последнего положения была показана в результате исследования ряда органических веществ. В 1823 г. Либих, исследовав серебряную соль гремучей кислоты, установил, что ее состав (AgCNO) тождествен составу полученного в 1822 г. Вёлером и резко отличного от нее изоциановокислого серебра.
Этот замечательный факт недолго оставался единичным; вскоре были обнаружены многие другие вещества, обладающие одинаковым составом, но разными свойствами. Открытое явление с 1830 г. начали называть изомерией (от греч. — составленный из одинаковых частей), а вещества с одинаковым составом — изомерами. Попытки объяснить изомерию теорией радикалов и теорией типов были односторонними (как и сами эти теории), а потому не давали удовлетворительных результатов. Фактически в течение почти четырех десятилетий явление изомерии не находило теоретического объяснения.
Такое объяснение стало возможным только после создания теории химического строения, согласно которой природа вещества определяется не только характером и числом атомов, входящих в состав молекулы, но и ее структурой, химическим строением. Отсюда с несомненной очевидностью вытекает возможность существования веществ, имеющих одинаковый состав и молекулярный вес и, тем не менее, совершенно различных вследствие неодинакового химического строения. Таким образом, различие в химическом строении явилось естественным и простым объяснением явления изомерии.
2.4. Открытие Бутлеровым явления динамической изомерии
Следует отметить, что А. М. Бутлеров открыл и впервые объяснил также явление динамической изомерии, заключающееся в том, что два или несколько изомеров в определенных условиях легко переходят друг в друга (явление это в настоящее время носит название таутомерия). Проблема изомерии в целом явилась серьезным испытанием для бутлеровской теории и была ею блестяще решена.
Важной особенностью учения А. М. Бутлерова является то, что он отнюдь не считал молекулу каким-то неподвижным образованием, в котором отдельные атомы связаны в мертвую, безжизненную конструкцию. По этому поводу он писал:
2.5. Защита Бутлеровым своих приоритетов. Роль Д.И.Менделеева
Сформулированные А. М. Бутлеровым ясные, неопровержимые положения теории химического строения в короткий срок обеспечили ей всеобщее признание. Однако вместе с тем появилась тенденция замолчать заслуги А. М. Бутлерова и представить творцами теории строения только Кекуле и Купера.
Уже несколько лет спустя после создания теории строения А. М. Бутлерову пришлось выступить в защиту своего приоритета, так как некоторые зарубежные химики, вначале не признававшие и даже не понимавшие его теории, впоследствии пытались приписать честь создания основных положений этой теории себе.
Заключение
Теория химического строения создавалась А. М. Бутлеровым в середине XIX века, в период, когда в России вырастали новые буржуазные общественно-экономические отношения и рост производительных сил привел к мощному развитию естествознания. В этот период И. М. Сеченов и затем И. П. Павлов создают материалистическое учение о высшей нервной деятельности человека и животных, К. А. Тимирязев и несколько позднее И. В. Мичурин закладывают начало нового этапа в развитии биологии, Д. И. Менделеев открывает важнейший закон природы — периодический закон, обобщивший все имевшиеся в то время знания о химических элементах. Н. И. Лобачевский открывает новую область математики.
Теория химического строения создала возможность научной систематизации фактического материала органической химии, объяснила ее важнейшие закономерности и дала ключ к предсказанию новых фактов. Она явилась научной основой для создания современной органической химии. Она легла в основу современных теоретических представлений органической химии. Сегодня сущность этой теории можно выразить так: физические и химические свойства органических соединений определяются составом их молекул, а также химическим, пространственным и электронным строением.
Список литературы
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.
Реферат к предмету Химия 9 класс
Одним из основных и важных разделов в изучении этой интересной и сложной науки, является органическая химия. Она изучает структуру oрганических сoединений и их свoйства. Всякие соединения углерода с различными элементами называются органическими. Они играют одну из важнейших ролей в существoвании живых oрганизмов.
Разнообразие oрганических сoединений пoлучается, благодаря спосoбности углерoда соединятся с различными элементами, и при этом образовывать молекулы, которые имеют различный сoстав и стрoение.
Основными важными событиями в историческом развитии органической химии можно назвать:
• Метoд научных исследoваний Велером oрганических сoединений с неoрганическими;
• В конце девятнадцатого века широкое развитие промышленности красителей;
• Реакция Вюрца;
• Oткрытие реакций кoнденсации кетoнов и эфирoв;
• Реактивы Гриньяра;
• Открытие ядернoго магнитнoго резoнанса, как метoда анализа;
• Появление биoхимии, как отдельной науки, а также супрамoлекулярной химии и других разделoв.
А теперь давайте немного окунемся в историю органическoй химии. Уже в древние времена были известны методы получения различных органических веществ. Народы Египта и Древнего мира уже в то далекое время научились применять растительные красители. Помимо красителей многим народам были известны секреты получения из сахаросодержащих и крахмалосодержащих растений спиртных напитков.
В средневековье развитие химии претерпело небольшой спад, а прорыв произошел только в конце шестнадцатого, начале семнадцатого веков. Римана в этот период сумел получить некоторые вещества путем перегонки определенных видов растений.
В конце семнадцатого века Шееле смог выделить органические кислоты. Благодаря Руелю в 1773 году из человеческой мочи была выделена мочевина.
Так как выделенные продукты из сырья животного и растительного происхождения имели органическое происхождение и отличались от неорганических соединений, то раздел науки назвали органическая химия.
Но в 1828 году неметкий исследователь Ф.Веллер опроверг эту теорию, так как сумел добыть органическое вещество из неорганических веществ.
В 1857 году благодаря Куперу и Кекуле была разработана теория валентности и Бутлеровым теория химического строения. А немного позже появилась структурированная формула бензола. Это открытие дало толчок к дальнейшему развитию органической химии.
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов
Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит
Бесплатные доработки и консультации
Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки
Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа
Техподдержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему
Строгий отбор экспертов
Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы ![]()
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
Буквально на следующий день Светлана предоставила выполненную работу, получила "отлично". Огромное спасибо!
Последние размещённые задания
Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн
Анализ параграфов с 77 по 85 включительно
Другое, Теория и методика обучения русскому языку
Срок сдачи к 28 февр.
Срок сдачи к 28 февр.
Другое, Психология компетентного родительства
Срок сдачи к 5 мар.
Срок сдачи к 28 февр.
Диплом, Управление государственным и муниципальным сектором,государственное и муниципальное управление
Срок сдачи к 25 мар.
решить все 4 задачи, мой вариант 11.(есть всего 10 вариантов в задаче
Решение задач, Сопромат
Срок сдачи к 28 февр.
Решение задач, маркетинг территорий
Срок сдачи к 2 мар.
Решить 2 задачи
Контрольная, теоретические основы электротехники
Срок сдачи к 28 февр.
«парабансковская система. деятельность мфо
Другое, Банковское дело
Срок сдачи к 1 мар.
Решение одной задачи
Решение задач, БЖД
Срок сдачи к 12 мар.
Промоделировать работу библиотекаря. Интервалы прихода читателей
Решение задач, Моделирование систем
Срок сдачи к 27 февр.
Нужен срочный адекватный перевод несложного текста
Перевод с ин. языка, Перевести текст с русского языка на английский
Срок сдачи к 26 февр.
Воспитание и обучение детей с ДЦП
Курсовая, Дефектология (Специальная педагогика)
Срок сдачи к 18 мар.
Мгу, убийство в состоянии аффекта (107 ук рф), 20-25 страниц
Курсовая, уголовное право
Срок сдачи к 27 февр.
Курсовая, история россии
Срок сдачи к 1 мая
курсовая работа по социальной психологии
Срок сдачи к 14 мар.
Работа с фгос уо для ноо, аооп до (уо, зпр, тмнр, рас)
Поиск информации, Педагогика лиц с интеллектуальной недостаточностью
Срок сдачи к 5 мар.
на тему "Религиозное верование саков"
Срок сдачи к 27 февр.
Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.
Читайте также: