Теория химического строения органических соединений. Электронная природа химических связей. Предпосылки теории строения. Теория химического строения. Изомерия

БАШКИРСКИЙ ЭКОНОМИКО-ЮРИДИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

Курсовая работа

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

НА ТЕМУ: «ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ

ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ. ЭЛЕКТРОННАЯ ПРИРОДА ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ, ПРЕДПОСЫЛКИ ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ. ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ. ИЗОМЕРИЯ»

 

Выполнил студент:

Очного отделения

Юридического факультета

Группы О-05-19

Диргамов Р.Р.

Проверила преподаватель:

Исламгулова. И.М.

с. Иванаево-2008 год
СОДЕРЖАНИЕ

1. ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ. ЭЛЕКТРОННАЯ ПРИРОДА ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ, ПРЕДПОСЫЛКИ ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ……………………..………..…СТР. 7

2. ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ…………………………....…СТР. 9

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………..…..СТР. 13

4. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………..…..…СТР. 14

ВВЕДЕНИЕ

Предмет органической химии. Изучая неорганическую химию, мы знакомились с веществами самого разнообразного состава и при этом ни разу не встречали, чтобы какой—нибудь один химический элемент непременно присутствовал во всех веществах. Органические вещества в своем составе наряду с другими элементами всегда содержат углерод. Изучение соединений углерода — их строения, химических превращений и составляет предмет органической химии.

Вещества органические и неорганический. Наряду с углеродом в состав органических веществ чаще всего входят водород, кислород и азот, сравнительно реже — сера, фосфор, галогены и другие элементы. Известно несколько миллионов органических соединений, неорганических же веществ значительно меньше.

Из всех химических элементов только углерод образует такое большое число соединений.

С органическими веществами мы встречаемся на каждом шагу. Они содержатся во всех растительных и животных организмах, входят в состав нашей пищи (хлеба, мяса, овощей и т. п.), служат материалом для изготовления одежды, образуют различные виды топлива, используются нами в качестве лекарств, красителей, средств защиты урожая и т. д.

Почти все органические вещества горючи и сравнительно легко разлагаются при нагревании. По образованию оксида углерода (IУ) при горении или по обугливанию вещества при нагревании легко установить принадлежность его к органическим соединениям.

Резкой грани между органическими и неорганическими веществами не существует. Оксиды углерода, угольная кислота, ее соли я некоторые другие вещества по наличию в них углерода должны считаться органическими, но по свойствам они близки к неорганическим соединениям подобного типа и изучаются обычно в неорганической химии. Из курса биологии вам известно, что из неорганических веществ образуются органические, которые могут превращаться в неорганические. Все вещества природы взаимосвязанью, между ними существует единство.

Возникновение органической химии как науки. С органическими веществами человек знаком с давних времен. Наши далекие предки применяли природные красители для окраски тканей, использовали в качестве продуктов питания растительные масла, животные жиры, тростниковый сахар, получали уксус брожением спиртовых жидкостей и т. д.

Но наука о соединениях углерода возникла лишь в первой половине ХIХ в. до этого времени в химии делили вещества по их происхождению на три группы — минеральные, растительные и животные — и изучали их раздельно.

С развитием методов химического анализа было установлено, что вещества растительного и животного происхождения содержат углерод. Шведский химик Я. Берцелиус (1807 г.) предложил называть вещества, получаемые из организмов, органическими, а науку, изучающую их, — органической химией.

Однако Я. Берцелиус и другие химики того времени считали, что органические вещества принципиально отличаются от неорганических: они не могут быть получены лабораторным способом, как неорганические вещества, а создаются только организмами под влиянием особой «жизненной силы. Это учение о «жизненной силе», иначе называемое виталистическим, было глубоко ошибочным, идеалистическим, так как заставляло верить в наличие каких-то нематериальных, сверхъестественных сил.

Своим утверждением о невозможности создать органические вещества из неорганических виталистическое учение тормозило развитие науки. Но оно, конечно, не могло остановить поступательного процесса познания природы.

В 1828г. ученик Я. Верцелиуса — немецкий ученый Ф. Вёлер из неорганических веществ синтезирует органическое вещество — мочевину. В 1845г. немецкий химик А. Кольбе искусственным путем получает уксусную кислоту. В 1854 г. французский химик М. Вертло синтезирует жиры. Русский ученый А.М. Вутлеров в 1861г. впервые синтезом получает сахаристое вещество.

Синтезы веществ, ранее вырабатывавшихся только живыми организмами, начали быстро следовать один за другим. Идеалистическое учение о «жизненной силе потерпело полное поражение.

В настоящее время синтезированные многие органические вещества, не только имеющиеся в природе, но и не встречающиеся в ней, например: многочисленные пластмассы, различные виды каучуков, всевозможные красители, взрывчатые вещества, лекарственные препараты.

Синтетически полученных веществ сейчас известно даже больше, чем найденных в природе, и число их быстро растет. Начинают осуществляться синтезы самых сложных органических веществ — белков.

Смысл термина «органические вещества» давно стал шире его первоначального значения. Теперь это название охватывает не только вещества, входящие в состав организмов, но и синтетически получаемые, не имеющие отношения к организмам. Однако, как исторически сложившееся, это название оставлено для обозначения всей многочисленной группы веществ, содержащих углерод.

Название науки «органическая химия», утратив первоначальный смысл, приобрело в связи с этим более широкое толкование. Можно сказать, что такое название получило и новое подтверждение, так как ведущей познавательной задачей современной органической химии является глубокое изучение процессов, происходящих в клетках организмов на молекулярном уровне, выяснение тех тонких механизмов, которые составляют материальную основу явлений жизни.

Изучение химии органических веществ, таким образом, расширяет наши знания о природе. Раскрывая взаимосвязь веществ, прослеживая процесс усложнения их от наиболее простых — неорганических — до самых сложных, составляющих организмы, эта наука раскрывает нам картину развития природы, позволяет глубже понять процессы, происходящие в природе, и закономерности, лежащие в их основе.

Достижения органической химии широко используются в современном производстве. Осуществляя в широких масштабах процессы переработки природных веществ и разнообразные органические, промышленность органической химии создает многочисленные вещества и для других отраслей промышленные кости, с/х. культуры, быта.

Все эти стороны органической химии раскроются перед вами в проессе дальнейшего изучения науки.

Глава 1. ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ. ЭЛЕКТРОННАЯ ПРИРОДА ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ

 

§ 1. ПРЕДПОСЫЛКИ ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ

Подобно тому, как в неорганической химии при изучении элементов и их соединений мы постоянно руководствовались периодическим законом и периодической системой химических элементов д. И. Менделеева, в органической химии при изучении веществ мы будем Опираться на теорию химического строения.

Теория химического строения в своей основе была создана в 60-х годах прошлого столетия.

В первой половине ХIХ в. 0сновная задача органической химии состояла в изучении состава и свойств природных соединений, в разработке способов Рационального использования их для практических нужд. В связи с развитием промышленности, торговли, ростом городов к органической химии стали предъявляться большие требовании Текстильная промышленность нуждалась в разнообра3 красителях; для развития пищевой промышленности более совершенные методы переработки сельскохозяйственных продуктов; нужно было решить проблему освещения растущих городов на основе использования природных материалов; удовлетворить потребность населения в лекарственных веществах и т. д.

Однако дальнейшее органической химии стало замедляться из-за отставания в ней теоретических представлений. Открывавшиеся в процессе исследования веществ новые явления требовали систематизации и объяснения их с единой точки зрения, между тем теории того времени оказывались для этого недостаточными, Органическая химия должна была создавать новые вещества, но теоретические знания не могли указать Пути их целенаправленного синтеза.

Необходимость новых теоретических воззрений в органической химии станет более Понятной, если мы обсудим некоторые известные нам фактор из данной области.

При изучении курса неорганической химии вы узнали, что углерод образует с водородом большое число соединений, так называемых углеводородов. В состав горючего природного газа, например, наряду с простейшим углеводородом метаном СН4, входят этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10 и др.; при термическом разложении каменного угля образуются бензол, толуол С7Н3 и т. д.; много различных углеводородов содержится в нефти. Возникают вопросы: почему два элемента могут образовывать так много соединений и, вообще, почему органических веществ значительно больше, чем неорганических?

Присмотримся теперь к составу углеводородов, например тех, что содержатся в природном газе. Углерод нам известен как элемент четырехвалентный, но здесь он как будто только в метане СН4 сохраняет эту валентность. Если следовать нашим представлениям, углерод должен быть трехвалентным, а в пропане С3Н8 иметь даже дробную валентность. Какова же валентность углерода в органических соединениях?

Обратимся к другим фактам. Из курса биологии известна глюкоза, ее молекулярная формула. Оказывается, что такая же формула у фруктозы (сахаристого вещества, содержащегося в меде, фруктах). При изучении неорганической химии мы не встречали случаев, чтобы разные вещества имели один и тот же молекулярный состав. В органической химии такие факты стали накапливаться еще с начала ХIХ столетия. Вещества, имеющие один и тот же состав, но разные свойства, 51. Верцелиус назвал изомерами. Причина изомерии также требовала научного обоснования сложившееся в органической химии положение образно выразил ф. в письме к я. Берцелиусу (1835): Химия может сейчас кого угодно свести с ума, она представляется мне дремучим лесом, полным удивительных вещей, безграничной чащей, из которой нельзя выбраться, куда не осмеливаешься проникнуть..

Мы отметили лишь несколько проблем, требовавших теоретического объяснения. Перед учеными того времени стояли и другие сложные вопросы.