Главная >> Химия 10 класс. Профильный уровень. Кузнецова

Глава 3. Особенности строения и свойств органических соединений. Их классификация

§ 6. Классификация и номенклатура органических соединений

В процессе изучения химии и других предметов вы знакомились с разными классификациями познаваемых объектов, для обзорности и удобства их применения составляли классификационные схемы.

Для чего науке нужны классификации объектов?
Какие классификации веществ вам известны?
Приведите их схемы и примеры веществ.
По каким классификационным признакам проведено разделение веществ на классы?

Существует около 2 миллионов природных и более 10 миллионов синтезированных органических соединений. Чтобы не потеряться в их многообразии, необходимо создать систему. Важнейшим методом систематизации объектов является классификация. Примером может служить разделение органических веществ на классы.

Любая классификация основана на определенных признаках классифицируемых объектов. Основу классификации органических соединений составляют особенности их строения и зависимых от него свойств. Огромное число органических соединений классифицируют с учетом строения углеродной цепи и присутствующих в молекуле функциональных групп.

Классификационные признаки органических соединений

1. Строение углеродной цепи.

2. Природа функциональных групп.

Выбор этих классификационных признаков не случаен.

Углеродная цепь, или углеродный скелет, является наиболее устойчивой и менее изменяемой частью органического вещества.

Углеродные цепи могут иметь неразветвленное, разветвленное и циклическое строение.

Примеры:

Органическую химию можно рассматривать как химию углеводородов и их производных. Углеводороды являются простейшими по составу органическими соединениями.

Углеводородами называются органические вещества, молекулы которых состоят из атомов углерода и водорода.

В зависимости от строения углеродной цепи органические соединения делят на:

ациклические (алифатические) — содержащие незамкнутые (открытые) углеродные цепи неразветвленного или разветвленного характера, например алканы: СН₄ — метан; СН₃—СН₂—СН₂-СН₂—СН₃ - пентан и др.; алкены: СН₂=СН₂ — этилен; СН₃—СН=СН₂ — пропилен и др.; алкины: НС≡СН — ацетилен и др.;

циклические — соединения с замкнутой углеродной цепью, например циклогексан С₆Н₁₂:

В зависимости от природы атомов, составляющих цикл, различают соединения:

карбоциклические — имеющие в цикле (замкнутой цепи) только атомы углерода (например, циклопентан — С₅Н₁₀);

гетероциклические — содержащие в цикле кроме атомов углерода атомы других элементов (греч. heteros — «другой», «иной») — кислорода, азота, серы и др. (например, оксазол, включащий кроме углерода и водорода атомы еще двух элементов (азота и кислорода)

Углеводороды, имеющие сходное химическое строение углеродных цепей и сходные химические свойства, называются гомологами (от греч. homologos — «подобный»). Например, многие углеводороды, имеющие схожие свойства, входят в состав природного газа: метан СН₄, этан С₂Н₆, пропан С₃Н₈, бутан С₄Н₁₀ и др.

Задание. Напишите развернутые и сокращенные структурные формулы перечисленных веществ. На какую группу атомов отличается состав каждого из последующих веществ? Какую общую формулу можно установить для всех этих веществ?

Это ациклические, предельные углеводороды. Формула каждого последующего соединения отличается на группу атомов СН₂. Состав этих соединений выражает общая формула С_nН_2n+2. Их можно объединить в один гомологический ряд метана. Все члены этого ряда — гомологи.

Гомологическим рядом называют ряд соединений, расположенных в порядке возрастания их относительной молекулярной массы, в котором каждый последующий член отличается от предыдущего на одну и ту же группу атомов СН₂, называемую гомологической разностью.

Таким образом, гомологический ряд представляет собой группу родственных соединений с однотипной структурой, обладающих близкими химическими свойствами и закономерно изменяющимися физическими свойствами. Примерами гомологов могут служить следующие пары соединений: этан С₂Н₆ и пропан С₃Н₈; метанол СН₃—ОН и этанол С₂Н₅—ОН; уксусная СН₃—СООН и пропановая С₂Н₅—СООН кислоты. В каждой из этих пар гомологов разность в их составе равна одной СН₂-группе.

Как уже было отмечено, органическая химия — это химия углеводородов и их производных. Производные углеводородов можно получить, замещая один или несколько атомов водорода на другие атомы (например, на атомы галогенов) или на группы атомов, в значительной степени определяющие их химические свойства (функции). Такие реакционноспособные группы называют функциональными группами (—ОН, —СООН, —NH₂ и др.).

Функциональная группа — это группа атомов, которая обусловливает характерные химические свойства (функции) определенного класса органических соединений, ее содержащих.

Продолжение >>>