Презентация, доклад по теме теория строения органических соединений

базой являются Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, так органической химии ведущей научной основой служит теория строения органических соединений Бутлера – Кекуле – Купера.
Как и любая другая научная теория, теория строения органических соединений явилась результатом обобщения богатейшего фактологического материала, который накопила органическая химия, оформившись как наука в начале XIX в. Открывались все новые и новые соединения углерода, количество которых лавинообразно возрастало. Объяснять это многообразие ученые еще не могли.

предмет изучения ограничивался соединениями углерода растительного и животного происхождения. Не все соединения углерода классифицируются как органические. Например, СО2, HCN, CS2 традиционно относят к неорганическим. Условно можно считать, что прототипом органических соединений является метан СН4.

К настоящему времени число известных органических соединений превышает 10 млн. и увеличивается каждый год на 250-300 тыс. Многообразие органических соединений определяется уникальной способностью атомов углерода соединяться друг с другом простыми и кратными связями, образовывать соединения с практически неограниченным числом атомов, связанных в цепи, циклы, бициклы, трициклы, полициклы, каркасы и др., образовывать прочные связи почти со всеми элементами периодической системы, а также явлением изомерии - существованием разных по свойствам веществ, обладающих одним и тем же составом и молекулярной массой.

Органическая химия - наука, изучающая соединения углерода с другими элементами (органические соединения), а также законы их превращений.

одинаковых по атомарному составу и молекулярной массе, но различающихся по строению или расположению атомов в пространстве и, вследствие этого, по свойствам.

В итоге дискуссии Ю. Либиха и Ф. Вёлера в 1823 году было установлено, что существуют два резко различных по свойствам вещества состава AgCNO — циановокислое (AgNCO (англ.)русск.) и гремучее (AgONC) серебро. Ещё одним примером послужили винная и виноградная кислоты, после исследования которых Й. Берцелиус в 1830 году ввёл термин «изомерия» и высказал предположение, что различия возникают из-за «различного распределения простых атомов в сложном атоме» (то есть, в современных терминах, молекуле).

Подлинное объяснение изомерия получила лишь во 2-й половине XIX века на основе теории химического строения А. М. Бутлерова (структурная изомерия) и стереохимического учения Я. Г. Вант-Гоффа (пространственная изомерия).

их взаимным расположением)

Структурная (Изомеры, имеющие различный порядок соединения атомов в молекуле)

Изомерия углеродного скелета (Соединения отличаются порядком расположения углерод-углеродных связей)

Изомерия функциональной группы (т.е. группы атомов, определяющих принадлежность соединения к тому или иному классу органических соединений)

Межклассовая изомерия (изомеры этого вида изомерии относятся к разным классам органических веществ)

Геометрическая изомерия (характерна для соединений с двойной углерод-углеродной связью)

Оптическая изомерия (обладают вещества или молекул, имеющие ассиметричный или хиральный)

начали использовать в научных текстах в значении «экстракт», «препарат». Использование в рамках современного определения зафиксировано в 1884 году (нем. Valenz). В 1789 году Уильям Хиггинс опубликовал работу, в которой высказал предположение о существовании связей между мельчайшими частицами вещества.
Решающую роль в создании теории валентности сыграл Фридрих Август Кекуле. В 1857 г. он показал, что углерод является четырёхосновным (четырёхатомным) элементом, и его простейшим соединением является метан СН4. Уверенный в истинности своих представлений о валентности атомов, Кекуле ввёл их в свой учебник органической химии: основность, по мнению автора — фундаментальное свойство атома, свойство такое же постоянное и неизменяемое, как и атомный вес. В 1858 г. взгляды, почти совпадающие с идеями Кекуле, высказал в статье «О новой химической теории» Арчибальд Скотт Купер.

Вале́нтность— способность атомов химических элементов образовывать определённое число химических связей с атомами других элементов.

внёс в теорию валентности важнейшие дополнения. Он провёл чёткое различие между свободным атомом и атомом, вступившим в соединение с другим, когда его сродство «связывается и переходит в новую форму». Бутлеров ввёл представление о полноте использования сил сродства и о «напряжении сродства», то есть энергетической неэквивалентности связей, которая обусловлена взаимным влиянием атомов в молекуле. В результате этого взаимного влияния атомы в зависимости от их структурного окружения приобретают различное «химическое значение». Теория Бутлерова позволила дать объяснение многим экспериментальным фактам, касавшимся изомерии органических соединений и их реакционной способности.

Огромным достоинством теории валентности явилась возможность наглядного изображения молекулы. В 1860-х гг. появились первые молекулярные модели. Уже в 1864 г. А. Браун предложил использовать структурные формулы в виде окружностей с помещёнными в них символами элементов, соединённых линиями, обозначающими химическую связь между атомами; количество линий соответствовало валентности атома. В 1865 г. А. фон Гофман продемонстрировал первые шаростержневые модели, в которых роль атомов играли крокетные шары. В 1866 г. в учебнике Кекуле появились рисунки стереохимических моделей, в которых атом углерода имел тетраэдрическую конфигурацию.

все те её характеристики, которые в своей совокупности определяют химическое поведение (реакционную способность) данной молекулы. Сюда относятся: природа атомов, образующих молекулу, их валентное состояние, порядок и характер химической связи между ними, пространственное их расположение, характерное распределение электронной плотности, характер электронной поляризуемости электронного облака молекулы и т.д. Основные положения теории химического строения, являющейся фундаментом химии, были развиты русским химиком Бутлеровым А.М.

Сам Бутлеров определял понятие химического строения так: "Исходя от мысли, что каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определённым количеством принадлежащей ему химической силы (сродства), я называю химическим строением распределение действия этой силы, вследствие которой химические атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу".

года в докладе «О химическом строении веществ» на химической секции Съезда немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере (опубликованном в том же году на немецком и в следующем — на русском языках). В том же докладе он заложил основы классической теории химического строения. Главные положения этой теории следующие:
Атомы в молекулах соединены друг с другом в молекулы согласно их валентности, порядок распределения связей в молекуле называется химическим строением.
Изменение этой последовательности приводит к образованию нового вещества с новыми свойствами.
Свойства веществ зависят не только от их состава, но и от «химического строения», то есть от порядка соединения атомов в молекулах и характера их взаимного влияния. Наиболее сильно влияют друг на друга атомы, непосредственно связанные между собой.
Атомы в молекулах оказывают влияние друг на друга и это влияние приводит к химическим изменениям поведения атома.
Определить состав и строение химического элемента можно по продуктам химических превращений.

атомов каждого из химических элементов, образующих молекулу вещества (C3H8)

Структурная формула Отражает порядок соединения атомов в молекуле согласно валентности

C3H8

Н Н Н Н – С - С – С - Н Н Н Н

и на электронном и на пространственном строении веществ, которое подробно рассматривается на профильном уровне изучения химии