Теория строения органических соединений А. М. Бутлерова

10 класс Урок №5 .09.2024

Теория строения органических соединений А.М. Бутлерова.Лабораторный опыт № 1. Моделирование молекул органических веществ.

Цели и задачи урока:  изучить предпосылки создания теории химического строения, ее основные положения, зависимость свойств веществ от строения молекулы, значение теории строения для развития науки и жизнедеятельности человека. Углубить основные химические понятия: вещество, химическая реакция. развивать у учащихся умение сравнивать, анализировать и применять информацию из других областей знаний, развивать коммуникативные способности, умение предъявлять результаты групповой деятельности. способствовать воспитанию у учащихся активной жизненной позиции.следить за осанкой учащихся; проводить упражнения для снятия напряжения глаз; проветривание помещения.

Оборудование: Образцы органических веществ. На доске записаны молекулярные формулы органических веществ.

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Проверка знаний:

1. Кто ввёл понятия «органические вещества» и «органическая химия»?

2 Как называлось учение о «жизненной силе»? Объясните этимологию (происхождение) этого термина. Какие открытия нанесли удар по этому учению?

3. Что изучает органическая химия? Дайте определение этой науки.

4. Что отличает органические вещества от неорганических?

5. Что общего в смысле понятий «валентность» и «степень окисления»? Что отличает их друг от друга?

3. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

1. Основные идеи новой теории впервые были высказаны А.М. Бутлеровым в 1861 г. в докладе «О химическом строении веществ» на съезде немецких естествоиспытателей и врачей в г. Шпейере.

Кратко сформулировать положения и следствия теории строения А. М. Бутлерова можно следующим образом:

1. Атомы в молекулах веществ соединены согласно их валентности. Углерод в органических соединениях в большинстве случаев четырёхвалентен, а его атомы способны соединяться друг с другом, образуя различные цепи.

2. Свойства веществ определяются не только их качественным и количественным составом, но и порядком соединения атомов в молекуле, т. е. химическим строением вещества (изомерия).

3. Свойства органических соединений зависят не только от состава вещества и порядка соединения атомов в его молекуле, но и от взаимного влияния атомов и групп атомов друг на друга. (Наибольшее влияние оказывают атомы, непосредственно связанные друг с другом. Влияние атомов или групп атомов, не связанных непосредственно, ослабевает по мере их удаления друг от друга.)

Физические свойства этих соединений отличаются: изобутан имеет более низкие температуры кипения и плавления, чем н-бутан. Химические свойства данных изомеров различаются незначительно, так как они имеют одинаковые качественный состав и характер связи между атомами в молекуле.

Таким образом, с точки зрения теории А. М. Бутлерова существование изомеров — не загадочное явление, противоречащее представлениям людей об окружающем мире, а закономерный результат вариативности соединения атомов в молекуле.

Очевидно, что способность атомов углерода соединяться друг с другом и образовывать «цепи» легко объясняет «неправильную» формальную валентность углерода в этане С₂Н₆(формальная валентность 3), пропане С₃Н₈ (формальная валентность 8/3 ) и других органических соединениях. Структурные формулы, например бутана и изобутана, лишь подтверждают это.

Различное количество атомов углерода в молекулах и их способность, соединяясь друг с другом, образовывать разные комбинации («скелеты» молекул) делают понятной причину многообразия органических веществ.

Теория А. М. Бутлерова объяснила кажущиеся противоречия в знаниях об окружающем мире, творчески обобщила достижения в области химии и представила качественно новый подход к пониманию строения и свойств веществ. Она указала направления и возможные пути получения новых необходимых людям лекарственных средств, синтетических красителей, полимеров и пластмасс, взрывчатых веществ и других соединений с заданными свойствами.

С этой точки зрения основное положение современной теории строения можно сформулировать так:

1. Закрепление: Составить возможные изомеры с общей формулой С₆Н₁₄. Дать им названия.

2. Д/з составить изомеры с общей формулой С₇Н₁₆

1. Изомерия углеродного скелета обусловлена различным порядком связи между атомами углерода, образующими скелет молекулы. Как уже было показано, молекулярной формуле С ₄ Н ₁₀ соответствуют два углеводорода: н-бутан и изобутан. Для углеводорода С ₅ Н ₁₂ возможны три изомера: н-пентан, изопентан и неопентан.

С увеличением числа атомов углерода в молекуле число изомеров быстро растёт. Для углеводорода С₁₀Н₂₂ их уже 75, а для углеводорода С₂₀Н₄₂ — 366 319.

2. Изомерия положения обусловлена различным положением кратной связи, заместителя, функциональной группы при одинаковом углеродном скелете молекулы.

3. Изомерия различных классов органических соединений (межклассовая изомерия) обусловлена различным положением и сочетанием атомов в молекулах веществ, имеющих одинаковую молекулярную формулу, но принадлежащих разным классам.

А) Алкены и Циклоалканы

Б) Алкины и Диеновые

В) Простые эфиры и Спирты

Г) Альдегиды и Кетоны

Д) Карбоновые кислоты и Сложные эфиры

Е) Аминокислоты и Нитроалканы

Например, аминоуксусная кислота и нитроэтан, отвечающие молекулярной формуле C₂H₅NO₂.

Изомеры этого типа содержат различные функциональные группы и относятся к разным классам веществ. Поэтому они отличаются по физическим и химическим свойствам значительно больше, чем изомеры углеродного скелета или изомеры положения.

1. Основные идеи новой теории впервые были высказаны А.М. Бутлеровым в 1861 г. в докладе «О химическом строении веществ» на съезде немецких естествоиспытателей и врачей в г. Шпейере.

Кратко сформулировать положения и следствия теории строения А. М. Бутлерова можно следующим образом:

1. Атомы в молекулах веществ соединены согласно их валентности. Углерод в органических соединениях в большинстве случаев четырёхвалентен, а его атомы способны соединяться друг с другом, образуя различные цепи.

2. Свойства веществ определяются не только их качественным и количественным составом, но и порядком соединения атомов в молекуле, т. е. химическим строением вещества (изомерия).

3. Свойства органических соединений зависят не только от состава вещества и порядка соединения атомов в его молекуле, но и от взаимного влияния атомов и групп атомов друг на друга. (Наибольшее влияние оказывают атомы, непосредственно связанные друг с другом. Влияние атомов или групп атомов, не связанных непосредственно, ослабевает по мере их удаления друг от друга.)

Таким образом, с точки зрения теории А. М. Бутлерова существование изомеров — не загадочное явление, противоречащее представлениям людей об окружающем мире, а закономерный результат вариативности соединения атомов в молекуле.

Различное количество атомов углерода в молекулах и их способность, соединяясь друг с другом, образовывать разные комбинации («скелеты» молекул) делают понятной причину многообразия органических веществ.

Теория А. М. Бутлерова объяснила кажущиеся противоречия в знаниях об окружающем мире, творчески обобщила достижения в области химии и представила качественно новый подход к пониманию строения и свойств веществ. Она указала направления и возможные пути получения новых необходимых людям лекарственных средств, синтетических красителей, полимеров и пластмасс, взрывчатых веществ и других соединений с заданными свойствами.

ДОМАШНЯЯ РАБОТА:

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/614381-teorija-stroenija-organicheskih-soedinenij-am