Органические вещества.
учебно-методический материал по химии (9 класс)

 Теория:

Все известные вещества можно разделить на две группы: органические и неорганические (минеральные).

Органические вещества — соединения углерода.

Исключения: оксиды углерода, угольная кислота и её соли (относятся к неорганическим).

Все органические соединения обязательно содержат углерод и водород.  В их состав могут входить атомы кислорода, азота, галогенов, серы.

Органические вещества составляют основную часть всех живых организмов. Белки, жиры, углеводы являются органическими соединениями.

Природный газ, нефть, каменный уголь, торф также состоят из органических веществ.

Примеры природных органических веществ, которые использует человек: сахар, крахмал, уксусная кислота, каучук, жиры, древесина.

Мы используем огромное количество синтетических органических веществ, которые в природе никогда не существовали (полиэтилен, капрон, лавсан и многие другие).

В быту мы постоянно применяем моющие средства, лекарства, косметику.

Машины не могут передвигаться без резиновых  шин.

Наша одежда состоит из волокон, которые тоже представляют собой органические соединения.

Обрати внимание!

Органические вещества:

• имеют молекулярное строение;
• легкоплавкие и летучие;
• разлагаются при нагревании с образованием угля;
• горят на воздухе и образуют при этом углекислый газ и воду.

Плавление и горение парафина

Атомы углерода отличаются от атомов других элементов тем, что способны образовывать устойчивые химические связи друг с другом. Они могут связываться в цепи разной длины. Цепи бывают линейные и разветвлённые. Атомы углерода соединяются также в циклы разной величины.

Между атомами углерода могут образовываться одинарные, двойные и тройные связи.

Молекулы органических веществ состоят обычно из атомов неметаллов, поэтому в них присутствуют ковалентные связи. Число ковалентных связей, которые образует атом, определяет его валентность.

В основе органической химии лежит теория химического строения органических веществ А. М. Бутлерова. Одно из положений:

Атомы в молекулах органических веществ соединены в определённом порядке в соответствии с их валентностью.

Углерод в органических соединениях всегда четырёхвалентен, кислород — двухвалентен, а водород и галогены — одновалентны.

В молекуле метилового спирта атом углерода соединён ковалентными связями с четырьмя другими атомами, атом кислорода — с двумя, а каждый атом водорода образует одну ковалентную связь.

Свойства веществ зависят не только от состава молекул, но и от порядка соединения атомов в них,

т. е. от химического строения.

Состав и строение органических веществ можно выражать разными формулами.

1. Молекулярные формулы показывают, сколько и каких атомов содержится в молекуле вещества. Молекулярные формулы этана и этанола записываются следующим образом:

C2H6,C2H6O.

Формулы показывают, что в молекуле этана два атома углерода и шесть атомов водорода, а в молекуле этанола содержится ещё и атом кислорода.

2. Структурные формулы отражают порядок соединения атомов в молекуле. Каждая ковалентная связь в структурной формуле обозначается черточкой, направленной от одного атома к другому, а атомы обозначаются символами.

Чёрточка, соединяющая два атома, обозначает валентность. Четыре чёрточки у символов углерода в молекулах этана и этанола обозначают его четырёхвалентность и показывают число химических связей с другими атомами. Две чёрточки у символа кислорода показывают его двухвалентность, а одна чёрточка возле символа водорода говорит о том, что этот элемент одновалентен.

3. Сокращённые структурные формулы тоже показывают порядок соединения атомов, но в них изображаются только связи между атомами углерода, а связи между атомами углерода и водорода не обозначаются. При составлении сокращённых формул учитывают, что углерод в органических соединениях четырёхвалентен.

CH3—CH3,CH3—CH2OH.

Сокращённые структурные формулы могут записываться и без обозначения связей:

CH3CH3,CH3CH2OH.

4. Электронные формулы используют для демонстрации электронного строения молекул. В таких формулах каждый электрон обозначается точкой, а ковалентная связь — парой точек:

Органических веществ известно более двадцати пяти миллионов. Для того чтобы разобраться во всём их многообразии, используют классификацию.

В основу современной классификации органических соединений положены два признака:

• строение углеродного скелета молекулы;
• наличие в молекуле функциональных групп.

По строению углеродной цепи все соединения делят на алифатические (с незамкнутой цепью атомов углерода) и циклические (с замкнутым в цикл углеродным скелетом).

Алифатические соединения могут иметь разное строение углеродной цепи.

Среди циклических веществ выделяют карбоциклические (в цикле только атомы углерода) и гетероциклические (кроме углерода содержат в цикле атомы кислорода или азота).

Атомы кислорода и азота в состав органических веществ входят в виде функциональных групп.

Функциональная группа — это группа атомов, которая определяет свойства вещества.

По наличию функциональной группы выделяют углеводороды (состоят из атомов углерода и водорода) и их производные.

С учётом связей между атомами углерода органические вещества делятся на насыщенные (с одинарными связями между атомами углерода) и ненасыщенные (с двойными и тройными связями).

Среди производных углеводородов можно выделить кислородсодержащие и азотсодержащие (содержат в молекулах третий элемент).

В зависимости от состава функциональной группы среди производных выделяют спирты  R—OH, карбоновые кислоты R—COOH, амины R—NH2 и другие классы веществ.