Особенности, теория химического строения и классификация органических соединений. Углеводороды. производные углеводородов. Энергетические масла.
Особенности. Органическая химия как самостоятельная наука продолжает существовать и интенсивно развиваться. Это объясняется следующими причинами:
1. Многообразием органических соединений, обусловленным тем, что углерод в отличие от других элементов способен соединяться друг с другом, давая длинные цепочки (изомеры). В настоящее время известно около 6 млн. органических соединений, в то время как
неорганических - только около 700 тысяч.
2. Сложностью молекул органических веществ, содержащих до 10 тысяч атомов .
3. Специфичностью свойств органических соединений по сравнению с неорганическими.
4. Медленно идущими реакциями между органическими веществами, образованием побочных продуктов, спецификой выделения получающихся веществ и технологическим оборудованием.
5. Огромным практическим значением органических соединений. Они - наша пища и одежда, топливо, разнообразные лекарственные препараты, многочисленные полимерные материалы и т.д
Теория Бутлерова была разработана в 1861 г. Она легла в основу современного представления о строении органических соединений.
1. Атомы, входящие в состав молекулы органических веществ, не находятся в беспорядочном состоянии, а соединены между собой в определенной последовательности химическими связями .
2. От строения молекул, т.е. от того, в каком порядке соединены между собой атомы в молекуле, зависят свойства вещества.
3. Зная свойства вещества, можно установить его строение и наоборот: химическое строение органического вещества может многое сказать о его свойствах.
4. Химические свойства атомов и атомных группировок не являются постоянными, а зависят от других атомов (атомных групп), находящихся в молекуле
5. Строение молекулы можно выразить при помощи структурной формулы, которая для данного вещества является единственным. Это объяснило явление изомерии.
Углеводороды – самые простые органические соединения, состоящие из углерода и
водорода. В зависимости от характера углеродных связей и соотношения между количеством атомов углерода и водорода они делятся на предельные (насыщенные) и непредельные (ненасыщенные) с одной или несколькими кратными связями.
Производные углеводородов. 1. Галоидные производные, которые можно представить как углеводороды, в которых один или несколько атомов водорода замещены на атомы галоида. Соответственно этому различают фтористые, хлористые, бромистые и йодистые органические соединения.
2. Спирты ,содержат в молекуле гидроксильную группу —О—Н, связанную с углеводородным радикалом.
3. Простые эфиры содержат кислород, связанный с двумя углеводородными радикалами.
4. Альдегиды и кетоны содержат в молекуле двухатомную группу >С=О, называемую карбонильной группой или радикалом карбонилом.
5. Органические (карбоновые) кислоты содержат в молекуле карбоксильную группу
6. Производные, содержащие серу. Из этого класса можно отметить: тиоспирты, тиоэфиры ,сульфокислоты.
16) Органические полимерные материалы. Строение полимеров. Свойства полимеров.Полимеры – высокомолекулярные соединения, которые характеризуются молекулярной массой от нескольких тысяч до многих миллионов. Молекулы полимеров, называемые макромолекулами, состоят из большого числа повторяющихся звеньев. Органические полимеры подразделяются на природные и синтетические.
Полипропилен - термопластичный полимер, получаемый из газа пропилена C3H6. (CH2 = CH - CH3).
Полиизобутилен - продукт полимеризации газа изобутилена
Полихлорвинил – термопластичное синтетическое высокополимерное соединение с линейной структурой молекул несимметричного строения.
Строение. Макромолекулы полимеров могут быть линейными, разветвленными и сетчатыми. Линейные полимеры образуются при полимеризации мономеров или линейной поликонденсации.
Разветвленные полимеры могут образоваться как при полимеризации, так и при поликонденсации. Разветвление полимеров может быть вызвано при росте боковых цепей, передачей цепи на макромолекулу, физическими воздействиями (g-облучение) на смесь полимера и мономеров.
Сетчатые полимеры образуются в результате сшивки цепей при вулканизации.
Обычно большинство полимеров находится в аморфном состоянии. Но некоторые могут иметь кристаллическую структуру. Кристаллизоваться могут лишь стереорегулярные полимеры. При низкой температуре полимер находится в стеклообразном состоянии и ведет себя как твердое тело.При повышении температуры полимер переходит в высокоэластичное состояние. В этом состоянии полимер способен к различным обратимым деформациям, что обусловлено подвижностью звеньев и гибкостью молекул.
Свойства.Химические свойства полимеров зависят от их состава, молекулярной массы и структуры, вследствие наличия двойных связей и функциональных групп. Отдельные макромолекулы могут сшиваться поперечными связями. Это процесс вулканизации и перевод линейных макромолекул термореактивных полимеров в сетчатые структуры.
Механические свойства полимеров определяются элементным составом, молекулярной массой, структурой и физическим состоянием макромолекул.
Электрические свойства полимеров. Вещества делятся на диэлектрики, полупроводники и проводники. Большинство полимеров относится к диэлектрикам и определяются эти свойства наличием полярных групп в макромолекулах (Clˉ, OHˉ, COOHˉ, и т.п.) - они ухудшают их диэлектрические свойства
Свойства кристаллических и аморфных полимеров различаются. Аморфные полимеры характеризуются областью температур размягчения, т.е. постепенно переходят из твердого состояния в жидкое, а кристаллические полимеры – температурой плавления