органическая химия
Мы живём в мире органической химии
Эти молекулы окружают нас постоянно, у них особенный состав, непохожий на неорганические молекулы, свои физические характеристики и химические свойства. Давайте посмотрим на комнату и решим, к миру органической или неорганической химии относятся вещества в ней.
Начни подготовку с бесплатного занятия
Нажимая на кнопку, Вы принимаете условия
политики конфиденциальности
политики конфиденциальности
Более 90% соединений, которые окружают Вас относятся к миру органической химии. Количество неорганических молекул насчитывается около 400 тысяч штук, а органических – превышает 50 миллионов (в 125 раз больше, Карл). Деревянный стол, принтер, пластиковое окно и паркет будет объединять то, что главные в их составе атомы – это углерод и водород (С и Н).
Также в составе могут быть кислород, хлор, бром и азот (О, Cl, Br, N). Любые атомы кроме углерода и водорода называют гетероатомами.
Стул, принтер, шторы и пластиковое окно будет объединять то, что они состоят из углеродных скелетов.
Стул, принтер, шторы и пластиковое окно будет объединять то, что они состоят из углеродных скелетов.
Углеродный скелет – последовательность атомов углерода
Взяв углеродный скелет, можем нанизывать на него «мясо» из атомов водорода. Но не бесконечно, количество водородов будет регламентироваться валентностью.
Валентность
– число связей (по-простому). В органической химии, в отличии от неорганической валентность будет постоянная и не неизменяемая для всех атомов.
Зная валентность и видя, сколько уже связей у каждого углерода мы можем присоединить нужное количество водорода к каждому атому
Осталось теперь это привести в красивый вид, «свернув» все водороды
Благодаря валентности больше 1, мы также имеем разные виды связей между атомами
Виды связей
У самих связей тоже есть имена:
- Одинарная связь – сигма (σ).
- Двойная связь – одна сигма (σ) и одна пи (π) связь.
- Тройная – одна сигма (σ) и две пи (π) связи.
Изомерия
– вещества с одинаковой молекулярной формулой, но разным строением. Вот три соединения, каждое из которых имеет сокращённую формулу С5H12. Ниже я привёл разницу некоторых физических характеристик. Перемещение всего одного/двух атомов углерода ведёт к значительным изменениям в применении данных соединений.
Что значит буква «н» в н-пентане?
Н – значит нормальный, т.е. алкан имеет линейное строение.
Сама изомерия бывает нескольких видов, ниже будет схема, но конкретно мы это будем рассматривать при изучении конкретных классов.
Изомерия
Гомологи
– вещества, принадлежащие к одному классу, но отличающиеся по составу на целое число групп CH2
«Имена» Углеродов
Первичный углерод – связан только с одним атомом углерода
Вторичный углерод – связан с двумя атомами углерода
Третичный углерод – связан с тремя атомами углерода
Четвертичный углерод – связан с четырьмя атомами углерода
Вторичный углерод – связан с двумя атомами углерода
Третичный углерод – связан с тремя атомами углерода
Четвертичный углерод – связан с четырьмя атомами углерода
Номенклатура
В курсе ЕГЭ используется номенклатура ИЮПАК ( англ. IUPAC – Международный союз теоретической и прикладной химии).
Проходят номенклатуру на примере самого первого класса, который изучается в курсе органической химии – алканы.
В основе названия будет цифра, обозначающая количество углеродов. Ниже только корни центральных слов, что бы потом не путаться.
Проходят номенклатуру на примере самого первого класса, который изучается в курсе органической химии – алканы.
В основе названия будет цифра, обозначающая количество углеродов. Ниже только корни центральных слов, что бы потом не путаться.
И специальные цифры, обозначающие количество заместителей:
- 2 – ди;
- 3 – три;
- 4 – тетра;
- 5 и далее – как в примере выше.
Гибридизация
Если быть честным, то для ЕГЭ гибридизация не нужна (пока) можно запомнить у каких атомов какая гибридизация и всё. Если Вы в 10 классе или хочется понять, что это вообще такое, то поехали.
У углерода 4 связи, а значит было 4 неспаренных электрона перед их образованием. 4 неспаренных углерода возможно только в возбуждённом состоянии.
Мы видим, что 1 электрон находится на s орбитали, а три на p орбитали. С точки зрения теории, 3 связи в метане должны быть одинаковыми и одна отличаться. В реальности, все три связи одинаковые и по длине и по энергии. Лайнус Полинг выдвинул концепцию гибридизации, то есть смешения различных атомных орбиталей (в данном случае 1 s и 3 p) схематично это выглядит так:
В результате у нас получилось 4 sp3 гибридизованных, одинаковых орбитали которые дают нам тетраэдрическое строение алканов и угол
1090 28`
1090 28`
Если произойдёт смешение двух p орбиталей и одной s, мы получим sp2 гибридизацию и угол 1200, а оставшаяся p орбиталь пойдёт на образование двойной связи в алкенах и алкадиенах:
Если мы смешаем 1 p орбиталь с 1 s, получим sp гибридизацию и угол 1800, а две p орбитали будут образовывать тройную связь в алкинах:
