카자흐 인도주의-법률 혁신 대학

부서: 정보 기술그리고 경제학

주제 :“분류 유기 화합물. 의사소통 유형. 유기 화합물의 특정 특성. 구조식. 이성질체주의."

완료자: 1학년, 그룹 E-124

우바쇼프 아자마트

확인됨: 아빌카시모바 B.B

2010년 학기

1. 소개

2. 유기화합물의 분류

3. 의사소통의 종류

4. 구조식

5. 유기화합물의 구체적인 성질

6. 이성질체

소개

화학 없이, 특히 유기화학 없이는 경제의 모든 영역에서 진전을 상상하기 어렵습니다. 경제의 모든 분야는 현대 화학과 기술과 연결되어 있습니다.

유기 화학은 일산화탄소, 이산화탄소 및 탄산염을 제외하고 탄소를 함유한 물질을 연구합니다(이 화합물은 특성이 무기 화합물에 더 가깝습니다).

과학으로서 유기화학은 18세기 중반까지 존재하지 않았습니다. 그 무렵에는 동물화학, 식물화학, 광물화학이라는 세 가지 유형의 화학이 구별되었습니다. 동물화학동물 유기체를 구성하는 물질을 연구했습니다. 채소– 식물을 구성하는 물질 광물- 무생물의 일부인 물질. 그러나 이 원리는 유기물질과 무기물질의 분리를 허용하지 않았습니다. 예를 들어, 숙신산은 화석 호박을 증류하여 얻어지기 때문에 광물성 물질군에 속하고, 칼륨은 식물성 물질군에 포함되며, 인산칼슘은 다음과 같은 방법으로 얻어지기 때문에 동물성 물질군에 포함됩니다. 식물(목재)과 동물(뼈)재료를 각각 소성한다.

19세기 전반에는 탄소 화합물을 독립적인 화학 분야인 유기화학으로 분리하는 것이 제안되었습니다.

당시 과학자들 사이에서는 그것이 지배적이었습니다. 생기론적인유기 화합물은 특별하고 초자연적인 "생명력"의 영향을 받아 살아있는 유기체에서만 형성된다는 세계관입니다. 이는 무기물로부터 합성하여 유기물을 얻는 것이 불가능하고, 유기물과 무기물 사이에 극복할 수 없는 격차가 있음을 의미했습니다. 활력론은 과학자들의 마음 속에 너무나 확고히 자리 잡았기 때문에 오랫동안 유기 물질을 합성하려는 시도가 이루어지지 않았습니다. 그러나 생기론은 실천과 화학적 실험에 의해 반박되었습니다.

유기 화학의 발전은 이제 물질의 구조와 물리적 특성, 생물학적 활동이 될 수 있는 특성 사이의 정량적 관계 문제와 같은 유기 화학의 근본적인 문제를 해결할 수 있는 수준에 도달했습니다. 엄격하게 지정된 유형의 문제는 수학적 방법을 사용하여 해결됩니다.

유기 화합물의 분류.

탄소 사슬(탄소 골격)의 구조와 분자 내 작용기의 존재를 고려하여 수많은 유기 화합물이 분류됩니다.

그림은 탄소 사슬의 구조에 따른 유기 화합물의 분류를 보여줍니다.

		유기화합물
비환식(지방족) (개방 회로 연결)				순환 (폐쇄 회로 연결)
포화(궁극기)		불포화 (불포화)		탄소환식(주기는 탄소 원자로만 구성됨)		헤테로사이클릭(사이클은 탄소 원자와 기타 원소로 구성됨)
			지환족(지방족 고리형)		향긋한

탄화수소는 분류의 기초로 간주되며 유기화학에서는 기본 화합물로 간주됩니다. 다른 모든 유기 화합물은 파생물로 간주됩니다.

탄화수소를 분류할 때는 탄소 골격의 구조와 탄소 원자를 연결하는 결합의 유형을 고려합니다.

I. ALIPHATIC(알레이파토스. 그리스 사람오일) 탄화수소는 선형 또는 분지형 사슬이며 순환 조각을 포함하지 않으며 두 개의 큰 그룹을 형성합니다.

1. 포화 또는 포화 탄화수소(아무것도 부착할 수 없기 때문에 그렇게 명명됨)는 단순 결합으로 연결되고 수소 원자로 둘러싸인 탄소 원자 사슬입니다. 체인에 분기가 있는 경우 이름에 접두사가 추가됩니다. iso. 가장 단순한 포화 탄화수소는 메탄이며, 여기에서 수많은 화합물이 시작됩니다.

포화 탄화수소

포화 탄화수소의 체적 모델. 탄소의 원자가는 정신 사면체의 꼭지점으로 향하므로 결과적으로 포화 탄화수소 사슬은 직선이 아니라 파선입니다.

포화 탄화수소의 주요 공급원은 석유와 천연 가스입니다. 포화 탄화수소의 반응성은 매우 낮습니다. 예를 들어 할로겐 또는 가장 공격적인 물질과만 반응할 수 있습니다. 질산. 포화 탄화수소가 공기에 접근하지 않고 450°C 이상으로 가열되면 C-C 결합이 끊어지고 탄소 사슬이 짧아진 화합물이 형성됩니다. 산소가 있는 상태에서 고온에 노출되면 CO 2 와 물로 완전히 연소되어 가스(메탄-프로판) 또는 액체 모터 연료(옥탄)로 효과적으로 사용될 수 있습니다.

하나 이상의 수소 원자가 임의의 기능성(즉, 후속 변환이 가능한) 그룹으로 대체되면 해당 탄화수소 유도체가 형성됩니다. C-OH 그룹을 포함하는 화합물을 알코올이라고 하며, HC=O - 알데히드, COOH - 카르복실산(일반 화합물과 구별하기 위해 "카르복실산"이라는 단어가 추가됨) 무기산, 예를 들어 소금이나 유황). 화합물은 다양한 작용기를 동시에 함유할 수 있으며, 예를 들어 COOH 및 NH 2 이러한 화합물을 아미노산이라고 합니다. 할로겐 또는 니트로 그룹을 탄화수소 구성에 도입하면 각각 할로겐 또는 니트로 유도체가 생성됩니다.

불포화 탄화수소체적 모델의 형태로. 이중 결합으로 연결된 두 탄소 원자의 원자가는 동일한 평면에 위치하며 특정 회전 각도에서 관찰할 수 있으며, 이 각도에서 분자의 회전이 멈춥니다.

불포화 탄화수소의 가장 일반적인 것은 다중 결합을 추가하는 것이며, 이를 통해 다양한 유기 화합물을 합성할 수 있습니다.

지환식 탄화수소. 탄소 원자 결합의 특정 방향으로 인해 사이클로헥산 분자는 편평하지 않고 곡선형 주기입니다. 의자 모양(/ - /)은 특정 회전 각도에서 명확하게 볼 수 있습니다. 분자의 회전이 멈추는 순간)

위에 표시된 것 외에도 고리 조각을 연결하는 다른 옵션이 있습니다. 예를 들어 하나의 공통 원자(소위 스피로고리 화합물)를 갖거나 두 개 이상의 원자가 두 고리에 공통되는 방식으로 연결할 수 있습니다( 바이사이클릭 화합물), 3개 이상의 사이클을 결합하면 탄화수소 프레임워크의 형성도 가능합니다.

헤테로사이클릭 화합물. 그들의 이름은 역사적으로 형성되었습니다. 예를 들어 푸란은 밀기울에서 얻은 푸란 알데히드-푸르푸랄에서 이름을 얻었습니다. 위도 furfur-밀기울). 표시된 모든 화합물에 대해 첨가 반응은 어렵지만 치환 반응은 매우 쉽습니다. 따라서 이들은 비벤젠 유형의 방향족 화합물입니다.

이들 화합물의 방향족 특성은 순환의 편평한 구조에 의해 확인되며, 이는 회전이 정지되는 순간에 분명히 눈에 띕니다.

이 부류의 화합물의 다양성은 헤테로사이클이 고리에 2개 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있다는 사실로 인해 더욱 증가합니다.

의사소통 유형

화학결합- 전자 교환을 통해 수행되는 입자 (원자, 이온)의 상호 작용입니다. 의사소통에는 여러 가지 유형이 있습니다.
이 질문에 답할 때 우리는 공유결합과 이온결합의 특성에 대해 자세히 설명해야 합니다.
공유 결합은 전자 구름이 겹쳐지는 동안 발생하는 전자 공유(공통 전자쌍 형성)의 결과로 형성됩니다. 공유 결합의 형성에는 두 원자의 전자 구름이 포함됩니다.
공유 결합에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

a) 비극성 및 b) 극성.

a) 동일한 화학 원소의 비금속 원자 사이에 공유 비극성 결합이 형성됩니다. O 2와 같은 단순한 물질은 그러한 연관성을 가지고 있습니다. N2; C12. 수소 분자 형성에 대한 다이어그램을 제공할 수 있습니다. (다이어그램에서 전자는 점으로 표시됩니다).
b) 서로 다른 비금속 원자 사이에 극성 공유 결합이 형성됩니다.

공유결합 형성의 개략도 극 연결 HC1 분자에서 다음과 같이 묘사될 수 있습니다:

전체 전자 밀도는 염소 쪽으로 이동하여 염소 원자에 부분적인 음전하를 띠고 수소 원자에 부분적인 양전하를 띠게 됩니다. 따라서 분자는 극성이 됩니다.

이온은 이온, 즉 전자의 추가 또는 손실의 결과로 원자 또는 원자단에서 형성된 하전 입자 사이의 결합입니다. 이온 결합은 염과 알칼리의 특징입니다.

염화나트륨 형성의 예를 사용하여 이온 결합의 본질을 고려하는 것이 좋습니다. 알칼리 금속인 나트륨은 외부 전자층에 위치한 전자를 기증하는 경향이 있습니다. 반대로 염소는 하나의 전자를 자신에게 부착하는 경향이 있습니다. 결과적으로 나트륨은 전자를 염소에 기증합니다. 결과적으로, 서로 끌어당기는 반대 전하 입자(Na + 및 Cl - 이온)가 형성됩니다. 답변하실 때 이온으로 구성된 물질은 일반적인 금속과 비금속으로 구성된다는 점에 유의하셔야 합니다. 그들은 이온성이다 결정질 물질, 즉 분자가 아닌 이온으로 결정이 형성되는 물질입니다.

각 의사소통 유형을 고려한 후에는 비교 특성을 살펴보겠습니다.

공유 비극성, 극성 및 이온 결합에 공통적인 것은 결합 형성에 원자가 전자라고도 하는 외부 전자의 참여입니다. 차이점은 결합 형성에 관여하는 전자가 공통화되는 정도에 있습니다. 이 전자가 두 원자에 동일하게 속하면 공유 결합은 비극성입니다. 이들 전자가 다른 원자보다 한 원자 쪽으로 더 편향되면 결합은 극성 공유 결합입니다. 결합 형성에 관여하는 전자가 하나의 원자에 속하면 결합은 이온성입니다.

금속 결합 - 이온 원자 사이의 결합 결정 격자(결정을 따라) 자유롭게 움직이는 전자(Mg, Fe)의 인력으로 인해 수행되는 금속 및 합금.

결합 형성 메커니즘의 위의 모든 차이점은 다음과 같은 물질의 특성 차이를 설명합니다. 다른 유형사이.

구조식

구조식- 이건 다양해요 화학식, 평면에 표현된 화합물 내 원자의 배열과 결합 순서를 그래픽으로 설명합니다. 구조식의 결합은 원자가 대시로 표시됩니다.

구조식은 수소 원자와의 결합이 원자가 대시(유형 2)로 표시되지 않는 경우에 자주 사용됩니다. 유기화학에서 큰 분자에 사용되는 또 다른 유형의 구조식(골격)에서는 탄소 원자와 결합된 수소 원자가 표시되지 않고 탄소 원자가 지정되지 않습니다(유형 3).

사용하여 다른 유형 기호구조식에 사용되는 배위 결합, 수소 결합, 분자의 입체 화학, 비편재화 결합, 전하 국소화 등도 표시됩니다.

유기 화합물의 특정 특성

유기 화합물의 반응에는 몇 가지 특정한 특징이 있습니다. 무기 화합물의 반응에는 일반적으로 이온이 포함됩니다. 이러한 반응은 매우 빠르게 발생하며 때로는 상온에서 즉시 발생합니다. 유기 화합물의 반응에는 일반적으로 분자가 포함됩니다. 이 경우 일부 공유 결합은 끊어지고 다른 공유 결합은 형성됩니다. 이러한 반응은 이온 반응보다 더 느리게(예: 수십 시간) 진행되며 속도를 높이려면 온도를 높이거나 촉매를 추가해야 하는 경우가 많습니다. 가장 일반적으로 사용되는 촉매는 산과 염기입니다. 일반적으로 하나가 아닌 여러 가지 반응이 일어나서 원하는 생성물의 수율이 50% 미만인 경우가 매우 많습니다. 이와 관련하여 유기 화학에서는 사용하지 않습니다. 화학 방정식, 그리고 화학량론적 비율을 나타내지 않은 반응식.

유기 화합물의 반응은 매우 복잡한 방식으로 발생할 수 있으며 가장 단순한 상대 표기법과 반드시 ​​일치하지는 않습니다. 일반적으로 간단한 화학량론적 반응은 실제로 여러 연속 단계에서 발생합니다. 탄수화물 R+, 카르보음이온 R-, 자유 라디칼, 카르벤: CX2, 라디칼 양이온(예: 라디칼 음이온(예: Ar)) 및 몇 분의 1초 동안 지속되는 기타 불안정한 입자는 다단계 공정에서 중간 화합물로 나타날 수 있습니다. . 자세한 설명반응물이 생성물로 전환되는 과정에서 분자 수준에서 일어나는 모든 변화를 반응 메커니즘이라고 합니다.

유기 화합물의 구조가 반응 메커니즘에 미치는 영향에 대한 연구는 K. Ingold, Robinson 및 L. Hammett(1930년대)가 기초를 놓은 물리 유기 화학을 통해 연구됩니다.

유기 화합물의 반응은 결합을 끊고 형성하는 방법, 반응의 여기 방법, 분자성 등에 따라 분류할 수 있습니다.

이소메리아

ISOMERIA (그리스어 isos – 동일, meros – 부분) – 다음 중 하나 가장 중요한 개념화학에서는 주로 유기물입니다. 물질은 동일한 조성과 분자량을 가질 수 있지만 다른 구조동일한 양의 동일한 원소를 포함하지만 원자 또는 원자 그룹의 공간 배열이 다른 화합물을 이성질체라고 합니다. 이성질체 현상은 유기 화합물이 그토록 많고 다양해지는 이유 중 하나입니다.

이성질체 현상은 1823년 J. Liebig에 의해 처음 발견되었으며, 그는 풀미네이트 및 이소시안산의 은염인 Ag-O-N=C와 Ag-N=C=O가 동일한 조성을 갖지만 특성이 다르다는 사실을 확립했습니다. "이성질체"라는 용어는 1830년 I. Berzelius에 의해 도입되었습니다. 그는 분자 내의 원자가 다른 순서로 배열되어 있기 때문에 동일한 구성의 화합물의 특성 차이가 발생한다고 제안했습니다. 이성질체에 대한 아이디어는 A.M. Butlerov가 화학 구조 이론을 창안한 후에 ​​마침내 형성되었습니다(1860년대). 이 이론을 바탕으로 그는 네 가지 서로 다른 부탄올이 있어야 한다고 제안했습니다. 이론이 만들어질 당시에는 식물 재료에서 얻은 부탄올(CH 3) 2 CHCH 2 OH가 하나만 알려져 있었습니다.

모든 부탄올 이성질체의 후속 합성과 그 특성의 결정은 이론의 설득력 있는 확인이 되었습니다.

현대의 정의에 따르면, 동일한 조성을 가진 두 개의 화합물은 분자가 공간에서 결합되어 완전히 일치할 수 없는 경우 이성질체로 간주됩니다. 일반적으로 조합은 정신적으로 이루어지며 복잡한 경우에는 공간 모델이나 계산 방법이 사용됩니다. 이성질체 현상에는 여러 가지 이유가 있습니다.

구조적 이성질체

일반적으로 탄화수소 골격의 구조 차이나 관능기 또는 다중 결합의 불평등한 배열로 인해 발생합니다.

탄화수소 골격의 이성질체. 1~3개의 탄소 원자를 포함하는 포화 탄화수소(메탄, 에탄, 프로판)에는 이성질체가 없습니다. 4개의 탄소 원자를 가진 화합물의 경우 C 4 H 10 (부탄), 2개의 이성질체가 가능하고, 펜탄의 경우 C 5 H 12 - 3개의 이성질체, 헥산의 경우 C 6 H 14 - 5개가 가능합니다.

탄화수소 분자의 탄소 원자 수가 증가함에 따라 가능한 이성질체의 수가 극적으로 증가합니다. 헵탄 C7H16의 경우 9개의 이성질체가 있고, 탄화수소 C14H30의 경우 1885개의 이성질체가 있으며, 탄화수소 C20H42의 경우 366,000개가 넘습니다.

복잡한 경우 두 화합물이 이성질체인지 여부에 대한 질문은 원자가 결합 주위의 다양한 회전을 사용하여 해결됩니다(단순 결합은 이를 허용하며 이는 어느 정도 물리적 특성에 해당합니다). 결합이 끊어지지 않고 분자의 개별 조각을 이동시킨 후 한 분자가 다른 분자 위에 겹쳐집니다. 두 분자가 완전히 동일하다면 이성질체는 아니지만 동일한 화합물입니다.

골격 구조가 다른 이성질체는 일반적으로 물리적 특성(녹는점, 끓는점 등)이 다르기 때문에 서로 분리할 수 있습니다. 이러한 유형의 이성질체는 방향족 탄화수소에도 존재합니다.

많은 유기화합물이 있지만 그 중에는 공통적이고 유사한 성질을 지닌 화합물도 있습니다. 따라서 이들은 모두 공통된 특성에 따라 분류되고 별도의 클래스와 그룹으로 결합됩니다. 분류는 탄화수소를 기준으로 합니다. – 탄소와 수소 원자로만 이루어진 화합물. 기타 유기 물질은 다음에 속합니다. "다른 종류의 유기 화합물."

탄화수소는 크게 두 가지 종류로 나뉩니다. 비고리형 및 고리형 화합물.

비고리형 화합물(지방 또는 지방족) – 분자가 단일 또는 다중 결합을 갖는 열린(고리로 닫혀 있지 않음) 직선 또는 분지형 탄소 사슬을 포함하는 화합물입니다. 비고리형 화합물은 두 가지 주요 그룹으로 나뉩니다.

포화 (포화) 탄화수소 (알칸),모든 탄소 원자는 단순 결합으로만 서로 연결되어 있습니다.

불포화 (불포화) 탄화수소,탄소 원자 사이에는 단일 단순 결합 외에도 이중 및 삼중 결합이 있습니다.

불포화(불포화) 탄화수소는 알켄, 알킨, 알카디엔의 세 그룹으로 나뉩니다.

알켄(올레핀, 에틸렌 탄화수소) – 탄소 원자 사이에 하나의 이중 결합을 포함하는 비고리형 불포화 탄화수소는 일반식 CnH2n과 동종 계열을 형성합니다. 알켄의 이름은 해당 알칸의 이름에서 접미사 "-ane"을 접미사 "-ene"으로 바꿔서 구성됩니다. 예를 들어, 프로펜, 부텐, 이소부틸렌 또는 메틸프로펜.

알킨(아세틸렌 탄화수소) – 탄소 원자 사이에 삼중 결합을 포함하는 탄화수소는 일반식 CnH2n-2와 동족 계열을 형성합니다. 알켄의 이름은 해당 알칸의 이름에서 접미사 "-an"을 접미사 "-in"으로 바꿔서 구성됩니다. 예를 들어, 에틴(아시텔렌), 부틴, 펩틴.

알카디엔 – 두 개의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 유기 화합물. 이중 결합이 서로 상대적으로 어떻게 위치하는지에 따라 디엔은 공액 디엔, 알렌 및 고립된 이중 결합을 갖는 디엔의 세 그룹으로 나뉩니다. 전형적으로, 디엔에는 일반식 C n H 2n-2 및 C n H 2n-4로 형성되는 비고리형 및 고리형 1,3-디엔이 포함됩니다. 비환식 디엔은 알킨의 구조 이성질체입니다.

순환 화합물은 차례로 두 개의 큰 그룹으로 나뉩니다.

1. 탄소환식 화합물 – 주기가 탄소 원자로만 구성된 화합물; 탄소환식 화합물은 지환식으로 구분됩니다. – 포화(사이클로파라핀) 및 방향족;
2. 헤테로고리 화합물 – 사이클이 탄소 원자뿐만 아니라 질소, 산소, 황 등 다른 원소의 원자로 구성된 화합물.

비고리형 및 고리형 화합물의 분자수소 원자는 다른 원자나 원자단으로 대체될 수 있으므로 작용기를 도입함으로써 탄화수소 유도체를 얻을 수 있다. 이 속성은 다양한 유기 화합물을 얻을 수 있는 가능성을 더욱 확장하고 그 다양성을 설명합니다.

유기 화합물 분자에 특정 그룹이 존재하면 해당 특성의 공통성이 결정됩니다. 탄화수소 유도체의 분류는 이에 기초합니다.

"기타 종류의 유기 화합물"에는 다음이 포함됩니다.

알코올하나 이상의 수소 원자를 수산기로 대체하여 얻습니다. – 오. 일반식 R을 갖는 화합물이다. – (OH)x, 여기서 x – 수산기 수.

알데히드알데히드기(C=O)를 함유하고 있는데, 이는 항상 탄화수소 사슬의 끝에서 발견됩니다.

카르복실산하나 이상의 카르복실기를 함유 – 쿠오.

에스테르 – 공식적으로 수산화물의 수소 원자 치환 생성물인 산소 함유 산의 유도체 – 탄화수소 잔류물에 대한 OH 산성 기능; 또한 알코올의 아실 유도체로 간주됩니다.

지방(트리글리세리드) – 천연 유기 화합물, 글리세롤 및 단일 성분 지방산의 전체 에스테르; 지질류에 속합니다. 천연 지방에는 가지가 없는 구조를 가진 3개의 산 라디칼과 일반적으로 짝수의 탄소 원자가 포함되어 있습니다.

탄수화물 – 여러 탄소 원자, 카르복실기 및 여러 수산기로 구성된 직쇄를 포함하는 유기 물질.

아민아미노기를 함유하고 있다 – NH 2

아미노산– 분자에 카르복실기와 아민기가 동시에 포함되어 있는 유기 화합물.

다람쥐 – 알파 아미노산이 펩타이드 결합으로 사슬로 연결된 고분자 유기물질.

핵산 – 고분자량 유기 화합물, 뉴클레오티드 잔기로 형성된 생체 고분자.

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주제: 유기 물질의 분류, 유기 화합물 명명법의 기본

수업 목표:

교육적:이성질체의 개념을 형성하고, 구조식, 이성질체. 탄소 사슬과 작용기의 구조에 따른 유기 화합물 분류의 원리를 소개하고, 이를 바탕으로 주요 유기 화합물 종류에 대한 초기 개요를 제공합니다. 국제 명명법에 따라 유기 화합물의 이름을 형성하는 기본 원리에 대한 일반적인 아이디어를 제공합니다.

교육적:형성 과학적인 그림 Butlerov의 예를 사용하여 평화, 애국심을 키우는 것입니다.

개발 중:비교, 일반화, 유추 도출을 위한 학생들의 기술을 개발합니다.

수업 유형: 통합 레슨

관리방법:

일반적인:설명적이고 예시적인

사적인: 언어-시각

특정한: 대화

장비: 유기화합물의 분류체계

계획

1. 조직적인 순간 – ​​5분.

2.숙제 확인 – 25분

3.신소재 설명 및 강화 – 55분

4.숙제- 3분

5.강의 요약 – 2분

수업 진행

1.조직 포인트:인사, 출석체크.

2. 숙제 확인하기

? 어떤 종류의 채권을 시그마 본드라고 하나요?

파이 연결이 뭐야?

파열 메커니즘의 이름을 지정하십시오. 화학결합

3.신소재에 대한 설명:

유기물질의 분류

지난 수업에서 우리는 알려진 유기 화합물의 수가 얼마나 많은지에 대해 이야기했습니다. 경험 많은 화학자라도 이 광활한 바다에 빠지기 쉽습니다. 따라서 과학자들은 항상 모든 세트를 "선반에"분류하고 집안의 물건을 정리하려고 노력합니다. 그건 그렇고, 우리 각자가 자신의 물건을 가지고 이 일을 하는 것은 아프지 않습니다. 그러면 우리는 언제든지 모든 것이 어디에 있는지 알 수 있습니다.

물질은 친숙한 특성의 논리적 시스템에 따라 구성, 구조, 특성, 적용과 같은 다양한 기준에 따라 분류될 수 있습니다. 모든 유기 화합물은 탄소 원자를 포함하므로 유기 물질 분류의 가장 중요한 특징은 연결 순서, 즉 구조일 수 있습니다. 이를 바탕으로 모든 유기물질은 탄소 원자가 어떤 골격(골격)을 형성하는지, 이 골격에 탄소 이외의 다른 원자가 포함되어 있는지 여부에 따라 여러 그룹으로 나누어집니다.

다음 구성표를 사용하여 이 분류를 더 자세히 살펴보겠습니다.

탄소 원자는 서로 결합하면 다양한 길이의 사슬을 형성할 수 있습니다. 그러한 사슬이 닫히지 않으면 물질은 그룹에 속합니다 비순환(비순환) 화합물. 탄소 원자의 닫힌 사슬로 인해 물질의 이름이 지정됩니다. 주기적.사슬의 탄소 원자는 단순(단일) 결합이나 이중 또는 삼중(다중) 결합으로 연결될 수 있습니다. 분자에 적어도 하나의 다중 탄소-탄소 결합이 있는 경우 이를 분자라고 합니다. 제한 없는또는 불포화,그렇지 않으면 - 극단적(포화).고리형 물질의 닫힌 사슬이 탄소 원자로만 구성된 경우 이를 호출합니다. 탄소환식.그러나 하나 이상의 탄소 원자 대신 사이클에는 질소, 산소, 황과 같은 다른 원소의 원자가 포함될 수 있습니다. 그들은 때때로 불린다. 헤테로원자,그리고 그 연결은 헤테로사이클릭.탄소환식 물질 그룹에는 고리에 이중 결합과 단일 결합이 특수하게 배열된 물질이 위치한 특별한 "선반"이 있습니다. 그러한 물질 중 하나가 벤젠입니다. 벤젠, 가장 가깝고 먼 "친척"이라고 불립니다. 향긋한물질 및 나머지 탄소환식 화합물 - 지환족.

분류는 분자의 구조에 따라 이루어집니다.

비고리형 화합물 – 열린(닫혀있지 않은) 탄소 원자 사슬을 가진 화합물. 이러한 화합물은 지방족 화합물 또는 지방 화합물이라고도 합니다.

연결 제한 – 단일 결합을 포함하는 화합물.

불포화 화합물 – 이중 또는 삼중(다중) 결합을 포함하는 화합물.

순환 연결 – 탄소 원자가 고리를 형성하는 화합물은 탄소환식과 복소환식입니다.

탄소환식 – 탄소 원자로만 형성된 고리 화합물은 지환족 및 방향족입니다.

헤테로고리 화합물 – 탄소 원자 외에 다른 원자도 포함하는 사이클 - 헤테로원자(질소, 황, 산소)

유기 화합물의 주요 종류

탄화수소 - 탄소와 수소만 포함하는 가장 단순한 유기 화합물입니다. 이들은 포화(알칸), 불포화(알켄, 알킨, 알카디엔 등) 및 방향족(아렌)입니다.

탄화수소의 수소 원자를 다른 원자 또는 원자단으로 대체할 때 -기능성 그룹 – 다양한 종류의 유기 화합물이 형성됩니다(알코올, 알데히드, 케톤, 카르복실산, 에스테르, 아민, 아미노산 등).

테이블을 작성해 봅시다:

연결 클래스	기능성 그룹	기능성 그룹 이름	이 클래스의 연결 예
				이름
		수산기		메탄올(메틸알코올)
		수산기
알데히드		카르보닐		메탄알(포름알데히드)
		카르보닐	CH 3 -C(=O)-CH 3	프로파논-2(아세톤)
카르복실산		카르복실		에탄올산(아세트산)
	X(X=Cl, Br, F, I)	할로겐		클로로메탄
		아미노 그룹		에틸아민
		아미드 그룹		아세트아마이드
니트로 화합물		니트로 그룹		니트로에탄
아미노산	COOH 및 - NH 2	카르복실 및 아미노 그룹		아미노산아세트산(글리신)

유기 물질의 명명법

명명법 사용되는 이름 체계이다.어떤 과학에서나.

유기화학이 발전할 당시에는 살아있는 자연의 물질이 꽤 많이 알려져 있었습니다. 그 당시의 과학자들은 각 물질에 대해 발명할 여유가 있었습니다. 고유명사, 이는 종종 한 단어에 맞지 않거나 심지어 두 단어 이상에 맞지 않습니다. 이러한 이름은 물질의 기원이나 가장 눈에 띄는 특성을 가장 자주 반영합니다: 아세트산, 쓴 아몬드 오일(벤즈알데히드), 글리세린(그리스어 - 달콤한) , 포름알데히드(라틴어 - 개미). 이러한 이름을 사소한 이름이라고 합니다. 사소한 명명법 - 역사적으로 확립된 이름.화학에서 단순한 구조의 물질을 나타내기 위해 널리 사용됩니다. 실험 물질이 축적됨에 따라 많은 물질이 유사한 특성을 가지고 있다는 것이 분명해졌습니다. 즉, 동일한 화합물 그룹(클래스)에 속한다는 것입니다. 이 클래스의 모든 물질에 비슷한 이름의 물질이 적용되기 시작했습니다.

알려진 유기 화합물의 수는 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 화학자 다른 나라같은 물질이라도 이름이 다르고, 여러 물질이 하나의 이름으로 통칭되기 때문에 의사소통이 어려워졌습니다. 복잡한 분자의 이름에 큰 어려움이 생겼습니다. 이 문제를 해결하기 위해 국제순수응용화학연맹(IUPAC) 회원인 모든 국가의 화학자들은 원칙을 개발하는 특별 위원회를 만들었습니다. 모든 유기 물질에 공통명명법. 이 명명법은 국제 또는 IUPAC 명명법.

이를 사용하려면 동종 포화 탄화수소 계열(에탄에서 데칸까지)의 첫 번째 대표자와 가장 간단한 포화 라디칼(메틸, 에틸, 프로필) 몇 가지의 이름을 잘 알아야 합니다.

테이블을 작성해 봅시다:

알칸 및 알킬 치환기의 이름

IUPAC 명명법의 기본 원칙

1. 물질명의 근거는 극도로 이름이다.비고리형 분자의 가장 긴 사슬과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 탄화수소.

치환기, 작용기 및 배수의 위치주 회로의 연결은 숫자로 표시됩니다.

치환체, 작용기 및 다중 결합은 접두사(동일한 접두사이지만 특정 화학적 용어)와 접미사를 사용하여 이름에 표시됩니다.

이름을 쓸 때 모든 숫자는 서로 분리됩니다.서로 쉼표로, 문자로 - 하이픈으로.

? 운동 : 화합물이 어떤 클래스에 속하는지 결정하고 이름을 지정합니다.

CH 3 - CH = CH - CH 3 H 2 N - CH 2 - COOH

채널 3 – 채널 2 – 채널 2 – 채널 2 _ - 채널 3 채널 3 – 채널 2 – 채널 2 – OH

CH 3 – CH 2 – NH 2 CH 3 – CH 2 – CH 2 – NO 2

유기 물질의 이성질체를 생각해 봅시다

? 이성질체란 무엇입니까?

예: CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 3 CH 3 – CH 2 (CH 3) – CH 2 – CH 3

3. 숙제:

라. Tsvetkov "유기화학 – 10" §3;

4. 결과:따라서 오늘 우리는 유기 물질의 분류, 명명법 및 이성질체에 대해 알게되었습니다. 수업 성적.

유기물질의 성질은 그 구성성분에 따라 결정되는 것으로 알려져 있다. 화학 구조. 따라서 유기 화합물의 분류가 구조 이론, 즉 L. M. Butlerov의 이론을 기반으로한다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 유기물질은 분자 내 원자의 연결 유무와 순서에 따라 분류됩니다. 유기 물질 분자의 가장 내구성이 있고 변화가 가장 적은 부분은 탄소 원자 사슬인 골격입니다. 이 사슬의 탄소 원자 연결 순서에 따라 물질은 분자에 닫힌 탄소 원자 사슬을 포함하지 않는 비환 식과 분자에 이러한 사슬 (고리)을 포함하는 탄소 고리로 구분됩니다.
탄소와 수소 원자 외에도 유기 물질의 분자에는 다른 원자가 포함될 수 있습니다. 화학 원소. 이러한 소위 헤테로원자가 닫힌 사슬에 포함되어 있는 분자의 물질은 헤테로고리 화합물로 분류됩니다.
헤테로원자(산소, 질소 등)는 분자 및 비고리형 화합물의 일부가 될 수 있으며, 예를 들어 하이드록실-OH, 카보닐, 카복실, 아미노 그룹 -NH2와 같은 작용기를 형성합니다.
기능성 그룹- 가장 특징적인 것을 결정하는 원자 그룹 화학적 성질물질과 그 물질은 특정 종류의 화합물에 속합니다.

탄화수소- 수소와 탄소 원자로만 구성된 화합물입니다.

탄소 사슬의 구조에 따라 유기 화합물은 열린 사슬 화합물로 구분됩니다 - 비고리형(지방족) 및 고리형- 닫힌 원자 사슬로.

순환 그룹은 두 그룹으로 나뉩니다. 탄소환식 화합물(사이클은 탄소 원자로만 형성됨) 헤테로사이클릭(사이클에는 산소, 질소, 황과 같은 다른 원자도 포함됩니다).

탄소환식 화합물에는 두 가지 계열의 화합물이 포함됩니다. 지환족 그리고 향기로운.

분자 구조에 기초한 방향족 화합물은 특수한 폐쇄형 p-전자 시스템을 갖춘 편평한 탄소 함유 고리를 갖고 있어 공통 π-시스템(단일 π-전자 구름)을 형성합니다. 방향족성은 또한 많은 헤테로고리 화합물의 특징입니다.

다른 모든 탄소환식 화합물은 지환식 계열에 속합니다.

비고리형(지방족) 탄화수소와 고리형 탄화수소 모두 다중(이중 또는 삼중) 결합을 포함할 수 있습니다. 이러한 탄화수소는 단일 결합만 포함하는 포화(포화)와 달리 불포화(불포화)라고 합니다.

포화 지방족 탄화수소~라고 불리는 알칸, 그들은 일반식 C n H 2 n +2를 가지며, 여기서 n은 탄소 원자의 수입니다. 오늘날 파라핀이라는 옛 이름이 자주 사용됩니다.

함유 하나의 이중 결합, 이름을 알아냈어요 알켄. 그들은 일반식 C n H 2 n을 가지고 있습니다.

불포화 지방족 탄화수소두 개의 이중결합으로~라고 불리는 알카디엔

불포화 지방족 탄화수소삼중결합 하나로~라고 불리는 알킨. 그들의 일반 공식은 C n H 2 n - 2입니다.

포화 지환식 탄화수소 - 사이클로알칸, 그들의 일반 공식은 C n H 2 n입니다.

탄화수소의 특별한 그룹, 향긋한, 또는 경기장(닫힌 공통 π-전자 시스템 사용), 일반 공식 C n H 2 n -6을 사용하는 탄화수소의 예에서 알려져 있습니다.

따라서 분자가 하나 또는 더 큰 숫자수소 원자는 다른 원자 또는 원자 그룹(할로겐, 수산기, 아미노 그룹 등)으로 대체되어 형성됩니다. 탄화수소 유도체: 할로겐 유도체, 산소 함유, 질소 함유 및 기타 유기 화합물.

할로겐 유도체탄화수소는 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자가 할로겐 원자로 대체된 생성물로 간주될 수 있습니다. 이에 따라 포화 및 불포화 모노-, 디-, 트리-(일반적인 경우 폴리-) 할로겐 유도체가 존재할 수 있습니다.

포화 탄화수소의 모노할로겐 유도체의 일반식:

그리고 그 구성은 공식으로 표현됩니다

CnH2n+1G,

여기서 R은 포화 탄화수소(알칸), 탄화수소 라디칼(이 지정은 다른 종류의 유기 물질을 고려할 때 추가로 사용됨)의 나머지이고, G는 할로겐 원자(F, Cl, Br, I)입니다.

알코올- 하나 이상의 수소 원자가 하이드록실 그룹으로 대체된 탄화수소 유도체.

알코올이라고 불리는 단원자의, 하나의 하이드록실 그룹을 갖는 경우, 알칸의 유도체인 경우 제한됩니다.

포화 1가 알코올의 일반식:

그 구성은 일반식으로 표현됩니다.
CnH2n+1OH 또는 CnH2n+2O

다가 알코올, 즉 여러 개의 수산기를 갖는 알코올의 예가 알려져 있습니다.

페놀- 벤젠 고리의 하나 이상의 수소 원자가 수산기로 대체되는 방향족 탄화수소 (벤젠 계열)의 유도체.

C 6 H 5 OH 공식을 사용하는 가장 간단한 대표자를 페놀이라고 합니다.

알데히드와 케톤- 원자의 카르보닐기(카르보닐)를 포함하는 탄화수소의 유도체.

알데히드 분자에서 하나의 카르보닐 결합은 수소 원자와 연결되고 다른 하나는 탄화수소 라디칼과 연결됩니다.

케톤의 경우 카르보닐 그룹은 두 개의(일반적으로 다른) 라디칼에 결합됩니다.

포화 알데히드와 케톤의 조성은 C n H 2l O라는 공식으로 표현됩니다.

카르복실산- 카르복실기(-COOH)를 함유한 탄화수소 유도체.

산 분자에 하나의 카르복실기가 있으면 카르복실산은 일염기성입니다. 포화 일염기산(R-COOH)의 일반식. 그들의 구성은 C n H 2 n O 2의 공식으로 표현됩니다.

에테르산소 원자, 즉 R-O-R 또는 R 1 -O-R 2로 연결된 두 개의 탄화수소 라디칼을 포함하는 유기 물질입니다.

라디칼은 같을 수도 있고 다를 수도 있습니다. 에테르의 조성은 C n H 2 n +2 O의 공식으로 표현됩니다.

에스테르- 카르복실산의 카르복실기의 수소 원자를 탄화수소 라디칼로 대체하여 형성된 화합물.

니트로 화합물- 하나 이상의 수소 원자가 니트로 그룹 -NO 2로 대체 된 탄화수소 유도체.

포화 모노니트로 화합물의 일반식:

그리고 그 구성은 일반식으로 표현됩니다

CnH2n+1NO2.

아민- 수소 원자가 탄화수소 라디칼로 대체되는 암모니아 (NH 3)의 유도체로 간주되는 화합물.

라디칼의 성질에 따라 아민은 다음과 같을 수 있습니다. 지방족그리고 향기로운.

라디칼로 대체된 수소 원자의 수에 따라 다음이 구별됩니다.

일반식을 갖는 1차 아민: R-NNH 2

2차 - 일반 공식: R 1 -NН-R 2

3차 - 일반 공식:

특별한 경우, 2차 및 3차 아민은 동일한 라디칼을 가질 수 있습니다.

1차 아민은 또한 하나의 수소 원자가 아미노 그룹 -NH 2로 대체되는 탄화수소(알칸)의 유도체로 간주될 수 있습니다. 포화 1차 아민의 조성은 C n H 2 n +3 N의 공식으로 표현됩니다.

아미노산탄화수소 라디칼에 연결된 두 개의 작용기, 즉 아미노기 -NH 2와 카르복실기 -COOH를 포함합니다.

하나의 아미노기와 하나의 카르복실기를 포함하는 포화 아미노산의 조성은 C n H 2 n +1 NO 2라는 공식으로 표현됩니다.

벤젠 고리에 연결된 긴 선형 사슬, 여러 가지 서로 다르거나 동일한 작용기, 긴 선형 사슬을 갖는 다른 중요한 유기 화합물도 알려져 있습니다. 이러한 경우 물질이 특정 클래스에 속하는지 여부를 엄격하게 결정하는 것은 불가능합니다. 이러한 화합물은 종종 탄수화물, 단백질, 핵산, 항생제, 알칼로이드 등 특정 물질 그룹으로 분류됩니다.

유기 화합물의 이름을 지정하려면 합리적 및 체계적 이름(IUPAC)과 일반 이름이라는 두 가지 명명법이 사용됩니다.

IUPAC 명명법에 따른 이름 편집

1) 화합물의 이름은 주쇄와 동일한 수의 원자를 가진 포화 탄화수소를 나타내는 단어의 어근을 기반으로합니다.

2) 채도를 나타내는 접미사가 루트에 추가됩니다.

An(궁극적, 다중 연결 없음);
-ene(이중 결합이 있는 경우);
-in (삼중 결합이 있는 경우).

다중 결합이 여러 개 있는 경우 접미사는 해당 결합의 수(-디엔, -트리엔 등)를 나타내고, 접미사 뒤에는 다중 결합의 위치를 ​​숫자로 표시해야 합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
CH 3 –CH 2 –CH=CH 2 CH 3 –CH=CH–CH 3
부텐-1 부텐-2

CH 2 =CH–CH=CH2
부타디엔-1,3

주쇄에 포함되지 않은 니트로, 할로겐, 탄화수소 라디칼과 같은 그룹은 접두사에 배치됩니다. 알파벳순으로 나열되어 있습니다. 치환기의 위치는 접두사 앞의 숫자로 표시됩니다.

명명 순서는 다음과 같습니다.

1. C 원자의 가장 긴 사슬을 찾으십시오.

2. 가지에 가장 가까운 끝부터 시작하여 주 사슬의 탄소 원자에 순차적으로 번호를 매깁니다.

3. 알칸의 명칭은 주쇄에서의 위치를 ​​나타내는 측기의 명칭을 알파벳순으로 나열한 것과 주쇄의 명칭으로 구성된다.

일부 유기 물질의 명명법(사소하고 국제적인)