Лабораторная работа 1. Предельные и непредельные углеводороды и их производные.

ВВЕДЕНИЕ.

Органическими соединениями называются соединения углерода. Простейшими по составу органическими соединениями являются углеводороды, соединения, в состав которых входит углерод и водород. В молекулах органических веществ атомы углерода связаны друг с другом и с атомами других элементов ( водород, кислород, азот, сера, галогены, металлы и др.) ковалентными, преимущественно мало полярными связями.

Органические соединения отличаются большой летучестью, низкими температурами плавления и кипения. Многие из них при комнатной температуре являются газообразными веществами или низкокипящими жидкостями. Органические вещества способны окисляться и гореть.

Научные основы органической химии заложены ТЕОРИЕЙ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ( А.М. БУТЛЕРОВ, 1861 г.).

Основные положения теории:

1. Свойства веществ определяются составом и химическим строением их молекул.

2. Молекула органического вещества имеет совершенно определенное, свойственное только этому веществу строение, определяемое структурной формулой.

3. Атомы элементов, образующих молекулу, соединяются в соответствии с их валентностями. Углерод в органических соединениях всегда четырехвалентен.

4. Атомы и группы атомов, входящие в состав молекулы, взаимно влияют друг на друга. Набольшее влияние оказывают атомы, непосредственно связанные друг с другом. Влияние атомов или групп, несвязанных непосредственно, ослабевает по мере их удаления друг от друга.

Классификация органических соединений

В зависимости от числа химических связей между атомами углерода органические соединения делят на следующие :

а) предельные ( насыщенные ) соединения, в которых имеются только одинарные связи между атомами углерода. Например, этан CH₃^_CH₃; пропан CH₃ ^_ CH₂ ^_ CH₃; н-бутанол CH₃^_CH₂^_CH₂^_CH₂^_OH и т.д.

б ) непредельные ( ненасыщенные ) соединения, в которых имеются кратные связи

^_C = C^_ или ^_С ≡ С^_ . Например :

СH₂ = CH₂ этилен; CH ≡ CH ацетилен; CH₂ = CH ^_ CH = CH₂ 1,3- бутадиен, CH₂=CH^_СH₂OH аллиловый спирт

в ) ароматические соединения, в состав молекул которых входят одно или несколько бензольных колец. Например:

бензол

В зависимости от структуры углеродного скелета органические соединения делят на ациклические ( или алифатические ) и циклические. Первые из них имеют открытую (незамкнутую) цепь углеродных атомов, вторые содержат те или иные кольца углеродных атомов (в том числе и бензольные).

Химические соединения, относящиеся к одному классу и отличающиеся по составу на группу ^_ СН₂ ^_ , называются гомологами. Углеводороды образуют гомологические ряды.

Например: предельные углеводороды - алканы (C_nH_2n+2).

СН₄ – метан

С₂Н₆ – этан

С₃Н₈ – пропан и т.д.

Непредельные углеводороды (алкены) – ряд этиленовых углеводородов (C_nH_2n).

Например: СН₂ = СН₂ – этилен (этен)

СН₂ = СН₂ – СН₃ – пропилен ( пропен-1) и т.д.

Гомологический ряд ацетиленовых углеводородов - алкины (C_nH_2n-2).

Например: СН ≡ СН – ацетилен (этин)

СН ≡ СН – СН₃ – метилацетилен (пропин-1)

СН ≡ СН –СН₂ –СН₃ – этилацетилен ( бутин-1)

В зависимости от типа функциональных групп органические соединения делятся на разные классы:

галогенопроизводные R – Г ; спирты R – OH; альдегиды , кислоты R – CO – OH,

к етоны R – CO – R; амины R – NH₂, простые эфиры R – O – R, сложные эфиры R–O– CO– R¹ нитросоединения R – NO₂, гдеR – радикал.

Например: CH₃^_Cl (хлористый метил), C₂H₅^_OH (этиловый спирт или этанол),

(уксусный альдегид), CH₃^_CH₂^_CО^_CH₃ (метилэтилкетон), С₂Н₅ ^_О^_С₂Н₅ (диэтиловый или серный эфир), Н₃С – СО – ОС₂Н₅ – этилацетат (этиловый эфир уксусной кислоты), CH₃^_NH₂ (метиламин), СН₃^_NO₂ (нитрометан).