Параграф 6 - Химия. 10 класс. Кузнецова Н.Е.
Предмет: | Химия |
Класс: | 10 класс |
Автор учебника: | Кузнецова Н.Е. |
Год издания: | 2011 |
Издательство: | |
Кол-во заданий: | |
Кол-во упражнений: | |
Мы в социальных сетях
| |
Данные ответы на задания относятся к первому разделу учебника - Теоретические основы органической химии, шестого параграфа - Классификация и номенклатура органических соединений. Правки, дополнительные вопросы по заданиям и теме в целом можно оставлять на странице обсуждения.
Классификация и номенклатура органических соединений[править | править код]
Классификация объектов, веществ и их схемы в химии[править | править код]
- Для чего науке нужны классификации объектов? Какие классификации веществ вам известны? Приведите их схемы и примеры веществ. По каким классификацианным признакам проведено разделение веществ на классы?
Классификация является важнейшим методом систематизации. Смысл классификации прост. Все многообразие объектов, требующих осмысления или какой-либо обработки, организуется в виде упорядоченной системы. Классификация позволяет выделить из всего многообразия объектов группы с интересующими исследователя свойствами и сосредоточиться на их изучении. Классификация объектов проводится с целью установления наследственных связей между объектами. Свойство наследования позволяет изучать характеристики всех объектов класса, не привязываясь к конкретному экземпляру. Классификация позволяет систематизировать знания об объектах любой природы и назначения.
Самая простая классификация заключается в том, что все известные вещества делят на неорганические и органические.
Неорганические вещества по составу делят на простые и сложные. Сложные неорганические вещества по составу и свойствам распределяют по следующим важнейшим классам: оксиды, основания, кислоты, амфотерные гидроксиды, соли. Оксиды, в свою очередь, классифицируют на солеобразующие и несолеобразующие. Солеобразующие делятся на основные, амфотерные, кислотные, которым соответствуют основания, амфотерные гидроксиды и кислоты соответственно. Основания делятся на растворимые (щелочи) и нерастворимые и т.д.
В зависимости от строения углеродной цепи органические соединения разделяют на соединения с открытой цепью ациклические и циклические - с замкнутой цепью атомов. Циклические делятся на две группы: карбоциклические соединения и гетероциклические. Карбоциклические соединения, в свою очередь, включают два ряда соединений: алициклические и ароматические. Как ациклические, так и циклические углеводороды могут содержать кратные (двойные или тройные) связи. Такие углеводороды называют непредельными (ненасыщенными), в отличие от предельных (насыщенных), содержащих только одинарные связи. Все сказанное о классификации органических веществ в зависимости от
строения углеродной цепи с примерами изображено на схеме (Схема 1 и схема 2).
-
Схема 1. Классификация неорганических веществ
-
Схема 2. Классификация органических веществ
Развернутые и сокращенные структурные формулы некоторых веществ[править | править код]
- Напишите развернутые и сокращенные структурные формулы перечисленных веществ. На какую группу атомов отличается состав каждого из последующих веществ? Какую общую формулу можно установить для всех этих веществ?
Химическое вещество | Сокращённая формула | Развёрнутая формула |
---|---|---|
Метан | ||
Этан | ||
Пропан | ||
Бутан |
Состав каждого из последующих веществ отличается на -группу. Общая формула
Дополнительные вопросы[править | править код]
Значение классификации веществ в химии[править | править код]
- Какое значение в химии имеет классификация веществ?
Классификация применяется для упорядочения множества веществ и позволяет выделить из всего многообразия объектов группы с интересующими исследователя свойствами и сосредоточиться на их изучении. Классификация объектов проводится с целью установления наследственных связей между объектами. Свойство наследования позволяет изучать характеристики всех объектов класса, не привязываясь к конкретному экземпляру. Классификация позволяет систематизировать знания об объектах любой природы и назначения.
Классификация для систематизации органических соединений[править | править код]
- Какие классификации используются для систематизации органических соединений. По каким признакам их разделяют?
Классификационные признаки органических соединений, использующиеся для систематизации органических соединений:
- Строение углеродной цепи (ациклические: неразветвленные или разветвленные; циклические).
- Природа функциональных групп.
- Кратность связей (предельные и непредельные)
- Число ядер в ароматических циклических углеводородах (Одноядерные, многоядерные)
- И др.
Группы органических веществ по строению углеродной цепи[править | править код]
- На какие группы делят органические вещества по строению углеродной цепи?
По строению углеродной цепи органические соединения делят на ациклические (которые бывают разветвлёнными и неразветвлёнными) и циклические. Подробнее об ациклических и циклических соединениях написано в ответе на первый вопрос данного параграфа.
Формулы некоторых веществ с функциональными группами[править | править код]
- Выберите формулы веществ с функциональными группами
К формулам веществ с функциональными группами относятся следующие соединения:
(хлорметан, -функциональная группа)
(этиловый спирт, -функциональная группа)
(уксусная кислота, Невозможно разобрать выражение (SVG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \ce{COOH}}
-функциональная группа)
Невозможно разобрать выражение (SVG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \ce{CH3-CHO}}
(уксусный альдегид, Невозможно разобрать выражение (SVG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \ce{CHO}}
-функциональная группа)
Некоторые соединения по номенклатуре IUPAC[править | править код]
- Назовите следующие соединения по номенклатуре IUPAC:
1) Невозможно разобрать выражение (SVG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \ce{CH3-\overset{\displaystyle}{\underset{ | \atop \displaystyle Cl}{CH}}-\overset{\displaystyle}{\underset{ | \atop \displaystyle OH}{CH}}-CH3}} | 2) Невозможно разобрать выражение (SVG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \ce{CH3-\overset{\displaystyle}{\underset{ | \atop \displaystyle Cl}{CH}}-CH2-CH2-CH3}} |
3) Невозможно разобрать выражение (SVG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \ce{\overset{\displaystyle}{\underset{ | \atop \displaystyle OH}{CH2}}-\overset{\displaystyle}{\underset{ | \atop \displaystyle OH}{CH}}-\overset{\displaystyle}{\underset{ | \atop \displaystyle H}{C}}=O}} | 4) Невозможно разобрать выражение (SVG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \ce{H2C=\overset{\displaystyle}{\underset{ | \atop \displaystyle C2H5}{C}}-CH2-\overset{\displaystyle}{\underset{ | \atop \displaystyle CH3}{CH}}-CH3}} |
5) Невозможно разобрать выражение (SVG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \ce{CH3-CH2-\overset{\displaystyle}{\underset{ | \atop \displaystyle Cl}{CH}}-\overset{\displaystyle}{\underset{ | \atop \displaystyle H}{C}}=O}}
Ответ:
- 2-хлорбутанол-2
- 2-хлорпентан
- 1,2-дигидроксипропаналь
- 2-этил-4-метил-пентен-1
- 2-хлорбутаналь
Структурные формулы некоторых соединений[править | править код]
- Составьте структурные формулы соединений по их названиям: 2-метилбутадиен-1,3; гидроксибутановая кислота; 2-метил-4-бромпентан; 2-метил-4-этилгексан; 2-метил-4,4-диэтилоктан.
Методы исследования органических веществ[править | править код]
Очищение химических веществ[править | править код]
- Зачем необходимо очищать вещество? Какие методы очистки веществ вам известны?
Очищать вещества необходимо для того, чтобы получить точные данные о строении и свойствах веществ. К тому же, содержащиеся в веществе примеси могут оказывать токсическое воздействие, что особо актуально для фармацевтической промышленности, а также влиять на свойства вещества (изменять температуры плавления, кипения, вступать в химические реакции).
Смесь и отличие от химического соединения, разделение смесей[править | править код]
- Что такое смесь и чем она отличается от химического соединения?
- Какие вы знаете способы разделения смесей и как практически очистить вещество?
Смеси — это системы, состоящие из нескольких веществ, не изменяющих в результате смешивания своих физических и химических свойств. А чистые химические соединения обладают строго постоянными физическими свойствами.
Для разделения гетерогенных смесей используют отстаивание, декантацию, фильтрование, действие магнитом, зкстрагирование.
Для разделения гомогенных смесей: перегонку, кристаллизацию, плавление, сублимацию (возгонку).
Особым методом разделения смесей является хроматография - метод разделения смесей, основанный на распределении веществ между двумя фазами, подвижной и неподвижной.
Идентификация веществ[править | править код]
- Что такое идентификация веществ? Приведите примеры её практического осуществления.
Идентификация вещества — установление природы, вида, структуры и состояния молекул вещества на основе сопоставления и отождествления экспериментальных результатов качественного анализа с соответствующими справочными данными, а в случае их отсутствия - со свойствами образцов, полученных встречным синтезом на основании предполагаемых моделей. Наука, разрабатывающая метолы идентификации, называется аналитической химией.
Так, например, чтобы установить, что в состав углеводорода входят атомы Невозможно разобрать выражение (SVG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \ce{C}} (углерод) и Невозможно разобрать выражение (SVG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \ce{H}} (водород), вещество сжигают и поглощают выделяющиеся газы раствором известковой воды. По помутнению известковой воды, судят, что при горении углеводорода выделяется углекислый газ и вода (вода конденсируется в виде капелек на стенках либо её можно обнаружить безводным сульфатом меди). Обнаружить, есть ли в веществе кратные связи можно по обесцвечиванию бромной воды или раствора перманганата калия. Реакция «серебряного зеркала» дает возможность обнаружить альдегидную группу.
Творческие задания[править | править код]
Схема классификации методов исследования органических соединений[править | править код]
- Составьте схему классификации методов исследования органических соединений и дайте её обоснование.
Изучение органических веществ преследует цель установления строения вещества, его пространственной структуры и основных характеристик, исследование скоростей и механизмов реакции. Ввиду огромного числа разнообразных органических соединений нельзя выработать единую схему анализа, как часто делается в неорганическом количественном анализе. И все же систематическое исследование позволяет достаточно надежно и быстро идентифицировать органическое вещество. Установление строения органического вещества – это главная цель их изучения вне зависимости от метода исследования. Однако интересы, связанные с исследованием того или иного органического соединения, уже имеют разный характер. Особенную важность имеют вопросы, касающиеся природных ресурсов нашей планеты. Мы знаем, что особенное значение для человечества имеют источники нефти и газа, но они ограничены. Поэтому назрела проблема поисков нового сырья для органического и нефтехимического синтеза, получения нефти и газа искусственным путем. Но это лишь одна из причин изучения органических веществ. Если посмотреть вокруг, то все живое на Земле это органическая химия. Соответственно, изучение органических веществ это ключ к глобальным открытиям в области живой природы, возможность узнать все процессы жизнедеятельности, найти пути излечения многих страшных заболеваний, создавать самим живые материи и т.д.
Методов исследования органических веществ большое множество. В зависимости от используемых приборов, использования определенных характеристик органических соединений и принципов работы, их можно классифицировать и выделить основные методы: простейшие методы изучения:
- очистка органических веществ (кристаллизация, возгонка, перегонка, хроматография, гель-фильтрация, электрофорез)
- анализ органических веществ (количественный и качественные элементные анализы);
- физико-химические методы: рефрактометрия, калориметрия, измерение электрических дипольных моментов, рентгенография и электронография
- электрохимические методы: (полярография, анодная вольтамперометрия), спектроскопия (фотоэлектронная, масс-спектроскопия, инфракрасная и т.д.)[1]
Применение разных методов исследования органических соединений[править | править код]
- Составьте таблицу, характеризующую цели, суть, области и примеры применения разных методов исследования органических соединений.
- Используя химическую энциклопедию, Интернет и другие источники, найдите более полную информацию о заинтересовавших вас методах исследования веществ.
Метод исследования | Цели, суть применения |
---|---|
Кристаллизация |
Кристаллизация является простейшим методом разделения и очистки твердых веществ. Метод кристаллизации состоит из пяти стадий :
Для того чтобы достичь высокой степени чистоты, может потребоваться неоднократная перекристаллизация. Для успешной кристаллизации чрезвычайно важным является правильный выбор растворителя, в котором очищаемое вещество легко растворяется при нагревании и практически не растворяется на холоду и в котором хорошо растворимы примеси.[2] |
Возгонка (сублимация) |
Возгонкой или сублимацией называют процесс, при котором кристаллическое вещество, нагретое ниже его температуры плавления, переходит в парообразное состояние (минуя жидкое), а затем оседает на холодной поверхности в виде кристаллов. При атмосферном давлении при температурах ниже температуры плавления могут возгоняться только органические соединения с относительно высоким давлением паров. Их немного, подавляющее большинство соединений сублимируются только при пониженном давлении. Возгонка - превосходный метод очистки веществ в тех случаях, когда загрязнения обладают иной летучестью, чем само соединение (соединения со сходной летучестью будут возгоняться вместе) и заменяет длительную и трудоемкую кристаллизацию. Возгонку легко провести даже с очень небольшими количествами вещества при минимальных потерях. Этот метод особенно удобен для очистки хинонов, многоядерных углеводородов, веществ, образующих сольваты или гидраты.[3] |
Перегонка (дистилляция) |
Перегонка — один из наиболее часто используемых химиками методов как для идентификации, так и для очистки органических соединений. Температура кипения, определяемая при перегонке, одно из важных физических свойств соединения. Различные жидкие химические вещества имеют в большинстве случаев разную температуру кипения. Этот факт позволяет использовать дистилляцию для очистки целевого соединения от нелетучих (или менее летучих) примесей. В основу этого положена идентификация соединения по температуре кипения:
Простая перегонка - для разделения веществ с большой разницей в температурах кипения (>60 °C). |
Другие задания учебника[править | править код]