Поурочное планирование теоретических занятий

Специальность__190623. «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог, 230115 «Программирование в компьютерных системах», 100701 «Коммерция»,

Дисциплина химия_____

Лекция №1

Предмет органической химии. Классификация и номенклатура органических соединений. Химические свойства основных классов органических соединений.

Содержание.

1. Орг. момент 2 мин.

2.План урока. 5 мин

1. Предмет органической химии.

2. Классификация органических соединений.

3. Валентность. Химическое строение как порядок соединения атомов в молекулы по валентности.

4. Пути развития органической химии и причины выделения в самостоятельную науку

Цель обучения:

Определить понятия:

• органическая химия,

• органические соединения,

• углеводороды,

• природные и искусственные органические соединения.

СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

• Презентации к уроку;

• Таблицы.

3. Раскрытие содержание проблемы 35 мин.

Введение.

Вопрос №1. Предмет органической химии.

Органической химией называют химию соединений углерода независимо от способа получений этих соединений, их природных веществ или искусственным путем (синтетическим).

ПРЕДМЕТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Предметом изучения органической химии являются углеводороды и их производные, в состав которых могут входить почти все элементы таблицы Менделеева. Как самостоятельная наука органическая химия cформилась в начале 19 века, когда из объектов живой природы было выделено много органических соединений, а также синтетическим путем были получены муравьиная кислота, щавелевая кислота, мочевина. Отделение органической химии от неорганической вызвано следующими причинами:

1. Органические соединения очень многочисленны. В настоящее время выделено более 9 млн. органических соединений, в то время как неорганических соединений известно лишь около 700 тысяч.

2. Они обладают такими особенностями свойств, как низкие температуры плавления и кипения, легкая воспламеняемость и летучесть, плохая тепло- и электропроводность.

3. Органические соединения имеют более сложное строение молекул по сравнению с неорганическими, они связаны с живой природой и принадлежат к более высокоорганизованной материи.

Основной задачей органической химии ранее являлось изучение свойств соединений, выделяемых и из продуктов жизнедеятельности живых организмов, сейчас ее главное направление - это разработка высокоселективных синтетических методов получения веществ с заданными свойствами.

Вопрос2. Классификация органических соединений.

КЛАССИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Развитие теории химического строения позволило Бутлерову провести четкую классификацию органических соединений.

По строению углеродного скелета все органические вещества делятся на три основных вида:

1. Соединения с открытой цепью углеродных атомов (жирные, алифатические, ациклические).

2. Соединения с замкнутой цепью углеродных атомов (карбоциклические, изоциклические).

3. Соединения с замкнутой цепью, состоящей не только из атомов углерода, но и других элементов (гетероатомов), например: N, O, S (гетероциклические соединения).

Внутри каждого раздела проводится более детальная классификация по признаку состава и наличия функциональных групп.

Состоят из атомов

Функциональная группа

1.

Углеводороды

С, Н

-

2.

Галогенопроизводные

С, Н, Гал

Гал

3.

Кислородсодержащие соединения

С, Н, О

а) спирты

-ОН

б) альдегиды и кетоны

>С=О

в) карбоновые кислоты

О

^____С

ОН

4.

Серосодержащие соединения

С, Н, S (О)

а) тиоспирты

-SH

б) тиоэфиры

-S-

в) сульфокислоты

5.

Азотсодержащие соединения

С, Н, N (О)

а) нитросоединения

-NО₂

б) амины

-NH₂

6.

Элементорганические соединения

С, Н, Э

а) металлорганические

С, Н, Ме

б) кремнийорганические

С, Н, Si (O)

в) фосфорорганические

и т.д.

С, Н, Р (О)

и др.

Вопрос 3. Валентность. Химическое строение как порядок соединения атомов в молекулы по валентности.

ОБРАЗОВАНИЕ КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ

При сближении двух атомов, имеющих неспаренные электроны, происходит перекрывание электронных облаков неспаренных электронов, приводящее к образованию единой электронной орбитали с повышенной электронной плотностью между ядрами.

(1) (2) (3)

Рисунок 2

Возникающая между ядрами область повышенной электронной плотности обуславливает притяжение ядер и химическое связывание атомов. Таким образом, физический смысл образования ковалентной связи состоит в образовании из двух атомных орбиталей общей (связующей) орбитали с наибольшей электронной плотностью между ядрами, которую называют молекулярной орбиталью.

При рассмотрении характера связи и механизмов реакций удобно бывает пользоваться электронными формулами, где внешние электроны изображают в виде точек.

СН₃-СН₃

СН₂=СН₂

СНСН

Н Н

^{. . . .}

Н : С : С : Н

^{. . . .}

Н Н

Н Н

^{. . . .}

Н : С : :С : Н

Н : С ::: С : Н

Разновидностью ковалентной связи является донорно-акцепторная, которая образуется за счет обобщения неподеленной пары электронов, принадлежащей одному из соединяющих атомов.

Пути развития органической химии и причины выделения в самостоятельную науку

В состав органических веществ входят С, H, N, O, S, P, и др. Название «органическая» произошло от слова «организм», так как с середины 17 века вещества делили по их происхождению на минеральные, животные и растительные (органические). Все органические вещества получали из организмов животных или растений. Считалось, что все органические соединения образуются под воздействием особой таинственной жизненной силы. Эта идеалистическая теория получила название виталистической. Учение о жизненной силе соответствовало идеалистической философии того времени. Началом к опровержению неправильной теории виталистов служат работы немецкого химика Вёлера. В 1824 г. он получил синтетическим путем щавелевую кислоту НООС-СООН, в 1828 г. - мочевину. В 1842 г русский ученый Зинин синтезировал анилин С₆Н₅NH₂; Кольбе в 1845 СН₃СООН, Бертло в 1854 осуществил синтез жира, А.М. Бутлеров в 1861 г. впервые синтезировал сахаристое вещество.

Сейчас известно около 6 млн. органических веществ, тогда как число неорганических ≈ 300 тыс.

Значение органических соединений в жизни человека огромно. Органические вещества содержатся во всех растительных и животных организмах, входят в состав нашей пищи, служат материалом для изготовления одежды, образуют различные виды топлива, используются нами в качестве лекарства, красителей и т.д.

Обмен веществ связан с изменениями органических веществ. Основные продукты питания: жиры, белки, углеводы - относятся к органическим веществам. В основе процессов, протекающих при переработке и хранении пищевых продуктов (брожение, созревание сыров, прогоркание жиров и др.) лежат превращение органических соединений.

Во многих важнейших отраслях промышленности применяется органическое сырье. Знание основ органической химии и свойств органических веществ, входящих в состав пищевых продуктов, необходимо для будущей практической деятельности работников молочной промышленности.

Вопрос 4. Пути развития органической химии и причины выделения в самостоятельную науку

Пути развития органической химии и причины выделения в самостоятельную науку

Особенно благоприятные условия для развития органической химии в нашей стране сложились после победы Октябрьской революции. Была создана сеть научных учреждений, в которых ученые-органики Н.Д.Зелинский, А.Е.Фаворский, С.В. Лебедев, и др. получили простор для исследований и для воспитания молодых научных кадров. В первую очередь нашей стране была необходима тяжелая химическая промышленность, обеспечивающая потребность народного хозяйства и обороны. Такая промышленность была создана и в годы Великой Отечественной войны она помогла одержать победу советским людям.

В послевоенные годы химическая промышленность продолжала развиваться. Важной составной частью химической промышленности являются производства, основанные на достижениях органической химии.

1. Промышленность тяжелого (основного) органического синтеза. Кислородосодержащие (спирты, альдегиды, кетоны, кислоты, эфиры). Азотсодержащие органические соединения (нитросоединения, амины, нитрилы). Галогенсодержащие. Частью тяжелого органического синтеза является нефтехимическая промышленность.

2. Производство ядохимикатов и органических удобрений.

3. Промышленность синтетических смол и пластических масс.

4. Промышленность синтетического каучука.

5. Промышленность химических волокон.

6. Лакокрасочная промышленность.

7. Анилинокрасочная промышленность.

8. Химико-фармацевтическая промышленность.

9. Промышленность реактивов и высокочистых веществ.

Органическая химия, как химия углеродистых соединений, выделена из общей химии в самостоятельную дисциплину по следующим причинам: органические соединения обладают рядом отличительных особенностей:

1. содержат углерод;

2. многие имеют большую молекулярную массу;

3. в отличие от неорганических веществ характерны не ионные, а ковалентные связи;

4. кипят и плавятся при более низких температурах, чем неорганические;

5. при сильном нагревании без кислорода разлагаются и обугливаются, а с кислородом с образованием СО₂ и Н₂О;

6. большинство химических реакций с органическими веществами протекает медленно;

7. широко распространенно явление изомерии.

8. органические соединения очень многочисленны (около 6 млн.)

Выделение органической химии в самостоятельную дисциплину обусловлено и той исключительной ролью, которой играют органические соединения в живой природе и в жизни человека.

Основными источниками органических веществ являются: нефть, природные газы, попутные нефтяные газы и промышленные газы нефтепереработки, твердые горючие ископаемые и т.д.

• Нефть - ценный источник моторных топлив и смазочных масел. При вторичной переработке нефти (крекинг, пиролиз, окисление, дегидрирование) получают многочисленные органические вещества. Большие запасы природных и попутных нефтяных газов делают их в настоящее время одним из наиболее дешевых источников сырья для синтеза многих химических веществ.

• Каменный уголь, сланцы, торф - используется как топливо, и как источник органических веществ (фенолов, бензола, толуола, нафталина и др.)

• Древесина и растительные отходы - богатейший возобновляемый источник органических веществ.

Убедившись, что данное вещество органическое - приступают к его выделению и очистке. Для очистки веществ применяются следующие методы: перекристаллизация, перегонка, возгонка, экстракция, хроматография.

После того как вещество получено в чистом виде приступают к изучению его физических констант: определяются: температура плавления, температура кипения, относительная плотность, показатель преломления.

4. Вывод. Задание на дом: учебник …………………… 3 мин.

Задание на дом. Учебник О.С.Габриелян. 10кл.

П.1

Контрольные вопросы:

1. Какие вещества называют органическими?

2. Что является предметом органической химии?

3. Какие основные источники органических веществ вы знаете?

4. Почему органическая химия выделена в отдельную науку?

Литература: О.С.Габриелян, 10кл.