Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода, тиоцианатов и цианидов).
История
Название органические вещества 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.Количество известных органических соединений составляет почти 27 млн. Таким образом, органические соединения — самый обширный класс химических соединений. Многообразие органических соединений связано с уникальным свойством углерода образовывать цепочки из атомов, 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).
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.
Характерные свойства
Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный, ни на что не похожий класс химических соединений.
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.Явление гомологии — существование рядов органических соединений, в которых формула любых двух соседей ряда (гомологов) отличается на одну и ту же группу — гомологическую разницу 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.
Определите, какие из химических элементов, для которых приведено распределение электронов, образуют основные оксиды и гидроксиды:
а) 2, 8, 1;
Электронная формула соответствует химическому элементу Натрий Оксид натрия Na₂O -основной оксид, гидроксид натрия NaOH - основание, щелочь
в) 2, 8, 8, 2; Электронная формула соответствует химическому элементу Калций. Оксид кальция CaO -основной оксид, гидроксид кальция Ca(OH)₂- малорастворимое основание, но в виде "известковой воды" является щелочью.
Задание 2.
Составьте формулы высших оксидов и гидроксидов элементов:
а) Na; Модель строения атома натрия при дуг: ₊₁₁Na)₂)₈)₁ Модель строения атома натрия при электронной формулы: ₊₁₁Na1s²2s²2p₆3s¹ Электронно-графическая модель атома натрия: 3уровень ↑ ⇅ ⇅ ⇅ 2уровень ⇅ 1уровень ⇅ ₊₁₁Na Натрий щелочной металл, оксид натрия Na₂O -основной оксид, гидроксид натрия NaOH - основания, щелочь.
б) Ga; Модель строения атома галлия при дуг: ₊₃₁Ga)₂)₈)₁₈)₃ Модель строения атома галлия при электронной формулы: ₊₃₁Ga1s²2s²2p₆3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹
Электронно-графическая модель атома галлия:
p ↑
4уровень s ⇵ d ⇅ ⇅ ⇅ ⇅ ⇅
p ⇅ ⇅ ⇅ 3уровень s ⇵ p ⇅ ⇅ ⇅ 2уровень s ⇅ 1уровень s ⇅ ₊₃₁Ga
Галлий металл, проявляющий слабо амфотерные свойства: а) взаимодействует с кислотами: Ga + HCI=GaCI₃ + H₂ б) взаимодействует со щелочами: 2Ga + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Ga(OH)₄] + 3H₂ в) Se. Модель строения атома селена при дуг: ₊₃₄Se)₂)₈)₁₈)₆ Модель строения атома селена при электронной формулы: ₊₃₄Se1s²2s²2p₆3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁴
Электронно-графическая модель атома селена:
p ⇵ ↑ ↑
4уровень s ⇵ d ⇅ ⇅ ⇅ ⇅ ⇅
p ⇅ ⇅ ⇅ 3уровень s ⇵ p ⇅ ⇅ ⇅ 2уровень s ⇅ 1уровень s ⇅ ₊₃₄Se
Определите их кислотно-основный характер. Селен неметалл, по свойствам аналог серы, образует соединения слабые кислоты со степенью окисления -2,+4,+6 H₂Se⁻² - селеноводородная кислота H₂Se⁺⁴O₃ - селенистая кислота H₂Se⁺⁶O₄ - селеновая кислота
История
Название органические вещества 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.Количество известных органических соединений составляет почти 27 млн. Таким образом, органические соединения — самый обширный класс химических соединений. Многообразие органических соединений связано с уникальным свойством углерода образовывать цепочки из атомов, 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).
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.
Характерные свойства
Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный, ни на что не похожий класс химических соединений.
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.Явление гомологии — существование рядов органических соединений, в которых формула любых двух соседей ряда (гомологов) отличается на одну и ту же группу — гомологическую разницу 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.Взято с Wikipedia
а) 2, 8, 1;
Электронная формула соответствует химическому элементу Натрий
Оксид натрия Na₂O -основной оксид, гидроксид натрия NaOH - основание, щелочь
в) 2, 8, 8, 2;
Электронная формула соответствует химическому элементу Калций.
Оксид кальция CaO -основной оксид, гидроксид кальция Ca(OH)₂- малорастворимое основание, но в виде "известковой воды" является щелочью.
Задание 2.
Составьте формулы высших оксидов и гидроксидов элементов:
а) Na;
Модель строения атома натрия при дуг: ₊₁₁Na)₂)₈)₁
Модель строения атома натрия при электронной формулы:
₊₁₁Na1s²2s²2p₆3s¹
Электронно-графическая модель атома натрия:
3уровень ↑
⇅ ⇅ ⇅
2уровень ⇅
1уровень ⇅
₊₁₁Na
Натрий щелочной металл, оксид натрия Na₂O -основной оксид, гидроксид натрия NaOH - основания, щелочь.
б) Ga;
Модель строения атома галлия при дуг: ₊₃₁Ga)₂)₈)₁₈)₃
Модель строения атома галлия при электронной формулы:
₊₃₁Ga1s²2s²2p₆3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹
Электронно-графическая модель атома галлия:
p ↑
4уровень s ⇵
d ⇅ ⇅ ⇅ ⇅ ⇅
p ⇅ ⇅ ⇅
Галлий металл, проявляющий слабо амфотерные свойства:3уровень s ⇵
p ⇅ ⇅ ⇅
2уровень s ⇅
1уровень s ⇅
₊₃₁Ga
а) взаимодействует с кислотами:
Ga + HCI=GaCI₃ + H₂
б) взаимодействует со щелочами:
2Ga + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Ga(OH)₄] + 3H₂
в) Se.
Модель строения атома селена при дуг: ₊₃₄Se)₂)₈)₁₈)₆
Модель строения атома селена при электронной формулы:
₊₃₄Se1s²2s²2p₆3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁴
Электронно-графическая модель атома селена:
p ⇵ ↑ ↑
4уровень s ⇵
d ⇅ ⇅ ⇅ ⇅ ⇅
p ⇅ ⇅ ⇅
Определите их кислотно-основный характер.3уровень s ⇵
p ⇅ ⇅ ⇅
2уровень s ⇅
1уровень s ⇅
₊₃₄Se
Селен неметалл, по свойствам аналог серы, образует соединения слабые кислоты со степенью окисления -2,+4,+6
H₂Se⁻² - селеноводородная кислота
H₂Se⁺⁴O₃ - селенистая кислота
H₂Se⁺⁶O₄ - селеновая кислота