Классификация Органических Веществ Реферат

      Комментарии к записи Классификация Органических Веществ Реферат отключены

Уважаемый гость, на данной странице Вам доступен материал по теме: Классификация Органических Веществ Реферат. Скачивание возможно на компьютер и телефон через торрент, а также сервер загрузок по ссылке ниже. Рекомендуем также другие статьи из категории «Новинки».

Классификация Органических Веществ Реферат.rar
Закачек 567
Средняя скорость 9136 Kb/s
Скачать

Понятие и предмет органической химии. Классификация и номенклатура органических соединений, гомологический ряд алканов. Характеристика процесса составления номенклатурного названия по структурной формуле. Классы и функциональные группы соединений.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Классификация органических соединений

ПРЕДМЕТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Исторически органическая химия возникла как раздел химии, изучающий вещества, образующиеся в живом организме, т.е. «органические». Первоначально считалось, что эти вещества образуются под действием особой «жизненной силы» и не могут образовываться из неорганических веществ вне живого организма (виталистическая теория). Впервые эта точка зрения была экспериментально опровергнута в 1828 г., когда Вёлер получил органическое вещество — мочевину из неорганического вещества — цианата аммония:

В дальнейшем количество органических веществ, полученных in vitro (т.е. в колбе, пробирке), быстро увеличивалось, и химики-экспериментаторы научились синтезировать вещества, не существующие в живых организмах, но подобные им по структуре. И органическая химия стала областью изучения соединений углерода.

Уникальная особенность углерода среди других элементов — это способность его атомов соединяться в теоретически бесконечно длинные цепи. По своей физической природе связь С-С неполярна и весьма прочна, и цепь углеродных атомов является несущей основой, «скелетом» всей молекулы.

Помимо углеродной цепи в состав молекулы органического вещества входят группировки из неуглеродных атомов: кислорода, азота, галогенов, серы, фосфора — т.н. функциональные группы. Межатомные связи в функциональных группах полярны, сравнительно непрочны и легко вступают в химические реакции, поэтому функциональные группы определяют реакционную способность — химическое «лицо» — соединения.

КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Классификация — это подразделение всей массы органических соединений на отдельные классы по структурным признакам.

Номенклатура — это система названий, обозначающих структурное и пространственное строение органических веществ.

Первоначально веществам присваивались т.н. тривиальные названия, в которых отражались либо некоторые свойства вещества (глицерин, глюкоза — сладкий), либо источник его выделения (кофеин, мочевина) и др. В этих названиях никак не отражалась химическая структура вещества.

Наиболее полно и точно структура вещества описывается графически его структурной формулой. Однако часто бывает необходимо отразить эту структуру в словесной форме названия. Для этой цели в ходе развития органической химии были разработаны различные системы номенклатурных названий, которые после многократных усовершенствований стали основой современной систематической номенклатуры IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).

Главное требование к номенклатурному названию — его однозначное соответствие структурной формуле, т.е. по определенной формуле можно составить определенное название и, наоборот, по названию однозначно воспроизвести формулу.

Простейшие органические соединения — углеводороды, состоящие из атомов углерода и водорода, классифицируются по структуре углеродной цепи. Она может быть линейной (1), разветвленной (2) и циклической (3):

Углеводороды, не содержащие кратных связей, составляют класс алканов и циклоалканов.

Алканы с линейной углеродной цепочкой и последовательно увеличивающимся количеством атомов углерода составляют гомологический ряд.

Номенклатурные названия первых четырех членов гомологического ряда совпадают с их тривиальными названиями, в названиях последующих членов ряда корнем являются латинские числительные, соответствующие количеству углеродных атомов. Названия всех алканов имеют суффикс —ан.

Гомологический ряд алканов

Названия циклоалканов строятся аналогично с добавлением приставки

-цикло: циклопропан, циклобутан, циклопентан и т.д.

При составлении номенклатурного названия разветвленных алканов они рассматриваются как линейные с соответствующими заместителями.

Непредельные углеводороды с двойными связями — алкены — называются также, как предельные, но суффикс —ан меняется на —ен и указываются количество и положение двойных связей в цепи (при этом нумеруются не атомы, а связи).

Углеводороды с тройными связями — алкины — называются аналогично алкенам, но суффикс — ен меняется на —ин.

Соединения, содержащие функциональные группы, классифицируются по видам функциональных групп. В номенклатурных названиях функциональные группы обозначаются либо в начале названия (префикс), либо в конце (суффикс).

Классы соединений и функциональные группы

Органические соединения, органические вещества — класс соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов). [1]

Название органические соединения появилось на ранней стадии развития химии во время господства виталистических воззрений, продолжавших традицию Аристотеля и Плиния Старшего о разделении мира на живое и неживое. Вещества при этом разделялись на минеральные — принадлежащие царству минералов, и органические — принадлежащие царствам животных и растений. Считалось, что для синтеза органических веществ необходима особая «жизненная сила» (лат. vis vitalis ), присущая только живому, и поэтому синтез органических веществ из неорганических невозможен. Это представление было опровергнуто Фридрихом Вёлером в 1828 году путём синтеза «органической» мочевины из «минерального» цианата аммония, однако деление веществ на органические и неорганические сохранилось в химической терминологии и по сей день.

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.

Количество известных органических соединений давно перевалило за 10 млн. Таким образом, органические соединения — самый обширный класс химических соединений. Многообразие органических соединений связано с уникальным свойством углерода образовывать цепочки из атомов углерода, что в свою очередь обусловлено высокой стабильностью (то есть энергией) углерод-углеродной связи. Связь углерод-углерод может быть как одинарной, так и кратной — двойной, тройной. При увеличении кратности углерод-углеродной связи возрастает её энергия, то есть стабильность, а длина уменьшается. Высокая валентность углерода — 4, а также возможность образовывать кратные связи, позволяет образовывать структуры различной размерности (линейные, плоские, объёмные).

Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный, ни на что не похожий класс химических соединений.

  1. Различная топология образования связей между атомами, образующими органические соединения (прежде всего, атомами углерода), приводит к появлению изомеров — соединений, имеющих один и тот же состав и молекулярную массу, но обладающих различными физико-химическими свойствами. Данное явление носит название изомерии.
  2. Явление гомологии — существование рядов органических соединений, в которых формула любых двух соседей ряда (гомологов) отличается на одну и ту же группу (чаще всего CH2). Целый ряд физико-химических свойств в первом приближении изменяется симбатно по ходу гомологического ряда. Это важное свойство используется в материаловедении при поиске веществ с заранее заданными свойствами.

1. Номенклатура органических соединений

Органическая номенклатура — это система классификации и наименований органических веществ. В настоящее время распространена номенклатура ИЮПАК.

Классификация органических соединений построена на важном принципе, согласно которому физические и химические свойства органического соединения в первом приближении определяются двумя основными критериями — строением углеродного скелета соединения и его функциональными группами.

В зависимости от природы углеродного скелета органические соединения можно разделить на ациклические и циклические. Среди ациклических соединений различают предельные и непредельные. Циклические соединения разделяются на карбоциклические (алициклические и ароматические) и гетероциклические.

  • Органические соединения
    • Углеводороды
      • Ациклические соединения
        • Предельные углеводороды (алканы)
        • Непредельные углеводороды
          • Алкены
          • Алкины
          • Алкадиены (диеновые углеводороды)
      • Циклические углеводороды
        • Карбоциклические соединения
          • Алициклические соединения
          • Ароматические соединения
        • Гетероциклические соединения
    • Другие классы органических соединений
      • Спирты, Фенолы
      • Альдегиды, Кетоны
      • Карбоновые кислоты
      • Сложные эфиры
      • Жиры
      • Углеводы
        • Моносахариды
        • Олигосахариды
        • Полисахариды
        • Мукополисахариды
      • Амины
      • Аминокислоты
      • Белки
      • Нуклеиновые кислоты

1.1. Алифатические соединения

Алифатические соединения — органические вещества, не содержащие в структуре ароматических систем.

Углеводороды — Алканы — Алкены — Диены или Алкадиены — Алкины — Галогенуглеводороды — Спирты — Меркаптаны — Простые эфиры — Альдегиды — Кетоны — Карбоновые кислоты — Сложные эфиры — Углеводы или сахара — Нафтены — Амиды — Амины — Липиды — Нитрилы

1.2. Ароматические соединения

Ароматические соединения, или арены, — органические вещества, в структуру которых входит одна (или более) ароматическая циклическая система (см. Ароматизация)

1.3. Гетероциклические соединения

Гетероциклические соединения — вещества, в молекулярной структуре которых присутствует хотя бы один цикл с одним (или несколькими) гетероатомом

Полимеры представляют собой особый вид веществ, также известный как высокомолекулярные соединения. В их структуру обычно входят многочисленные сегменты (соединения) меньшего размера. Эти сегменты могут быть идентичны, и тогда речь идет о гомополимере. Полимеры относятся к макромолекулам — классу веществ, состоящих из молекул очень большого размера. Полимеры могут быть органическими (полиэтилен, полипропилен, плексиглас и т. д.) или неорганическими (силикон); синтетическими (поливинилхлорид) или природными (целлюлоза, крахмал).

2. Структурный анализ органических веществ

В настоящее время существует несколько методов характеристики органических соединений. Кристаллография (рентгеноструктурный анализ) — наиболее точный метод, требующий, однако, наличия высококачественного кристалла достаточного размера для получения высокого разрешения. Поэтому пока этот метод не используется слишком часто.

Элементный анализ — деструктивный метод, использующийся для количественного определения содержания элементов в молекуле вещества.

Инфракрасная спектроскопия (ИК): используется главным образом для доказательства наличия (или отсутствия) определенных функциональных групп.

Масс-спектрометрия: используется для определения молекулярных масс веществ и способов их фрагментации.

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса ЯМР.

Ультрафиолетовая спектроскопия (УФ): используется для определения степени сопряжения в системе

Про другие методы смотри в разделе Аналитическая химия.

Классификация органических соединений — понятие и виды. Классификация и особенности категории «Классификация органических соединений» 2014, 2015.

Читайте также

Органические соединения – это соединения углерода и водорода. Теория химического строения была сформулирована А.М.Бутлеровым в 1861г. Сущность этой теории заключается в следующих положениях: 1. Молекула обладает определенным химическим строением, под которым. [читать подробнее].

ГОУ ВПО Тюм ГМА Росздрава А. И. Сичко, Г. Д. Кадочникова, З. М. Деева Номенклатурные правила ИЮПАК органических соединений (учебное пособие) Тюмень-2006 Сичко А. И. Номенклатурные правила ИЮПАК органических соединений (учебное пособие) / А. И. Сичко. [читать подробнее].


Статьи по теме