-->
Òåîðèÿ õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ Áóòëåðîâà. Õèìèÿ 10 êëàññ. Áàçîâûé óðîâåíü.Èíòåðàêòèâíûå çàäàíèÿ
< !-- ot vovana -->
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

Ãëàâíàÿ >> Õèìèÿ 10 êëàññ. Áàçîâûé óðîâåíü. Êóçíåöîâà

Ãëàâà 2. Òåîðèÿ ñòðîåíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé

 


Òåîðèÿ õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ À.Ì. Áóòëåðîâà

Ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû ÷àñòî èñïîëüçóþò â ñîêðàù¸ííîì âàðèàíòå, ÷òî áîëåå óäîáíî äëÿ îáçîðà õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Íàïðèìåð, ýòè æå ôîðìóëû èçîìåðîâ ïåíòàíà ìîæíî ïðåäñòàâèòü òàê:

Äëÿ ñîåäèíåíèé ñ äëèííûìè óãëåðîäíûìè öåïÿìè ñóùåñòâóþò åù¸ áîëåå êîðîòêèå âàðèàíòû íàïèñàíèÿ ñòðóêòóðíûõ ôîðìóë. Íàïðèìåð, ïåíòàí ìîæíî îáîçíà÷èòü ôîðìóëîé ÑÍ3—(ÑÍ2)3—ÑÍ3.

Ïðè èçó÷åíèè îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, èõ ðàçíûõ êëàññîâ, ðàäèêàëîâ è äðóãèõ ÷àñòèö èñïîëüçóåòñÿ íîìåíêëàòóðà îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Òåîðèÿ õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ ïîñëóæèëà å¸ óïîðÿäî÷åíèþ.

Íîìåíêëàòóðà — ýòî ÷àñòü ÿçûêà íàóêè, ïðåäñòàâëåííàÿ ñèñòåìîé ïðàâèë, ïîçâîëÿþùåé äàòü êàæäîìó ñîåäèíåíèþ îäíîçíà÷íîå íàçâàíèå è îñóùåñòâëÿòü ïðåçåíòàöèþ âåùåñòâ â ñëîâåñíîé ôîðìå.

Íîìåíêëàòóðà îñíîâûâàåòñÿ íà çíàíèè êëàññîâ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé (ñì. ðèñ. 10, ñ. 36).

 îðãàíè÷åñêîé õèìèè èñïîëüçóþòñÿ ðàçíûå íîìåíêëàòóðíûå ñèñòåìû, îäíàêî îáùåïðèçíàííîé ÿâëÿåòñÿ ìåæäóíàðîäíàÿ ñèñòåìàòè÷åñêàÿ íîìåíêëàòóðà IUÐÀÑ (ÈÞÏÀÊ — Ìåæäóíàðîäíûé ñîþç òåîðåòè÷åñêîé è ïðèêëàäíîé õèìèè).

Íîìåíêëàòóðà «ýòèêåòèðóåò» ýëåìåíòû, âåùåñòâà è ÷àñòèöû, ïîìîãàåò îòëè÷àòü èõ äðóã îò äðóãà.

Âû áóäåòå ïîñòîÿííî èñïîëüçîâàòü â åäèíñòâå õèìè÷åñêèå ôîðìóëû è óðàâíåíèÿ, íîìåíêëàòóðó è òåðìèíîëîãèþ, äîïîëíÿþùèå äðóã äðóãà.

 ñîâðåìåííîé îðãàíè÷åñêîé õèìèè è â ïðîöåññå å¸ èçó÷åíèÿ äëÿ íàèìåíîâàíèÿ ñîåäèíåíèé èñïîëüçóåòñÿ íåñêîëüêî íîìåíêëàòóð: èñòîðè÷åñêàÿ, ðàöèîíàëüíàÿ è ìåæäóíàðîäíàÿ IUÐÀÑ.

Èñòîðè÷åñêàÿ (òðèâèàëüíàÿ) íîìåíêëàòóðà, âîçíèêøàÿ åù¸ â äðåâíèå âðåìåíà, ïðèñâàèâàëà íàçâàíèÿ âåùåñòâàì ïðåèìóùåñòâåííî ïî èõ ïðîèñõîæäåíèþ (ìóðàâüèíàÿ, ÿáëî÷íàÿ, ÿíòàðíàÿ, ùàâåëåâàÿ, âèííàÿ êèñëîòû, äðåâåñíûé ñïèðò, ìî÷åâèíà è ò. ä.). Èñòîðè÷åñêèå íàçâàíèÿ íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûõ â áûòó âåùåñòâ èñïîëüçóþòñÿ è â íàøå âðåìÿ. Ïî ìåðå ðàçâèòèÿ õèìèè èñòîðè÷åñêóþ íîìåíêëàòóðó ñìåíèëà ðàöèîíàëüíàÿ.

Ðàöèîíàëüíóþ íîìåíêëàòóðó öåëåñîîáðàçíî ïðèìåíÿòü äëÿ ïðîñòåéøèõ óãëåâîäîðîäîâ ñ ðàçâåòâë¸ííîé öåïüþ. Íàïðèìåð, âñå ïðåäåëüíûå óãëåâîäîðîäû ðàññìàòðèâàþò êàê ïðîèçâîäíûå ìåòàíà, ãäå îäèí èëè âñå ÷åòûðå àòîìà âîäîðîäà çàìåùåíû íà îäíîâàëåíòíûé ðàäèêàë. Ïðè ýòîì àòîì óãëåðîäà, ñâÿçàííûé ñ îäíèì àòîìîì óãëåðîäà, íàçûâàåòñÿ ïåðâè÷íûì (—ÑÍ3), ñ äâóìÿ — ñ äâóìÿ — âòîðè÷íûì (—ÑÍ2—), ñ òðåìÿ — òðåòè÷íûì ñ ÷åòûðüìÿ — ÷åòâåðòè÷íûì

Íàïðèìåð:

Ðàöèîíàëüíàÿ íîìåíêëàòóðà ïîçâîëÿåò ñðàâíèòåëüíî ëåãêî íàçûâàòü ïðîñòûå âåùåñòâà, è ìû áóäåì èñïîëüçîâàòü å¸ ïðè èçó÷åíèè òàêèõ ñîåäèíåíèé, íî îíà âåñüìà çàòðóäíÿåò ñîñòàâëåíèå íàçâàíèé ñëîæíûõ âåùåñòâ è ðàçíûõ èçîìåðîâ. Ïîýòîìó âåäóùåé â ñîâðåìåííîé îðãàíè÷åñêîé õèìèè ÿâëÿåòñÿ ìåæäóíàðîäíàÿ íîìåíêëàòóðà IUÐÀÑ.

 îñíîâó ìåæäóíàðîäíîé íîìåíêëàòóðû IUPAC ïîëîæåíû íàçâàíèÿ ïðåäåëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ. Êëàññ ñîåäèíåíèé ñîãëàñíî ýòîé íîìåíêëàòóðå îáîçíà÷àåòñÿ ôóíêöèîíàëüíûì îêîí÷àíèåì èëè ñóôôèêñîì. Äëÿ îáîçíà÷åíèÿ ïðåäåëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ èñïîëüçóåòñÿ ñóôôèêñ -àí (ïðîïàí C3H8), äëÿ ýòèëåíîâûõ -åí (ïðîïåí Ñ3Í6), äëÿ àöåòèëåíîâûõ -èí (ïðîïèí Ñ3Í4), äëÿ ñïèðòîâ -îë (ïðîïàíîë Ñ3Í5—ÎÍ), äëÿ àëüäåãèäîâ -àëü (ïðîïàíàëü Ñ2Í5—ÑÍÎ), äëÿ êèñëîò -îâàÿ (ïðîïàíîâàÿ êèñëîòà Ñ2Í5ÑÎÎÍ).

Ñ íîìåíêëàòóðîé ðàçíûõ êëàññîâ ñîåäèíåíèé âû óæå çíàêîìèëèñü â êóðñå õèìèè 9 êëàññà è ïðîäîëæèòå å¸ èçó÷åíèå â êóðñå îðãàíè÷åñêîé õèìèè â 10 êëàññå.

Äàëåå ìû ïîêàæåì ïðèíöèïû ñîñòàâëåíèÿ íàçâàíèé è ôîðìóë îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé íà áîëåå ïðîñòûõ, çíàêîìûõ âàì ñîåäèíåíèÿõ, ïðåèìóùåñòâåííî íà óãëåâîäîðîäàõ è èõ èçîìåðàõ.

Ïðàâèëà ñîñòàâëåíèÿ íàçâàíèé îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé

1. Âûáèðàåòñÿ ãëàâíàÿ öåïü — ñàìàÿ äëèííàÿ íåïðåðûâíàÿ óãëåðîäíàÿ öåïü, êîòîðàÿ ñîäåðæèò ôóíêöèîíàëüíóþ ãðóïïó èëè õàðàêòåðíóþ äëÿ óãëåâîäîðîäîâ äâîéíóþ ëèáî òðîéíóþ ñâÿçü.

2. Íóìåðàöèÿ óãëåðîäíûõ àòîìîâ ãëàâíîé öåïè íà÷èíàåòñÿ ñ òîãî êîíöà, ê êîòîðîìó áëèæå çàìåñòèòåëü èëè ôóíêöèîíàëüíàÿ ãðóïïà.

3. Ïîëîæåíèå óãëåâîäîðîäíîãî ðàäèêàëà (íà÷èíàÿ ñ ïðîñòåéøåãî) îïðåäåëÿåòñÿ àòîìîì óãëåðîäà ãëàâíîé öåïè, ñ êîòîðûì îí ñâÿçàí.

4. Íàçûâàåòñÿ ïðåäåëüíûé óãëåâîäîðîä, ñîîòâåòñòâóþùèé ãëàâíîé öåïè, è èçìåíÿåòñÿ èëè ïðèáàâëÿåòñÿ ñóôôèêñ, ñîîòâåòñòâóþùèé äàííîìó êëàññó ñîåäèíåíèé.

5. Óãëåâîäîðîäíûå îñòàòêè èëè ðàäèêàëû, íàõîäÿùèåñÿ â áîêîâîé öåïè, ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê çàìåñòèòåëè âîäîðîäíûõ àòîìîâ â ãëàâíîé öåïè. Çàìåñòèòåëÿìè ìîãóò áûòü ãàëîãåíû è íåêîòîðûå ôóíêöèîíàëüíûå ãðóïïû, íàïðèìåð àìèíîãðóïïà —NH2, íèòðîãðóïïà — NO2 è äð.

Êîðåíü — åãî íàçâàíèå çàâèñèò îò êîëè÷åñòâà àòîìîâ óãëåðîäà â öåïè:

Ñ1 — «ìåò»; Ñ2 — «ýò»; Ñ3 — «ïðîï»; Ñ4 — «áóò»; Ñ5 — «ïåíò»; Ñ6 — «ãåêñ»; Ñ7 — «ãåïò»; Ñ8 — «îêò»; Ñ9 — «íîí»; Ñ10 — «äåê».

Ñóôôèêñ óêàçûâàåò íà îïðåäåë¸ííûé âèä ñâÿçè àòîìîâ óãëåðîäà â ñîåäèíåíèè:

—Ñ—Ñ— (àëêàíû) -àí; (àëêåíû) -åí; (àëêèíû) -èí.

Ïðåôèêñ èñïîëüçóåòñÿ â íàçâàíèÿõ áîëåå ñëîæíûõ ñîåäèíåíèé äëÿ îáîçíà÷åíèÿ êàêèõ-ëèáî àòîìîâ èëè ãðóïï, âõîäÿùèõ â èõ ñîñòàâ.

Êðîìå ïðåôèêñà, êîðíÿ è ñóôôèêñà äëÿ ñîñòàâëåíèÿ íàçâàíèé ñëîæíûõ ñîåäèíåíèé èñïîëüçóþò ëîêàíòû è ìíîæèòåëüíûå ïðèñòàâêè.

Ëîêàíòû — öèôðû èëè áóêâû, êîòîðûå óêàçûâàþò ïîëîæåíèå çàìåñòèòåëåé è êðàòíûõ ñâÿçåé, îíè ìîãóò ñòàâèòüñÿ ïåðåä ïðåôèêñîì èëè ïîñëå ñóôôèêñà.

Ìíîæèòåëüíûå ïðèñòàâêè óêàçûâàþò ÷èñëî îäèíàêîâûõ çàìåñòèòåëåé èëè êðàòíûõ ñâÿçåé:

äâà — «äè-»; òðè — «òðè-»; ÷åòûðå — «òåòðà-»; ïÿòü — «ïåíòà-»; øåñòü — «ãåêñà-»; ñåìü — «ãåïòà-»; âîñåìü — «îêòà-»; äåâÿòü — «íàíî-». Íàïðèìåð:

Ïðèìåðû ñîñòàâëåíèÿ íàçâàíèé óãëåâîäîðîäîâ, èçâåñòíûõ âàì èç 9 êëàññà:

Äëÿ ðàñêðûòèÿ ñîäåðæàíèÿ òîé èëè èíîé òåîðèè è ðåàëèçàöèè å¸ ôóíêöèé âàæíî ïðèäåðæèâàòüñÿ îïðåäåë¸ííîãî ïëàíà, èëè àëãîðèòìà, å¸ îïèñàíèÿ.

Ïëàí-õàðàêòåðèñòèêà òåîðèè

1. Ïðåäïîñûëêè ñîçäàíèÿ òåîðèè (èñòîðè÷åñêèé àñïåêò).
2. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ áàçà è ôóíäàìåíòàëüíûå ïîíÿòèÿ òåîðèè.
3. Ñóòü òåîðèè è å¸ îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ, èõ ôîðìóëèðîâàíèå.
4. Ñëåäñòâèÿ òåîðèè, å¸ ôóíêöèè.
5. Äîêàçàòåëüñòâà äåéñòâåííîñòè òåîðèè.
6. Ãðàíèöû ïðèìåíåíèÿ òåîðèè.
7. Àïïàðàò å¸ îïèñàíèÿ (õèìè÷åñêèé ÿçûê è ìîäåëè êîíêðåòíîé òåîðèè).
8. Çíà÷åíèå òåîðèè äëÿ íàóêè è ïðàêòèêè, äàëüíåéøåå å¸ ðàçâèòèå.

Òåîðèÿ õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ À.Ì. Áóòëåðîâà ïðî÷íî âîøëà â íàóêó è ïðèîáðåëà áîëüøîå íàó÷íîå è ïðàêòè÷åñêîå çíà÷åíèå. Îíà ñòàëà âàæíåéøåé ÷àñòüþ òåîðåòè÷åñêîãî ôóíäàìåíòà îðãàíè÷åñêîé õèìèè, ðóêîâîäÿùåé îñíîâîé âñåõ å¸ èññëåäîâàíèé. Ïî ñâîåé çíà÷èìîñòè òåîðèÿ õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ ñîïîñòàâèìà ñ ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìîé õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ Ä.È. Ìåíäåëååâà. Ïîäîáíîå ïðèçíàíèå âêëàäà À.Ì. Áóòëåðîâà â íàóêó è îöåíêó åãî òåîðèè ñäåëàë äâàæäû ëàóðåàò Íîáåëåâñêîé ïðåìèè, êðóïíåéøèé õèìèê XX â. Ë. Ïîëèíã: «Ñðåäè âåëèêèõ õèìèêîâ ìèðà ÿ õîòåë áû íàçâàòü òàêæå Áóòëåðîâà (íàðÿäó ñ Ìåíäåëååâûì), óñòàíîâèâøåãî, ÷òî êàæäîå âåùåñòâî ñîñòîèò èç ìîëåêóë, èìåþùèõ ðàçëè÷íóþ ñòðóêòóðó, êîòîðàÿ îïðåäåëÿåò êà÷åñòâî âåùåñòâà» (1975).

Òåîðèÿ õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ îáåñïå÷èëà áóðíûé ðàñöâåò ñèíòåçà îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ è õèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè. Êàê ôóíäàìåíòàëüíàÿ òåîðèÿ îíà íàøëà ñâî¸ äàëüíåéøåå ðàçâèòèå íà îñíîâå íîâûõ äàííûõ î ñòðîåíèè è ñâîéñòâàõ îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ è ñîâðåìåííûõ ìåòîäîâ èõ èññëåäîâàíèÿ.

Âûâîäû

1. Ñòåðæíåì òåîðèè À.Ì. Áóòëåðîâà ÿâëÿåòñÿ ïîíÿ òèå «õèìè÷åñêîå ñòðîåíèå», ïîä êîòîðûì ïîíèìàåòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñîåäèíåíèÿ àòîìîâ â ñîîòâåòñòâèè ñ èõ âàëåíòíîñòüþ, èõ âçàèìíîå âëèÿíèå äðóã íà äðóãà.

2. Îñíîâíàÿ èäåÿ òåîðèè — çàâèñèìîñòü ñâîéñòâ îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ îò èõ õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ (÷òî â ðàâíîé ñòåïåíè îòíîñèòñÿ è ê íåîðãàíè÷åñêèì ñîåäèíåíèÿì). Ñóùíîñòü òåîðèè ðàñêðûâàþò å¸ îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ.

3. Õèìè÷åñêîå ñòðîåíèå îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé êðàòêî è îäíîçíà÷íî îòðàæàþò ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû è äîïîëíÿþùàÿ èõ íîìåíêëàòóðà. Êàæäîå âåùåñòâî èìååò òîëüêî îäíó ñòðóêòóðíóþ ôîðìóëó.

4. Âàæíåéøåé ôóíêöèåé òåîðèè ÿâëÿåòñÿ îáúÿñíåíèå ÿâëåíèé. Òåîðèè òàêæå ïðèñóùè ôóíêöèè îáîáùåíèÿ, ïðîãíîçèðîâàíèÿ è ñèñòåìàòèçàöèè.

5. Êàæäîå âåùåñòâî ëþáîãî êëàññà èìååò ñâî¸ íàçâàíèå. Äëÿ íàèìåíîâàíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ïðèìåíÿþò ðàçíûå íîìåíêëàòóðû: òðèâèàëüíóþ (èñòîðè÷åñêóþ), ðàöèîíàëüíóþ è ìåæäóíàðîäíóþ ñèñòåìàòè÷åñêóþ (IUPAG).

6. Äëÿ íàïèñàíèÿ íàçâàíèé è ôîðìóë ñîåäèíåíèé ñëåäóåò çíàòü ïðàâèëà èõ ñîñòàâëåíèÿ.

Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ

Òåîðèÿ õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ • Õèìè÷åñêîå ñòðîåíèå • Ñòðóêòóðíàÿ èçîìåðèÿ • Ñòðóêòóðíàÿ ôîðìóëà • Íîìåíêëàòóðà îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé

Âîïðîñû è çàäàíèÿ

1. Ðàñêðîéòå îñíîâíûå èñòîðè÷åñêèå ýòàïû ñîçäàíèÿ òåîðèè õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ.

2. Èçëîæèòå îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ è ñëåäñòâèÿ òåîðèè õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ.

3. Ñîñòàâüòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû: à) óãëåâîäîðîäà ïåíòàíà Ñ5Í12; á) ñåðîâîäîðîäà; â) îêñèäà óãëåðîäà (IV). Êàêóþ èíôîðìàöèþ î õèìè÷åñêîì ñîåäèíåíèè îíè íåñóò?

4. Íàçîâèòå ñëåäóþùèå ñîåäèíåíèÿ ïî íîìåíêëàòóðå IUÐÀÑ:

5. Êàêîå çíà÷åíèå èìåëà òåîðèÿ õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ äëÿ íàóêè è ïðàêòèêè? Èñïîëüçóÿ äîïîëíèòåëüíóþ ëèòåðàòóðó è äðóãèå èñòî÷íèêè èíôîðìàöèè, ñîñòàâüòå òåçèñû êðàòêèõ ñîîáùåíèé ïî ýòîìó âîïðîñó (ïî âûáîðó).

<<< Ê íà÷àëó ïàðàãðàôà

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru
<">


Ñîäåðæàíèå

interfaceType: 0, withoutIframe: true,