3. Теория химического строения органических веществ а.М. Бутлерова.
Основы своей теории Бутлеров сформулировал на Международном съезде естествоиспытателей и врачей в 1861г. Он считал атомы и молекулы реально существующими частицами вещества и доказал, что атомы в молекулах находятся не хаотически, а соединены друг с другом в определенной последовательности, которую можно установить химическими методами и отразить в формуле.
Химическое строение, по А.М. Бутлерову, - это последовательность соединения атомов в молекуле, порядок их взаимосвязи и взаимного влияния друг на друга.
В химии к тому времени (1860 г.) широкое распространение получили идеи атомного строения веществ, но ученые еще не придавали значения тому, как строятся молекулы из атомов, и считали, что познать это строение химическими методами невозможно. Были и такие ученые, которые вообще не признавали реального существования атомов и молекул.
А.М. Бутлеров ввел в науку понятие "химическое строение" и, руководствуясь теорией, допустил, что для молекул состава C4H10 возможны два варианта размещения атомов, т.е. два строения вещества. В последствии он доказал это опытным путём.
Основные положения теории строения веществ:
Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенной последовательности в соответствии с их валентностью.
Свойства вещества зависят не только от того какие атомы и в каком количестве входят в состав его молекулы, но и от того, в каком порядке они соединены между собой.
Атомы или группы атомов, образующие молекулу, взаимно влияют друг на друга.
4. Электронное строение атома Карбона
Когда атом Карбона вступает во взаимодействие с атомами Гидрогена, его s-электроны распариваются и один из них переходит на свободную p-орбиталь:
При этом атом Карбона переходит в возбужденное состояние.
В процессе образование связей облака всех валентных электронов атома Карбона (одного s и трех p – электронов) выравниваются и становятся одинаковыми, т.е. происходит гибридизация.
Гибридизация – смещение и выравнивание электронной плотности
При гибридизации орбитали принимают форму несимметричных, вытянутых объемных восьмерок.
Гибридизация может охватывать разное число орбиталей. В данном случае атом Карбона образует ковалентные связи с четырьмя атомами Гидрогена, в гибридизации участвуют все неспаренные электроны внешнего уровня – один s-электрон и три p-электрона. Такой тип гибридизации называется sp3-гибридизация.
5. Алканы
Алканы – углеводороды, состав которых выражается общей формулой CnH2n+2, где n-число атомов Карбона.
Алканы называют также предельными углеводородами, насыщенными углеводородами и парафинами.
В молекулах алканов все атомы Карбона связаны между собой простой (одинарной) связью, а все остальные связи насыщены атомами Гидрогена. Атом Карбона находится в состоянии sp3-гибридизации.
Первым членом алканов является метан
n=1 |
CH4 |
метан |
СH4 |
n=2 |
C2H6 |
этан |
CH3-CH3 |
n=3 |
C3H8 |
пропан |
CH3-CH2-CH3 |
n=4 |
C4H10 |
бутан |
CH3- CH2- CH2-CH3 |
n=5 |
C5H12 |
пентан |
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 |
n=6 |
C6H14 |
гексан |
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
n=7 |
C7H16 |
гептан |
CH3-CH2-CH2-CH2- CH2-CH2-CH3 |
n=8 |
C8H18 |
октан |
CH3- CH2- CH2- CH2-CH2-CH2- CH2-CH3 |
n=9 |
C9H20 |
нонан |
CH3- CH2- CH2- CH2- CH2-CH2-CH2- CH2-CH3 |
n=10 |
C10H22 |
декан |
CH3- CH2- CH2-- CH2- CH2- CH2-CH2-CH2- CH2CH3 |
Суффикс–ан характерен для названий всех алканов.