Насичені вуглеводні. Алкани.

Хід заняття.

1. Пригадайте з курсу хімії школи , які сполуки називають органічними.( поняття органічна речовина ввів у 1827 році швецький хімік Берцеліус . він визначив органічну хімію ,як хімію сполук тваринного або рослинного походження. В наш час органічна хімія – це хімія сполук Карбону з іншими елементами.)

2. Які елементи входять до складу органічних сполук.( головні це карбон, гідроген, можуть бути оксисен, нітроген, фосфор, сульфур, галогени, та всі інші елемента періодичної системи)

3. В якому році було синтезовано першу органічну речовину(1828 – сечовину добув німецький хімік Велер.)

4. Яка кількість органічних сполук відома в наш час (більше 10 мільйонів сполук).

5. Чи є чітке розмежування між органічними та неорганічними сполуками (ні , тому , що в неорганічній хімії також вивчаються деякі сполуки карбону – оксиди , карбіди, карбонатна кислота та карбонати.)

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Органічна хімія – це хімія сполук карбону. Атоми карбону можуть утворювати ланцюжки, кільця , з’єднуватись з іншими атомами. Завдяки цим властивостям карбон може утворювати мільйони різних сполук.

Теорія будови органічних сполук О.М. Бутлерова 1858-1861 роки.

1. Атоми в молекулі з’єднані не безладно , а в певній послідовності , відповідно до їх валентностей. Карбон в усіх сполуках чотирьохвалентний.

2. Властивості речовин визначаються не тільки їх якісним та кількісним складом а й їх будовою.

3. Атоми , або групи атомів у молекулі взаємно впливають один на одного безпосередньо , або через інші атоми.

4. Будова молекули може бути вивчена на підставі вивчення хімічних властивостей.

Висновок з теорії Бутлерова:

Кожна хімічна органічна сполука повинна мати одну хімічну формулу , що відображає її будову.

Значення теорії:

Ця теорія лежить в основі розуміння хімічних процесів, властивостей речовин, конструювання речовин з заздалегідь визначеними властивостями.

Насичені вуглеводні. Алкани.

 

Визначення Функціо- нальні групи Загальна формула Номенк- латурна назва Види ізомерії Будова Застосування Добування Фізичні і Хімічні властивості
Алкани – насичені вуглеводні з відкритим ланцюгам в молекулах яких атоми карбону зв’язані одинарними зв’язками а всі інші валентності насичені атомами гідрогену. Гомологи – речовини , що мають різну молекулярну формулу , але подібну будову і властивості. Ізомери – речовини, що мають однакову молекулярну формулу , але різні будову і властивості. С – С Інших груп немає CnH2n+2 Нумерація ланцюга починається з того краю , де ближче розгалуження (замісник), закінчення ан.   Ізомерія карбонового ланцюга (структурна) Карбон знаходиться в збудженому стані тому він має валентність чотири.на зовнішньому рівні у карбона є один електрон на s-орбіталі (сферичній), та три на р-орбіталі (гантелеподібній). Під час взаємодії ці орбіталі вирівнюються і набувають однакової форми , розміру та енергії – гібридизуються. Оскільки в даному випадку гібридизуються одна s- та три р-орбіталі, то ця гібридизація називаєтьсяsр3 Гібридизовані орбіталі в просторі займають таке положення щоб як най далі відштовхуватись одна від одної. Тому вони утворюють тетраедричну піраміду 1.як паливо 2.метан використовують для виробництва ацетилену,метилового спирту,формальдегіду 3. окисненням алканів у яких в ланцюзі є 20 – 25 атомів карбону отримують жирні кислоти з яких добувають мило мийні засоби, лаки, емалі, мастила. 1.в промисловості: 1) природній та супутній нафтові гази, нафта. 2)взаємодія водню та графіту при Т=500 0С С + 2Н2→СН4 3)із синтез газу СО +3Н2→СН4+Н2О 2.в лабораторії 4)реакція Вюрца: 2CH3Cl+2Na →2NaCl+ C2H4 5)карбід алюмінію з водою Al4C3+12H2O→ 4Al(OH)3+3CH4 6)нагрівання суміші натрій ацетату і натрій гідроксиду CH3COONa+NaOH→ CH4+Na2CO3 Алкани легші за воду, неполярні тому у воді не розчиняються, від СН4 до С5Н12 – гази, С6Н14 до С15Н32 – рідини, відС16Н34 – тверді речовини. 1.горять СН4+2О2→СО2+2Н2О 2.розклад – (крекінг)це розрив С – С зв’язків під дією температури чи каталізатора. С8Н18→С4Н10+С4Н8 3. дегідрогенування – відщеплення гідрогену.(під дією температури , та каталізатора платини чи пористого заліза) 2СН4→С2Н2+Н2 С2Н6 →С2Н4+Н2 4.Заміщення – реакція характерна для всіх насичених вуглеводнів.Перша стадія відбувається лише під впливом світла CH4+Cl2→CH3Cl +HCl. Всі інші стадії внаслідок індукційного ефекту відбуваються самоплинно. CH3Cl +Cl2→CH3Cl2 +HCl CH2Cl2 +Cl2→CHCl3 +HCl CHCl3 +Cl2→CCl4 +HCl
Гомологічний ряд алканів
СН4 – метан С2Н6 – етан С3Н8 – пропан С4Н10 – бутан С5Н12 – пентан С6Н14 – гексан С7Н16 – гептан С8Н18 – октан С9Н20 – нонан С10Н22 – декан Кожен наступний член гомологічного ряду відрізняється від попереднього на групу СН2 – що називається гомологічною різницею