Углеводороды. Предельные углеводороды. Непредельные углеводороды. Циклоалканы.

ЛЕКЦИЯ 1 - 5

УГЛЕВОДОРОДЫ

1) Введение.

2) Предельные углеводороды.

3) Непредельные углеводороды.

4) Циклоалканы.

7) Ароматические углеводороды.

ВВЕДЕНИЕ

Органическая химия – наука об органических соединениях и законах, которым они подчиняются; она изучает методы получения, строение, превращение и пути практического применения органических веществ.

Органические соединения содержат в своем составе атомы углерода, связанные между собой или с другими элементами периодической системы элементов.

Несмотря на стремительное развитие химии органических соединений фтора, фосфора, кремния и металлов, современная органическая химия по-прежнему является химией соединений углерода, присутствие которого является наиболее типичным и характерным признаком органических веществ. Закономерности органической химии как науки во многом определяются природой атома углерода и характером его взаимодействия с гетероатомами, входящими в состав соединений.

Органическая химия интенсивно развивалась Во все времена, но в наше время она переживает период наиболее бурного развития: пересматриваются и обновляются прежние теоретические подходы, выдвигаются новые концепции, открываются классы новых, необычных по строению и свойствам веществ, используются физико-химические и квантово-химические методы исследования.

Органическая химия– химия соединений, в которых содержится элемент углерод (Х. Гмелин, 1848). Помимо углерода, в органические соединения входит водород, многие из них содержат кислород и другие элементы. Согласно К. Шёрлеммеру, органическая химия – химия углеводородов и их производных. Итак, Я. Берцелиус в 1808 г. предложил термин органическая химия для обозначения химии веществ, образующихся только в живых организмах с участием особой “жизненной силы”. Во втором издании своей книги “Учебник химии“ рассматривал органические вещества в особых разделах курса. Витализм, т.е. учение о жизненной силе, оказался живучим. Виталистические взгляды в тех или иных формах высказывали виднейшие химики Х1Х в. Они были отражены и в философских системах Х1Х в, в частности, в шеллингианской натурфилософии, оказавшей  определенное влияние на естествоиспытателей. Но многие ученые скоро поняли предвзятость идеи жизненной силы как единственного фактора образования органических веществ. Даже сам Я. Берцелиус признал, что “наши знания о законах соединения элементов в неорганической природе должны быть целиком применимы и к соединениям этих элементов в органической природе“.

В это время в ученых кругах развивался своеобразный эклектизм – сочетание признания жизненной силы с рациональными представлениями о химических превращениях органических веществ. В процессе накопления фактического материала были обнаружены случаи, когда вещества, отличающиеся по химическим свойствам, обладают одинаковым элементным составом. Ф. Вёлер (1828), работая с циановой кислотой Н-N=C=O, желая выделить из раствора кристаллический цианид аммония, получил  после выпаривания совершенно другое вещество, а именно мочевину, считавшуюся одним из продуктов, который можно получить только при участии жизненной силы. Это был первый удар по теории жизненной силы.

В это же время соединения одинакового состава, но с различными свойствами Я. Берцелиус предложил назвать изомерными (равной мере), а само явление – изомерией. В середине Х1Х в. были выдвинуты различные теории строения органических веществ: теория радикалов (Ю. Либих, Ф. Велер, Я. Берцелиус, которые считали, что органические вещества состоят из радикалов), теория замещения, теория эквивалентов Ш. Жерара, который в 40-х годах выступил в Парижской академии наук с сообщением “Исследование о химической классификации органических веществ“ и дальнейшим её развитием в виде теории типов (в основе классификации органических соединений положены типы химических превращений).

В этот же период возникло и развивается учение о валентности, Г. Кольбе синтезировал уксусную кислоту, М. Бертло получил жиры. В 1957г немецкий химик Ф. Кекуле  пришел к заключению, что силы сродства атомов углерода могут быть насыщены не только путем присоединения к углероду других элементов, входящих в состав соединения, но и путем взаимного соединения атомов углерода. Речь идет о целесообразной структуре молекул органических соединений. Если соединение содержит два атома углерода, то из восьми единиц сродства этих двух атомов в простейшем случае две единицы затрачиваются на связь между атомами углерода (С-С), остальные же шесть единиц могут быть затрачены для присоединения, например, шести атомов водорода. Т.о. Ф. Кекуле была открыта 4-х валентность углерода.