Главная >> Химия 9 класс. Кузнецова

Глава 7. Общие сведения об органических соединениях

§ 35. Возникновение и развитие органической химии — химии соединений углерода

Мы уже говорили, что углерод — один из важнейших элементов в природе. Живой мир на планете Земля — это мир углерода. Атомы углерода обладают уникальной способностью образовывать многочисленные разнообразные соединения, которые назвали органическими. Сегодня их число более десяти миллионов. Из органических веществ состоит весь животный и растительный мир Земли. Они необходимы как в виде продуктов питания, так и в виде предметов обихода. В состав органических веществ всегда входят атомы углерода. Кроме них, в состав органических веществ могут входить водород, кислород, азот, галогены, сера, фосфор.

Почему углерод образует так много соединений? От чего зависит их разнообразие? Почему соединения углерода рассматриваются в специальном курсе — органической химии? На эти вопросы вы получите ответы, изучив эту главу. В курсе химии 9 класса мы познакомимся лишь с самыми известными представителями органических соединений.

Среди многообразия органических соединений простейшими являются углеводороды — соединения, состоящие из атомов двух элементов: углерода и водорода. Они как бы являются родоначальниками всех других классов органических соединений.

Здесь рассмотрены также кислородсодержащие органические соединения (спирты, карбоновые кислоты), а также приведены общие сведения о биологически важных органических соединениях (жирах, углеводах и белках).

Возникновение и развитие органической химии — химии соединений углерода

В древние времена человек уже пользовался многими органическими веществами: перерабатывал шкуры животных в кожу путем дубления, получал из жиров мыло, добывал из растений красящие, душистые и лекарственные вещества, выделял сахар из сахарного тростника, получал уксус брожением сахаристых веществ.

Термин «органические вещества» впервые ввел шведский ученый И. Берцелиус в 1807 г. Органические вещества — это вещества, содержащие углерод.

Соединения углерода стали предметом самостоятельной науки — органической химии. В это время исследователи занимались изучением состава природных соединений и их свойств. С накоплением сведений об органических веществах стало ясно, что недостаточно устанавливать состав и свойства соединений, необходимо выявить зависимость свойств веществ от их состава и строения. Теоретические воззрения, существовавшие в то время, не позволяли решить эту задачу.

Ученые того времени не могли объяснить многие явления в органической химии, например: какова валентность углерода в таких соединениях, как этан С₂Н₆, пропан С₃Н₈, бутан С₄Н₁₀ и т. д.; почему вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, отличаются по свойствам (например, глюкоза и фруктоза имеют одинаковую молекулярную формулу — C₆H₁₂O₆, но обладают разными свойствами)? Была путаница в написании формул. В зависимости от проявленных химических свойств одно и то же вещество изображалось разными формулами. Ученые не могли также объяснить, почему именно углерод образует так много соединений.

Требовалась теория, которая могла бы дать ответы на все возникшие вопросы. Такой теорией стала теория химического строения органических соединений, созданная русским ученым Александром Михайловичем Бутлеровым (1861 г.).

Какова валентность атома углерода в органических соединениях?
От чего зависят свойства веществ?

Теория химического строения органических соединений явилась крупнейшим событием в развитии органической химии. Она заложила научные основы органической химии и объяснила ее важнейшие закономерности. В ней обобщены и использованы исследования многих ученых, современников А.М. Бутлерова.

Развитие современной органической химии невозможно без использования достижений этой теории. Она является теоретическим фундаментом органической химии.

Рассмотрим основные положения этой теории на конкретных примерах.

Углерод в органических соединениях всегда четырехвалентен.

Черточками условно обозначена валентность атома углерода (четыре единицы валентности).

Атомы углерода способны соединяться друг с другом в цепи.

Выясним, в какой последовательности соединены атомы в молекулах следующих углеводородов:

Атомы в молекулах соединяются друг с другом в определенной последовательности согласно их валентности.

В приведенных выше формулах изображен порядок соединения атомов в молекулах, т. е. показана только последовательность соединения атомов, а не расположение атомов в пространстве. Они называются формулами строения или структурными формулами. Такими формулами неудобно пользоваться при записи уравнений химических реакций, поэтому часто используют сокращенный вариант структурных формул:

Чем различаются по составу эти углеводороды? Нетрудно сделать вывод, что каждая следующая формула отличается от предыдущей на группу атомов СН₂.

Окончание параграфа >>>