БИЛИМ БУЛАГЫ

Теория химического строения органических соединений (ТХС)

• Главные положения своей теории А. М. Бутлеров изложил в докладе «О химическом строении вещества», прочитанном в химической секции Съезд немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере (сентябрь 1861).

  1. Атомы в молекулах соединены между собой в определенной последовательности химическими связями, в соответствии с их валентностью. Порядок связи атомов называется их химическим строением. Углерод во всех органических соединениях четырехвалентен.

  2. Свойства веществ определяются не только качественным и количественным составом молекул, но и их строением.

  3. Атомы или группы атомов взаимно влияют друг на друга, от чего зависит реакционная способность молекулы.

  4. Строение молекул может быть установлено на основании изучения их химических свойств.

• 

Теория Бутлерова явилась научным фундаментом органической химии и способствовала быстрому её развитию. Опираясь на положение теории А.М. Бутлеров дал объяснение явлению изомерии предсказал существование различных изомеров и впервые получил некоторые из них.

Строение органических веществ

Многообразие органических веществ на планете и разнообразие их строения можно объяснить характерными особенностями атомов углерода.

Вы помните, что атомы углерода способны образовывать очень прочные связи друг с другом, соединяясь в цепочки. В результате получаются устойчивые молекулы. То, как именно атомы углерода соединяются в цепь (располагаются зигзагом), является одной из ключевых особенностей ее строения. Углерод может объединяться как в открытые цепи, так и в замкнутые (циклические) цепочки.

Изомерия-основная причина разнообразия и многочисленности органических веществ

Классификация органических соединений

• Классификацию углеводородов проводят по следующим структурным признакам, определяющих свойства этих соединений:
  
• Другим классификационным признаком является тип функциональной группы, входящей в состав молекулы органического веществ.
  

Значение органической химии

Органическая химия имеет исключительно важное научное и практическое значение. Объектом её исследований является огромное число соединений синтетического и природного происхождения. Поэтому органическая химия стала крупнейшим и важным разделом современной химии.

Природные органические вещества и их превращения лежит в основе явлений Жизни. Поэтому органическая химия является химическим фундаментом биологической химии и молекулярной биологии – наук, изучающих процессы происходящие в клетках организмов на молекулярном уровне. Исследование в этой области позволяют глубже понять суть явлений живой природы.

Множество синтетических органических соединений производится промышленностью для использования самых разных отраслях человеческой деятельности.

Это – нефтепродукты, горючее для различных двигателей, полимерные материалы (каучуки, пластмассы,волокна, пленки,лаки, клетки и.т.д.) красители, средства защиты растений, лекарственные препараты, вкусовые и парфюмерные вещества и т.п.) Без знании основ органической химии человек не способен экологически грамотно использовать все эти продукты цивилизации.

Природные источники углеводорода

Каменный уголь

На земном шаре известно больше 36 тысяч угольных бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15% территории земного шара. Угольные бассейны могут тянуться на тысячи километров. Всего общегеологические запасы угля на земном шаре составляют 5 трлн. 500 млрд. тонн, в том числе разведанные месторождения –1 трлн. 750 млрд. тонн.

Различают три главных вида ископаемых углей. При горении бурого угля, антрацита – пламя невидимое, сгорание бездымное, а каменный уголь при горении издаёт громкий треск. Антрацит – самый древний из ископаемых углей. Отличается большой плотностью и блеском. Содержит до 95% углерода.

Каменный уголь – содержит до 99% углерода. Из всех ископаемых углей находит самое широкое применение. Бурый уголь – содержит до 72% углерода. Имеет бурый цвет. Как самый молодой из ископаемых углей, часто сохраняет следы структуры дерева, из которого он образовался.

Нефть

Нефть известна человечеству с древних времён. На берегу Евфрата она добывалась 6-7 тыс. лет до нашей эры использовалась она для освещения жилищ, для приготовления строительных растворов, в качестве лекарств и мазей, при бальзамировании. Нефть в древнем мире была грозным оружием: огненные реки лились на головы штурмующих крепостные стены, горящие стрелы, смоченные в нефти, летели в осаждённые города. Нефть являлась составной частью зажигательного средства, вошедшего в историю под названием “греческого огня”. В средние века она использовалась главным образом для освещения улиц.

• В каждой капле нефти содержится более 900 различных химических соединений, более половины химических элементов Периодической системы. Это действительно чудо природы, основа нефтехимической промышленности. Примерно 90% всей добываемой нефти используется в качестве топлива. Несмотря на “свои 10%”, нефтехимический синтез обеспечивает получение многих тысяч органических соединений, которые удовлетворяют насущные потребности современного общества. Недаром люди уважительно называют нефть “чёрным золотом”, “кровью Земли”
• Процесс переработки нефти
  
  

Углеводы

Углеводы входят в состав клеток и тканей всех растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле. На долю углеводов приходится около 80% сухого вещества растений и около 20% животных. Растения синтезируют углеводы из неорганических соединений - углекислого газа и воды (СО₂ и Н₂О) в процессе фотосинтеза:

Углеводы имеют общую формулу C_n(H₂O)_m, откуда и возникло название этих природных соединений.

• 

Белки

Белки (полипептиды) – биополимеры построенные из остатков аминокислот, соединенных пептидными (амидными) связями.

Ни один из известных нам живых организмов не обходится без белков. Белки служат питательными веществами, они регулируют обмен веществ, исполняя роль ферментов – катализаторов обмена веществ, способствуют переносу кислорода по всему организму и его поглощению, играют важную роль в функционировании нервной системы, являются механической основой мышечного сокращения, участвуют в передаче генетической информации и т.д. Как видно, функции белков в природе универсальны. Белки входят в состав мозга, внутренних органов, костей, кожи, волосяного покрова и т.д.

Роль белков в организме

Функции белков в организме разнообразны. Они в значительной мере обусловлены сложностью и разнообразием форм и состава самих белков.

• Белки - незаменимый строительный материал.
• Многие белки обладают сократительной функцией.
• Велика роль белков в транспорте веществ в организме.
• Еще одна функция белка – запасная.
• Регуляторную функцию выполняют белки – гормоны.

Полезные ссылки

Глоссарий

Белки – сложные высокомолекулярные природные соединения, состоящие из a-аминокислот, соединенных пептидной связью

Гомологи – вещества с химическим одинаковым строением, но отличающиеся по составу на одну или несколько групп СН₂.

Изомеры – вещества, имеющие одинаковый состав и одинаковую молекулярную массу, но различное строение молекул, а потому обладающие разными свойствами.

Органическая химия – это химия соединений углерода, а точнее, химия углеводородов и их производных. Органические соединения обязательно включают в себя атомы углерода и водорода.

Углеводы – органические соединения, содержащие карбонильные и гидроксильные группировки атомов, имеющие общую формулу C_n(H₂O)_m, (где n и m>3).

Циклические соединения – соединения, в которых углеродные атомы образуют циклы.