Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
pervye_voprosy (3).docx
Скачиваний:
11
Добавлен:
03.08.2019
Размер:
340.84 Кб
Скачать

20.Синтез органических и неорганических соединений. Биосинтез. Применение синтезированных соединений в технике и технологиях.

Органические соединения, органические вещества — класс соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов).

Классификация

Основные классы органических соединений биологического происхождения — белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты — содержат, помимо углерода, преимущественно водород, азот, кислород, серу и фосфор. Именно поэтому «классические» органические соединения содержат прежде всего водород, кислород, азот и серу — несмотря на то, что элементами, составляющими органические соединения, помимо углерода могут быть практически любые элементы.

Соединения углерода с другими элементами составляют особый класс органических соединений — элементоорганические соединения. Металлоорганические соединения содержат связь металл-углерод и составляют обширный подкласс элементоорганических соединений.

Неорганическое вещество или неорганическое соединение — это химическое вещество, химическое соединение, которое не является органическим, то есть оно не содержит углерода (кроме карбидов, цианидов, карбонатов, оксидов углерода и некоторых других соединений, которые традиционно относят к неорганическим). Неорганические соединения не имеют характерного для органических углеродного скелета.

Классификация

Все неорганические соединения делятся на две большие группы:

  • Простые вещества — состоят из атомов одного элемента;

  • Сложные вещества — состоят из атомов двух или более элементов.

Простые вещества по химическим свойствам делятся на:

  • металлы (Li, Na, K, Mg, Ca и др.);

  • неметаллы (F2, Cl2, O2, S, P и др.);

  • амфотерные простые вещества (Zn, Al, Fe, Mn и др.);

  • благородные газы (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn).

Сложные вещества по химическим свойствам делятся на:

  • оксиды:

  • осно́вные оксиды (CaO, Na2O и др.);

  • кислотные оксиды (CO2, SO3 и др.);

  • амфотерные оксиды (ZnO, Al2O3 и др.);

  • двойные оксиды (Fe3O4 и др.);

  • несолеобразующие оксиды (CO, NO и др.);

  • гидроксиды;

  • основания (NaOH, Ca(OH)2 и др.);

  • кислоты (H2SO4, HNO3 и др.);

  • амфотерные гидроксиды (Zn(OH)2, Al(OH)3 и др.);

  • соли:

  • средние соли (Na2SO4, Ca3(PO4)2 и др.);

  • кислые соли (NaHSO3, CaHPO4 и др.);

  • осно́вные соли (Cu2CO3(OH)2 и др.);

  • двойные и/или комплексные соли (CaMg(CO3)2, K3[Fe(CN)6], KFeIII[FeII(CN)6] и др.);

  • бинарные соединения:

  • бескислородные кислоты (HCl, H2S и др.);

  • бескислородные соли (NaCl, CaF2 и др.);

  • прочие бинарные соединения (AlH3, CaC2, CS2 и др.).

Неорганические элементы и соединения, последнего времени, играют важную роль в живых системах. Живые системы нельзя считать полностью чисто органическими. Они весьма чувствительны к ионам металлов почти всей периодической системы элементов Менделеева. Некоторые ионы принимают участие в таких жизненно важных процессах, как связывание и транспорт кислорода (железо в гемоглобине), поглощение и конверсия солнечной энергии (магний в хлорофилле, марганец в фотосистеме, железо в ферродоксине, медь во фталоцианине), обмен электрическими импульсами между клетками (кальций, калий в нервных клетках), мышечное сокращение (кальций), ферментативный катализ (кобальт в витамине В12) и др.

Важнейший предмет изучения быстро развивающейся неорганической химии биосистем – строение ближайшего и дальнего окружения атомов металлов и его изменение под воздействием кислотных агентов, давления кислорода и других факторов.

Быстро развивается еще одна отрасль – химия элементоорганических соединений. Для исследования сложнейших структур и связей таких соединений применяются новейшие методы спектроскопии и рентгеноструктурного анализа, позволившие открыть большое семейство соединений со сложной структурой. Пример таких соединений – синтезированный ферроцен – вещество, атомы железа которого расположены между двумя плоскими кольцами.

Химики-металлоорганики стремятся создать новые катализаторы для фиксации азота, т. е. для превращения молекулярного азота N2 в аммиак NH3 – исходный продукт для производства удобрений. Одно из важных достижений – синтез соединений, способных избирательно взаимодействовать с теми молекулами, которые долгое время считались слишком инертными для химических превращений, но представляли и представляют практический интерес. Например, насыщенные углеводороды относительно инертны, не содержат двойных или тройных углерод-углеродных связей. Недавно синтезированы соединения родия и иридия, содержащие фосфины (PR3), или карбинилы, и другие соединения, которые способны расщеплять связи С–Н в метане и циклопропане. При сочетании такой важной реакции синтеза с другими видами превращений можно наладить массовое производство насыщенных углеводородов – ценнейшего промышленного сырья. Таким способом можно осуществить прямое превращение метана в метанол – метиловый спирт – важнейшее сырье для производства многих химических веществ.

Сравнительно новая отрасль химической науки – химия композиционных структур – позволила синтезировать из двух или более веществ композиты, свойства которых превосходят свойства каждого из них. Например, синтезированы и производятся неметаллические проводники из чередующихся слоев, многослойная керамика для соединения полупроводниковых схем. Другой интересный новый класс материалов – композиты на сверхтонких волокнах. Тонкие волокна толщиной 50–100 нм (тоньше человеческого волоса) существенно изменяют свойства вещества, в котором они равномерно распределены. Одна из главных задач химии композитов – изучение взаимодействия компонентов в таких сложных композиционных системах.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]