Вуглеводні. Будова молекул органічних речовин

Про це варто згадати:

Органічні речовини — це сполуки Карбону. До складу їхніх молекул крім атомів Карбону входять атоми Гідрогену, Оксигену, Нітрогену, Сульфуру, Фосфору. Ці елементи називають елементами-органогенами.

Органічні речовини плавляться й киплять при невисоких температурах, розчиняються в органічних розчинниках. Чимало їх є горючими.

Галузь хімії, яка вивчає органічні сполуки та їхні перетворення, називають органічною хімією. Вона значною мірою забезпечує прогрес нашої цивілізації, допомагає у здійсненні заходів з охорони довкілля.

Рекомендація: Для відповіді на запитання, пригадайте і складіть у зошиті схему будови атома Карбону.

Дайте відповіді на запитання:

1. Чому органічну хімію називають хімією сполук Карбону?

2. Розгляньте схему будови атома Карбону. Назвіть можливі валентності та ступені окиснення атома Карбону.

3. Чому атоми Карбону можуть утворювати хімічні зв’язки один з одним?

4. Розглянемо будову зовнішнього електронного рівня атома Карбону. Який тип зв’язку називається ковалентним?

5. Які хімічні елементи, крім Карбону, найчастіше перебувають у складі органічних сполук?

Теорія хімічної будови органічних речовин.

Багато вчених-хіміків вивчали органічні речовини. Але головною метою був пошук шляхів синтезу нових речовин. Для цього була необхідна теорія, що дозволила б пояснити вже відомі факти й нові відкриття. Такою теорією в органічній хімії є теорія хімічної будови, основні положення якої сформулював у своїх наукових працях О. М. Бутлеров.

19 вересня 1861 року на з’їзді німецьких натуралістів і лікарів О. М. Бутлеров доповідав про нові теорії в органічній хімії. Він висунув нове поняття — «структура», що відбивало послідовність будови атомів у молекулі. Так народилася структурна теорія, або теорія хімічної будови.

У різних джерелах називають різну кількість положень теорії хімічної будови органічних речовин. Наведемо основні:

1. У молекулах речовин існує чітка послідовність хімічного з’єднання атомів відповідно до їх валентності, що називається хімічною структурою (будовою). Для зображення послідовності з’єднання атомів у молекулі Бутлеров запропонував використати валентні штрихи (риски) між атомами. Так, з урахуванням того, що в органічних сполуках атом Карбону завжди чотиривалентний, а Гідроген одновалентний, можна записати формулу найпростішої органічної сполуки, причому така формула може бути лише одна:

- молекулярна формула: CH₄ (метан);

- структурна формула:

2. Хімічні властивості речовин визначаються природою елементарних складових, їх кількістю й порядком з’єднання (хімічною будовою). Тобто хімічні властивості речовини залежать не лише від того, які атоми входять до складу речовини (що відбиває молекулярна формула), а й від того, у якій послідовності ці атоми з’єднані один з одним (що відбиває структурна формула).

Теорія хімічної будови, основні положення якої були сформульовані в роботах російського вченого-хіміка О. М. Бутлерова, дає принципову можливість визначення геометрії молекули через з’ясування хімічних властивостей. Структурні формули в руках хіміків стали потужною зброєю. Вони дають можливість робити висновки про хімічні властивості сполук, систематизувати величезний матеріал органічної хімії, передбачати існування незліченної кількості нових сполук і знаходити шляхи їх синтезу.

1. Яку валентність проявляє в органічних сполуках атом Карбону?

2. Наведіть схему будови молекули метану.

3. З якими особливостями будови атома Карбону пов’язане розмаїття органічних сполук?

4. Чому для зображення молекул органічних сполук найкраще підходять структурні формули?

Вуглеводні

Вуглеводні — сполуки, від яких походять усі органічні речовини. Вони дуже поширені в природі; із них майже повністю складаються нафта і природний газ. Ці корисні копалини і продукти їх переробки використовують як паливо, пальне, сировину у виробництві полімерних матеріалів, засобів захисту рослин, товарів побутової хімії, ліків тощо.

Слово «вуглеводень» походить від старих назв Карбону — «вуглець», Гідрогену — «водень» і таких самих назв відомих вам простих речовин.

Вуглеводні — сполуки Карбону з Гідрогеном.

Загальна формула вуглеводнів — С_nН_m .

У 9 класі ви вивчатимете насичені й ненасичені вуглеводні.

Насичені вуглеводні отримали таку назву тому, що кожний атом Карбону в їхніх молекулах використовує свої валентні можливості повною мірою, сполучаючись із максимальною кількістю інших атомів.

Крім насичених вуглеводнів, існують ненасичені вуглеводні. У молекулах цих сполук атоми Карбону сполучені між собою не лише простим (одинарним), а й подвійним, потрійним ковалентними зв’язками.

Висновок: Вуглеводні, в молекулах яких атоми Карбону сполучені між собою простими (одинарними) ковалентними зв’язками, називають насиченими, а ті, які мають також подвійні і/або потрійні зв’язки, — ненасиченими.

1. Яку валентність проявляє атом Карбону у молекулах органічних речовин?

2. Які елементи утворюють молекули вуглеводнів?

3. Складіть формулу насиченого вуглеводню з одним атомом Карбону в молекулі (пам'ятайте, що Карбон завжди в молекулах органічних сполук чотиривалентний).

4. Складіть формули насиченого вуглеводню з двома атомами Карбону в молекулі.

5. Складіть формули ненасичених вуглеводнів із двома атомами Карбону в молекулах (одну з подвійним зв'язком, а другу - з потрійним).