Хімія. 9 клас. Гранкіна

Тема 4. ПОЧАТКОВІ ПОНЯТТЯ ПРО ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ

§ 20. ОСОБЛИВОСТІ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

Вивчаючи неорганічну хімію, ми ознайомилися з великою кількістю неорганічних сполук, але, звичайно, не з усіма. Їх існує десятки тисяч, і вони мають різноманітну будову. До їхнього складу входять атоми різних хімічних елементів. Але є один особливий хімічний елемент, атоми якого утворюють мільйони сполук. І цей елемент — Карбон.

РЕЧОВИНИ ОРГАНІЧНІ Й НЕОРГАНІЧНІ

Органічні речовини оточують нас усюди. Насамперед усі живі організми (і ми з вами) складаються з органічних речовин.

Рис. 46. Сфери застосування органічних речовин

Звичайно, усі ці речовини складаються не тільки з атомів одного Карбону. До складу органічних сполук разом із Карбоном найчастіше входять атоми елементів:

Ці елементи називають іще органогенами — ті, що утворюють органічні сполуки. Також у складі органічних сполук можуть бути галогени, металічні елементи та ін.

Відразу зазначимо, що різкої межі між органічними й неорганічними речовинами немає. Всі речовини в природі взаємозалежні. Наприклад, із неорганічних речовин води й вуглекислого газу в процесі фотосинтезу в зелених рослинах утворюється органічна речовина глюкоза. Органічні продукти харчування, які ми споживаємо з їжею (жири, білки, вуглеводи), руйнуються в нашому організмі з утворенням інших органічних і неорганічних речовин.

НАУКА «ОРГАНІЧНА ХІМІЯ»

Ще в далекій давнині люди вміли одержувати органічні речовини: спирт, оцет, рослинні олії, очеретяний цукор; використовували органічні барвники, які одержували з тварин і рослин. Згодом усі відомі речовини поділили на неорганічні й органічні.

Було запропоновано називати речовини, які одержують з мінералів, неорганічними, а одержувані із живих організмів — органічними. Науку, яка вивчає органічні речовини, назвали органічною хімією. Тривалий час вважали, що органічні речовини неможливо синтезувати в лабораторії. Однак 1824 р. німецький учений Фрідріх Велер із неорганічних речовин синтезує сечовину, потім французький хімік П'єр Бертло синтезує жир, а російський учений О. М. Бутлеров одержує глюкозу.

Зараз органічна хімія в усьому світі розвивається дуже швидко, щорічно синтезуються десятки тисяч нових органічних речовин. Багатьох із них немає в живій природі, тому первісне призначення органічної хімії як науки, що вивчає тільки хімічні сполуки живих організмів, значно змінилось. У всіх цих речовин спільним є тільки те, що до їхнього складу входять атоми Карбону.

За рядом властивостей такі сполуки Карбону, як карбон(IV) оксид, карбон(ІІ) оксид, карбонатна кислота та її солі, відносять до неорганічної хімії.

ОСОБЛИВОСТІ ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН

Насамперед розберемося, як один хімічний елемент став родоначальником такої величезної кількості речовин. Причина у властивостях атома Карбону.

По-перше, Карбон у органічних сполуках чотиривалентний, тобто 1 атом може утворювати 4 зв'язки. Це досить багато.

По-друге, атоми Карбону можуть з'єднуватися між собою, утворюючи довгі ланцюжки, і не тільки лінійні, але й розгалужені й навіть замкнуті в кільце (рис. 47). Ланцюжки можуть бути дуже довгими — в одній сполуці тисячі й навіть десятки тисяч атомів Карбону.

Рис. 47. Приклади з'єднання атомів Карбону (чорний) і Гідрогену (білий)

По-третє, у ланцюжках крім атомів Карбону можуть міститися й атоми інших елементів (Н, О, N, S, P), причому в різній кількості (рис. 48).

Рис. 48. Приклади вбудови атомів інших елементів у ланцюжки Карбону (червоні та сині за кольором)

По-четверте, між сусідніми атомами Карбону може бути не тільки один, але й два й навіть три зв'язки, і ці зв'язки в ланцюжках і кільцях можуть розташовуватися по-різному (рис. 49).

Рис. 49. Способи розташування зв'язків у ланцюжках Карбону

— Уявіть, що у вас є нескінченна безліч деталей конструктора з чотирма кріпленнями. Із них можна зібрати безліч різних фігур. А якщо додати й інші «деталі» — «атоми» — розмаїтість збільшується нескінченно.

Якщо вам молекули органічних речовин здалися складними, не лякайтеся. Цього року ми будемо вивчати найбільш прості органічні речовини.

ЩЕ ТРОХИ ПРО БУДОВУ ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН

• Більшість органічних сполук має молекулярну структуру.

• Згадайте властивості речовин із молекулярними кристалічними ґратками.

Тому органічні речовини, в основному, мають низькі температури кипіння й плавлення, серед них багато летких речовин і є такі, які мають запах. Саме вони визначають аромат квітів і плодів, запах скошеної трави й свіжого хліба.

• Зв'язки між атомами Карбону й Гідрогену всередині органічних молекул найчастіше ковалентні малополярні.

Однак якщо в молекулах є атоми Оксигену або галогенів, то вони утворюють ковалентні полярні зв'язки. Органічні речовини також можуть утворювати йонні зв'язки з атомами металічних елементів.

• Розчинність у воді різна: більшість органічних речовин погано розчиняється у воді, але є й такі, які розчиняються добре.

• Майже всі органічні речовини горять або розкладаються під час нагрівання.

Висновок:

ПЕРЕВІРТЕ ВАШІ ЗНАННЯ

  • 266. Які речовини належать до неорганічних, а які — до органічних?
  • 267. Назвіть елементи-органогени.
  • 268. Які органічні речовини були синтезовані першими? Назвіть прізвища вчених, які здійснили синтез.
  • 269. Які речовини, що містять Карбон, належать до неорганічних?
  • 270. Укажіть причини великої розмаїтості органічних сполук.
  • 271. Які кристалічні ґратки в більшості органічних сполук? Які властивості вони обумовлюють?
  • 272. Які хімічні зв'язки в органічних речовинах?

ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ

273. Зі списку речовин випишіть речовини, які, на вашу думку, належать:

  • а) до органічних;
  • б) до неорганічних.

Вода, цукор, натрій гідроксид, кухонна сіль, оцтова кислота, білок курячого яйця, вуглекислий газ, кисень, рослинна олія, мило, пластмаси, каучук.

274. Порівняйте властивості неорганічних і органічних речовин, наведіть приклади. Більше спільних чи відмінних властивостей ви знайшли?

275. Оберіть символи хімічних елементів, які найчастіше входять до складу органічних речовин:

  • а) С, Cl, Ca;
  • б) H, O, He;
  • в) C, H, O;
  • г) C, K, H.

276. Розрахуйте масові частки елементів у органічних речовинах:

  • а) бензені C6H6;
  • б) декані C10H22.