Ang Chemistry ay isang agham na nagbibigay sa atin ng lahat ng iba't ibang materyales at gamit sa bahay na ginagamit natin araw-araw nang hindi iniisip. Ngunit upang matuklasan ang iba't ibang mga compound na kilala ngayon, maraming mga chemist ang kailangang dumaan sa isang mahirap na landas sa siyensya.
Napakalaking gawain, maraming matagumpay at hindi matagumpay na mga eksperimento, isang napakalaking teoretikal na base ng kaalaman - lahat ng ito ay humantong sa pagbuo ng iba't ibang mga lugar ng pang-industriya na kimika, na naging posible upang synthesize at gamitin modernong materyales: mga goma, plastik, plastik, dagta, haluang metal, iba't ibang baso, silicone at iba pa.
Ang isa sa pinakatanyag, pinarangalan na mga siyentipiko ng chemist na gumawa ng isang napakahalagang kontribusyon sa pagbuo ng organikong kimika ay ang taong Ruso na si A. M. Butlerov.
Maikling talambuhay
Ang petsa ng kapanganakan ng siyentipiko ay Setyembre 1828, petsa sa iba't ibang mga mapagkukunan hindi pantay. Siya ay anak ni Lieutenant Colonel Mikhail Butlerov na maagang nawala ang kanyang ina. Nabuhay siya sa buong pagkabata sa ari-arian ng pamilya ng kanyang lolo, sa nayon ng Podlesnaya Shentala (ngayon ay isang rehiyon ng Republika ng Tatarstan).
Nag-aral sa iba't ibang lugar: una sa sarado pribadong paaralan, tapos sa gymnasium. Nang maglaon ay pumasok siya sa Unibersidad ng Kazan upang mag-aral ng pisika at matematika. Gayunpaman, sa kabila nito, pinakainteresado siya sa kimika. Hinaharap na may-akda ng teorya ng istraktura mga organikong compound nanatili sa site pagkatapos ng graduation bilang isang guro.
1851 - ang oras ng pagtatanggol sa unang gawain ng disertasyon ng siyentipiko sa paksang "Oxidation of Organic Compounds." Pagkatapos ng kanyang napakatalino na pagganap, nabigyan siya ng pagkakataong pamahalaan ang lahat ng kimika sa kanyang unibersidad.
Namatay ang siyentipiko noong 1886 kung saan ginugol niya ang kanyang pagkabata, sa ari-arian ng pamilya ng kanyang lolo. Siya ay inilibing sa lokal na kapilya ng pamilya.
Ang kontribusyon ng siyentipiko sa pagbuo ng kaalaman sa kemikal
Ang teorya ni Butlerov ng istraktura ng mga organikong compound ay, siyempre, ang kanyang pangunahing gawain. Gayunpaman, hindi ang isa lamang. Ang siyentipikong ito ang unang lumikha ng paaralan ng mga chemist ng Russia.
Bukod dito, mula sa mga pader nito ay nagmula ang gayong mga siyentipiko na nang maglaon ay nagkaroon ng malaking impluwensya sa pag-unlad ng lahat ng agham. Ito ang mga sumusunod na tao:
- Markovnikov;
- Zaitsev;
- Kondakov;
- Favorsky;
- Konovalov;
- Lvov at iba pa.
Gumagana sa organic chemistry
Maraming ganoong mga gawa na maaaring pangalanan. Pagkatapos ng lahat, halos lahat ng Butlerov libreng oras ginugol sa laboratoryo ng kanyang unibersidad, nagsasagawa ng iba't ibang mga eksperimento, gumuhit ng mga konklusyon at konklusyon. Ito ay kung paano ipinanganak ang teorya ng mga organikong compound.
Mayroong ilang partikular na malawak na mga gawa ng siyentipiko:
- lumikha siya ng isang ulat para sa isang kumperensya sa paksang "Sa istrukturang kemikal ng bagay";
- gawaing disertasyon "Sa mahahalagang langis";
- una gawaing siyentipiko"Oxidation ng mga organic compound."
Bago ang pagbabalangkas at paglikha nito, ang may-akda ng teorya ng istraktura ng mga organikong compound ay pinag-aralan nang mahabang panahon ang mga gawa ng iba pang mga siyentipiko mula sa iba't ibang bansa, pinag-aralan ang kanilang mga gawa, kabilang ang mga pang-eksperimentong. Pagkatapos lamang, sa pagkakaroon ng pangkalahatan at sistematikong nakuha na kaalaman, ipinakita niya ang lahat ng mga konklusyon sa mga probisyon ng kanyang personal na teorya.
Teorya ng istraktura ng mga organikong compound ni A. M. Butlerov
Ang ika-19 na siglo ay minarkahan ng mabilis na pag-unlad ng halos lahat ng agham, kabilang ang kimika. Sa partikular, ang malawak na pagtuklas sa carbon at mga compound nito ay patuloy na nag-iipon at humanga sa lahat sa kanilang pagkakaiba-iba. Gayunpaman, walang sinuman ang nangahas na i-systematize at ayusin ang lahat ng ito makatotohanang materyal, humantong sa karaniwang denominador at tukuyin ang mga karaniwang pattern kung saan itinayo ang lahat.
Si Butlerov A.M. ang unang gumawa nito kemikal na istraktura mga organikong compound, ang mga probisyon kung saan siya nagsalita nang maramihan sa isang German conference ng mga chemist. Ito ang simula bagong panahon sa pag-unlad ng agham, ang organikong kimika ay naging
Ang siyentipiko mismo ay unti-unting lumapit dito. Nagsagawa siya ng maraming mga eksperimento at hinulaan ang pagkakaroon ng mga sangkap na may ibinigay na mga katangian, natuklasan ang ilang mga uri ng mga reaksyon at nakita ang hinaharap sa likod ng mga ito. Pinag-aralan ko ang maraming mga gawa ng aking mga kasamahan at ang kanilang mga natuklasan. Tanging sa background na ito, sa pamamagitan ng maingat at maingat na trabaho, nagawa niyang likhain ang kanyang obra maestra. At ngayon ang teorya ng istraktura ng mga organikong compound sa isang ito ay halos kapareho ng periodic table sa inorganic.
Mga natuklasan ng siyentipiko bago lumikha ng teorya
Anong mga natuklasan ang ginawa at ibinigay teoretikal na mga katwiran mga siyentipiko bago lumitaw ang teorya ni A. M. Butlerov ng istraktura ng mga organikong compound?
- Ang domestic genius ang unang nag-synthesize ng mga organikong sangkap tulad ng methenamine, formaldehyde, methylene iodide at iba pa.
- Siya ay nag-synthesize ng isang sugar-like substance (tertiary alcohol) mula sa inorganics, at sa gayo'y humarap sa isa pang suntok sa teorya ng vitalism.
- Hinulaan niya ang hinaharap ng mga reaksyon ng polimerisasyon, na tinawag silang pinakamahusay at pinaka-promising.
- Ang isomerismo ay ipinaliwanag sa unang pagkakataon lamang niya.
Siyempre, ito lamang ang mga pangunahing milestone ng kanyang trabaho. Sa katunayan, maraming taon maingat na trabaho Ito ay tumatagal ng mahabang panahon upang ilarawan ang isang siyentipiko. Gayunpaman, ang teorya ng istraktura ng mga organikong compound ay naging pinakamahalaga ngayon, ang mga probisyon kung saan tatalakayin pa natin.
Ang unang posisyon ng teorya
Noong 1861, ang mahusay na siyentipikong Ruso, sa isang kongreso ng mga chemist sa lungsod ng Speyer, ay ibinahagi sa kanyang mga kasamahan ang kanyang mga pananaw sa mga dahilan para sa istraktura at pagkakaiba-iba ng mga organikong compound, na nagpapahayag ng lahat ng ito sa anyo ng mga teoretikal na prinsipyo.
Ang pinakaunang punto ay ang mga sumusunod: lahat ng mga atomo sa loob ng isang molekula ay konektado sa isang mahigpit na pagkakasunud-sunod, na tinutukoy ng kanilang valency. Sa kasong ito, ang carbon atom ay nagpapakita ng valence index ng apat. Ang oxygen ay may halaga ng tagapagpahiwatig na ito na katumbas ng dalawa, hydrogen - isa.
Iminungkahi niyang tawagan ang naturang tampok na kemikal Nang maglaon, pinagtibay ang mga notasyon para sa pagpapahayag nito sa papel gamit ang mga graphical na kumpletong structural, pinaikling at molekular na mga formula.
Kasama rin dito ang hindi pangkaraniwang bagay ng pagsasama-sama ng mga particle ng carbon sa isa't isa sa walang katapusang mga kadena ng iba't ibang mga istraktura (linear, cyclic, branched).
Sa pangkalahatan, ang teorya ni Butlerov ng istraktura ng mga organikong compound, kasama ang unang posisyon nito, ay tinutukoy ang kahalagahan ng valence at isang solong formula para sa bawat tambalan, na sumasalamin sa mga katangian at pag-uugali ng sangkap sa panahon ng mga reaksyon.
Ang pangalawang posisyon ng teorya
Sa puntong ito, isang paliwanag ang ibinigay para sa pagkakaiba-iba ng mga organikong compound sa mundo. Batay sa mga carbon compound sa kadena, ipinahayag ng siyentipiko ang ideya na mayroong iba't ibang mga compound sa mundo na may iba't ibang mga katangian, ngunit ganap na magkapareho sa komposisyon ng molekular. Sa madaling salita, mayroong isang kababalaghan ng isomerism.
Sa panukalang ito, ang teorya ni A. M. Butlerov ng istraktura ng mga organikong compound ay hindi lamang ipinaliwanag ang kakanyahan ng isomer at isomerism, ngunit kinumpirma mismo ng siyentipiko ang lahat sa pamamagitan ng praktikal na karanasan.
Halimbawa, na-synthesize niya ang isomer ng butane - isobutane. Pagkatapos ay hinulaan niya ang pagkakaroon ng hindi isa, ngunit tatlong isomer para sa pentane, batay sa istraktura ng tambalan. At pinag-synthesize niya silang lahat, na nagpapatunay na tama siya.
Pagbubukas ng ikatlong posisyon
Ang susunod na punto ng teorya ay nagsasabi na ang lahat ng mga atomo at molekula sa loob ng isang tambalan ay makakaimpluwensya sa mga katangian ng bawat isa. Ang likas na katangian ng pag-uugali ng sangkap sa mga reaksyon ay nakasalalay dito iba't ibang uri, nagpakita ng kemikal at iba pang mga katangian.
Kaya, sa batayan ng probisyong ito, maraming mga functional na pagtukoy ng mga grupo na naiiba sa hitsura at istraktura ay nakikilala.
Ang teorya ng istraktura ng mga organikong compound ni A. M. Butlerov ay maikling nakabalangkas sa halos lahat mga aklat-aralin sa organikong kimika. Pagkatapos ng lahat, tiyak na ito ang batayan ng seksyong ito, isang paliwanag ng lahat ng mga pattern kung saan itinayo ang mga molekula.
Ang kahalagahan ng teorya sa modernong panahon
Siyempre ito ay mahusay. Ang teoryang ito ay pinahihintulutan:
- pagsamahin at isa-sistema ang lahat ng makatotohanang materyal na naipon sa panahon ng paglikha nito;
- ipaliwanag ang mga pattern ng istraktura at mga katangian ng iba't ibang mga compound;
- magbigay ng buong paliwanag ng mga dahilan para sa napakaraming uri ng mga compound sa kimika;
- nagbunga ng maraming synthesis ng mga bagong sangkap batay sa mga prinsipyo ng teorya;
- pinahintulutan ang mga pananaw na umunlad at atomic-molecular na pagtuturo na umunlad.
Samakatuwid, upang sabihin na ang may-akda ng teorya ng istraktura ng mga organikong compound, na ang larawan ay makikita sa ibaba, ay maraming ginawa ay walang sasabihin. Si Butlerov ay nararapat na ituring na ama ng organikong kimika, ang nagtatag ng mga teoretikal na pundasyon nito.
Ang kanyang pang-agham na pananaw sa mundo, henyo ng pag-iisip, kakayahang mahulaan ang resulta ay may papel sa panghuling pagsusuri. Ang taong ito ay may napakalaking kapasidad para sa trabaho, pasensya, at walang kapagurang nag-eksperimento, nag-synthesize, at nagsanay. Nakagawa ako ng mga pagkakamali, ngunit palagi akong natuto ng isang aralin at gumawa ng mga tamang pangmatagalang konklusyon.
Tanging ang gayong hanay ng mga katangian, katalinuhan sa negosyo, at tiyaga ang naging posible upang makamit ang ninanais na epekto.
Nag-aaral ng organic chemistry sa paaralan
Sa kursong sekondaryang edukasyon, hindi gaanong oras ang inilaan sa pag-aaral ng mga pangunahing kaalaman sa mga organiko. Isang quarter lamang ng ika-9 na baitang at ang buong taon ng ika-10 baitang (ayon sa programa ni O. S. Gabrielyan). Gayunpaman, ang oras na ito ay sapat na upang mapag-aralan ng mga bata ang lahat ng pangunahing klase ng mga compound, ang mga tampok ng kanilang istraktura at katawagan, at ang kanilang praktikal na kahalagahan.
Ang batayan para sa simula upang makabisado ang kurso ay ang teorya ng istraktura ng mga organikong compound ni A. M. Butlerov. Ang Baitang 10 ay nakatuon sa isang buong pagsasaalang-alang ng mga probisyon nito, at pagkatapos ay sa teoretikal at praktikal na kumpirmasyon ng mga ito sa pag-aaral ng bawat klase ng mga sangkap.
Uri ng Hydrogen:
Ang ganitong mga formula ay medyo katulad ng mga modernong. Ngunit ang mga tagasuporta ng uri ng teorya ay hindi isinasaalang-alang ang mga ito upang ipakita ang tunay na istraktura ng mga sangkap at nagsulat ng maraming iba't ibang mga formula para sa isang tambalan depende sa mga kemikal na reaksyon na sinubukan nilang isulat gamit ang mga formula na ito. Itinuring nila na ang istraktura ng mga molekula ay hindi alam, na nakakapinsala sa pag-unlad ng agham.
3. Panimula ni J. Berzelius noong 1830 ng terminong "isomerism" para sa kababalaghan ng pagkakaroon ng mga sangkap ng parehong komposisyon na may magkakaibang mga katangian.
4. Ang mga pagsulong sa synthesis ng mga organikong compound, bilang isang resulta kung saan ang doktrina ng vitalism, iyon ay, ang "mahalagang puwersa", sa ilalim ng impluwensya kung saan ang mga organikong sangkap ay dapat na nabuo sa katawan ng mga nabubuhay na nilalang, ay tinanggal:
Noong 1828, nag-synthesize si F. Wöhler ng urea mula sa isang inorganic na substance (ammonium cyanate);
Noong 1842, nakuha ng Russian chemist na si N.N.
Noong 1845, ang German chemist na si A. Kolbe ay nag-synthesize ng acetic acid;
Noong 1854, ang Pranses na chemist na si M. Berthelot ay nag-synthesize ng mga taba, at sa wakas
Noong 1861, si A.M. Butlerov mismo ay nag-synthesize ng isang sangkap na tulad ng asukal.
5. Sa kalagitnaan ng ika-18 siglo. ang kimika ay nagiging mas mahigpit na agham. Bilang resulta ng gawain nina E. Frankland at A. Kekule, naitatag ang konsepto ng valence ng mga atomo mga elemento ng kemikal. Binuo ni Kekule ang ideya ng carbon tetravalency. Salamat sa mga gawa ni Cannizzaro, ang mga konsepto ng atomic at molekular na masa ay naging mas malinaw, ang kanilang mga kahulugan at pamamaraan ng pagpapasiya ay nilinaw.
Noong 1860, mahigit 140 nangungunang chemist mula sa iba't ibang bansa sa Europa ang nagtipon sa isang internasyonal na kongreso sa Karlsruhe. Ang Kongreso ay naging napaka mahalagang kaganapan sa kasaysayan ng kimika: ang mga tagumpay ng agham ay buod at ang mga kondisyon ay inihanda para sa isang bagong yugto sa pag-unlad ng organikong kimika - ang paglitaw ng teorya ng istraktura ng kemikal organikong bagay A. M. Butlerov (1861), pati na rin para sa pangunahing pagtuklas ng D. I. Mendeleev - ang Periodic Law at ang sistema ng mga elemento ng kemikal (1869).
Noong 1861, nagsalita si A. M. Butlerov sa kongreso ng mga doktor at natural na siyentipiko sa Speyer na may ulat na "Sa istruktura ng kemikal ng mga katawan." Sa loob nito, binalangkas niya ang mga pundasyon ng kanyang teorya ng kemikal na istraktura ng mga organikong compound. Sa pamamagitan ng istraktura ng kemikal, naunawaan ng siyentipiko ang pagkakasunud-sunod ng koneksyon ng mga atomo sa mga molekula.
Mga personal na katangian ng A. M. Butlerov
Si A. M. Butlerov ay nakikilala sa pamamagitan ng kanyang encyclopedicism kaalaman sa kemikal, ang kakayahang pag-aralan at ibuod ang mga katotohanan, gumawa ng mga hula. Hinulaan niya ang pagkakaroon ng butane isomer, at pagkatapos ay nakuha ito, pati na rin ang butylene isomer - isobutylene.
Butlerov Alexander Mikhailovich (1828-1886)
Russian chemist, academician ng St. Petersburg Academy of Sciences (mula noong 1874). Nagtapos mula sa Kazan University (1849). Nagtrabaho siya doon (mula noong 1857 - propesor, noong 1860 at 1863 - rektor). Tagalikha ng teorya ng istrukturang kemikal ng mga organikong compound, na sumasailalim sa modernong kimika. Pinatunayan niya ang ideya ng magkaparehong impluwensya ng mga atomo sa isang molekula. Hinulaan at ipinaliwanag ang isomerismo ng maraming organikong compound. Sumulat ng "Isang Panimula sa Kumpletong Pag-aaral ng Organic Chemistry" (1864), ang unang manwal sa kasaysayan ng agham batay sa teorya ng istrukturang kemikal. Tagapangulo ng Chemistry Department ng Russian Physical-Chemical Society (1878-1882).
Nilikha ni A. M. Butlerov ang unang paaralan ng mga organikong chemist sa Russia, kung saan lumitaw ang mga makikinang na siyentipiko: V. V. Markovnikov, D. P. Konovalov, A. E. Favorsky at iba pa.
Hindi nakakagulat na isinulat ni D.I Mendeleev: "A. Si M. Butlerov ay isa sa mga pinakadakilang siyentipikong Ruso, siya ay Ruso kapwa sa kanyang pang-agham na edukasyon at sa pagka-orihinal ng kanyang mga gawa.
Mga pangunahing prinsipyo ng teorya ng istraktura mga kemikal na compound
Ang teorya ng istraktura ng kemikal ng mga organikong compound, na iniharap ni A. M. Butlerov sa ikalawang kalahati ng huling siglo (1861), ay nakumpirma ng mga gawa ng maraming mga siyentipiko, kabilang ang mga mag-aaral ni Butlerov at ang kanyang sarili. Ito ay naging posible sa batayan nito upang ipaliwanag ang maraming mga phenomena na hindi pa nabibigyang kahulugan: isomerism, homology, ang pagpapakita ng tetravalency ng mga atomo ng carbon sa mga organikong sangkap. Natupad din ng teorya ang predictive function nito: sa batayan nito, hinulaan ng mga siyentipiko ang pagkakaroon ng hindi kilalang mga compound, inilarawan ang kanilang mga katangian at natuklasan ang mga ito.
Kaya, noong 1862-1864. Sinuri ni A. M. Butlerov ang isomerism ng propyl, butyl at amyl alcohols, tinukoy ang bilang ng mga posibleng isomer at nakuha ang mga formula ng mga sangkap na ito. Ang kanilang pag-iral ay napatunayang eksperimento, at ang ilan sa mga isomer ay na-synthesize mismo ni Butlerov.
Noong ika-20 siglo. ang mga probisyon ng teorya ng kemikal na istraktura ng mga kemikal na compound ay binuo batay sa mga bagong pananaw na kumalat sa agham: ang teorya ng atomic na istraktura, ang teorya ng mga bono ng kemikal, mga ideya tungkol sa mga mekanismo ng mga reaksiyong kemikal. Sa kasalukuyan, ang teoryang ito ay unibersal, iyon ay, ito ay may bisa hindi lamang para sa mga organikong sangkap, kundi pati na rin para sa mga hindi organikong bagay.
Unang posisyon. Ang mga atomo sa mga molekula ay pinagsama sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod ayon sa kanilang valency. Ang carbon sa lahat ng organic at karamihan sa mga inorganikong compound ay tetravalent.
Malinaw, ang huling bahagi ng unang posisyon ng teorya ay madaling maipaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa mga compound ang mga carbon atom ay nasa isang nasasabik na estado: 
a) ang mga tetravalent carbon atom ay maaaring kumonekta sa isa't isa, na bumubuo ng iba't ibang mga kadena:
Bukas na sanga
- bukas na walang sanga
- sarado
b) ang pagkakasunud-sunod ng koneksyon ng mga carbon atoms sa mga molecule ay maaaring magkakaiba at depende sa uri ng covalent chemical bond sa pagitan ng mga carbon atoms - single o multiple (double at triple).
Pangalawang posisyon. Ang mga katangian ng mga sangkap ay nakasalalay hindi lamang sa kanilang kalidad at dami ng komposisyon, ngunit din sa istraktura ng kanilang mga molekula.
Ipinapaliwanag ng posisyong ito ang phenomenon ng isomerism. Ang mga sangkap na may parehong komposisyon, ngunit magkaibang kemikal o spatial na istruktura, at samakatuwid ay magkaibang mga katangian, ay tinatawag na isomer. Mga pangunahing uri ng isomerism:
Structural isomerism, kung saan ang mga sangkap ay naiiba sa pagkakasunud-sunod ng pagbubuklod ng mga atomo sa mga molekula:
1) isomerism ng carbon skeleton 
3) isomerism ng homologous series (interclass) 
Spatial isomerism, kung saan ang mga molekula ng mga sangkap ay hindi naiiba sa pagkakasunud-sunod ng pagbubuklod ng mga atomo, ngunit sa kanilang posisyon sa espasyo: cis-trans isomerism (geometric).
Ang isomerism na ito ay tipikal para sa mga sangkap na ang mga molekula ay may patag na istraktura: alkenes, cycloalkanes, atbp.
Kasama rin sa spatial isomerism ang optical (mirror) isomerism.
Ang apat na solong bono sa paligid ng carbon atom, tulad ng alam mo na, ay nakaayos nang tetrahedral. Kung ang isang carbon atom ay nakagapos sa apat na magkakaibang mga atomo o grupo, kung gayon ang magkakaibang pagsasaayos ng mga pangkat na ito sa kalawakan ay posible, iyon ay, dalawang spatial na isomeric na anyo.
Dalawang mirror form ng amino acid alanine (2-aminopropanoic acid) ay ipinapakita sa Figure 17.
Isipin na ang isang molekula ng alanine ay inilalagay sa harap ng salamin. Ang -NH2 group ay mas malapit sa salamin, kaya sa repleksyon ito ay nasa harap, at ang -COOH group ay nasa background, atbp. (tingnan ang larawan sa kanan). Ang Alanya ay umiiral sa dalawa mga spatial na anyo, na kapag pinatong ay hindi pinagsama sa isa't isa.
Ang pagiging pandaigdigan ng pangalawang posisyon ng teorya ng istraktura ng mga compound ng kemikal ay nagpapatunay sa pagkakaroon ng mga inorganikong isomer.
Kaya, ang una sa mga synthesis ng mga organikong sangkap - ang synthesis ng urea, na isinagawa ni Wöhler (1828), ay nagpakita na ang isomeric di-organikong sangkap- ammonium cyanate at organic - urea: 
Kung papalitan mo ang oxygen atom sa urea ng sulfur atom, makakakuha ka ng thiourea, na isomeric sa ammonium thiocyanate, isang kilalang reagent para sa Fe 3+ ions. Malinaw, ang thiourea ay hindi nagbibigay ng husay na reaksyong ito.
Pangatlong posisyon. Ang mga katangian ng mga sangkap ay nakasalalay sa magkaparehong impluwensya ng mga atomo sa mga molekula.
Halimbawa, sa acetic acid isa lamang sa apat na hydrogen atoms ang tumutugon sa isang alkali. Batay dito, maaaring ipagpalagay na isang hydrogen atom lamang ang nakagapos sa oxygen:
Sa kabilang banda, mula sa structural formula ng acetic acid maaari nating tapusin na naglalaman ito ng isang mobile hydrogen atom, iyon ay, na ito ay monobasic.
Upang mapatunayan ang pagiging pandaigdigan ng posisyon ng teorya ng istraktura tungkol sa pag-asa ng mga katangian ng mga sangkap sa magkaparehong impluwensya ng mga atomo sa mga molekula, na umiiral hindi lamang sa organiko, kundi pati na rin sa mga inorganic na compound, ihambing natin ang mga katangian ng mga atomo ng hydrogen. sa hydrogen compounds ng mga non-metal. Mayroon silang istrukturang molekular at sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay mga gas o pabagu-bago ng isip na likido. Depende sa posisyon ng non-metal sa Periodic Table ng D.I. Mendeleev, maaaring makilala ng isang tao ang isang pattern sa pagbabago sa mga katangian ng naturang mga compound: 
Ang methane ay hindi nakikipag-ugnayan sa tubig. Ang kakulangan ng mga pangunahing katangian ng mitein ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng saturation ng mga posibilidad ng valence ng carbon atom.
Ang ammonia ay nagpapakita ng mga pangunahing katangian. Ang molekula nito ay may kakayahang mag-attach ng hydrogen ion sa sarili nito dahil sa pagkahumaling nito sa nag-iisang pares ng elektron ng nitrogen atom (donor-acceptor mechanism ng bond formation).
Ang Phosphine PH3 ay mahinang nagpahayag ng mga pangunahing katangian, na nauugnay sa radius ng phosphorus atom. Ito ay mas malaki kaysa sa radius ng nitrogen atom, kaya ang phosphorus atom ay nakakaakit ng hydrogen atom nang hindi gaanong malakas.
Sa mga yugto mula kaliwa pakanan, tumataas ang mga singil ng atomic nuclei, bumababa ang radii ng mga atom, tumataas ang puwersa ng hydrogen atom na may bahagyang positibong singil §+, at samakatuwid ay tumataas ang mga katangian ng acid. mga compound ng hydrogen ang mga di-metal ay pinahusay. 
Sa pangunahing mga subgroup, ang radii ng mga atomo ng mga elemento ay tumataas mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang mga non-metal na atom na may 5- weaker ay nakakaakit ng mga atomo ng hydrogen na may 5+, ang lakas ng mga compound ng hydrogen ay bumababa, madali silang naghihiwalay, at samakatuwid ang kanilang mga acidic na katangian. pagtaas.
Ang iba't ibang kakayahan ng mga hydrogen compound ng nonmetals upang alisin o magdagdag ng mga hydrogen cation sa mga solusyon ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng hindi pantay na impluwensya ng nonmetal atom sa mga hydrogen atoms.
Ang iba't ibang impluwensya ng mga atomo sa mga molekula ng hydroxide na nabuo ng mga elemento ng parehong panahon ay nagpapaliwanag din sa pagbabago sa kanilang mga katangian ng acid-base.
Ang mga pangunahing katangian ng hydroxyl oxides ay bumababa, at ang acidic na mga katangian ay tumataas, habang ang estado ng oksihenasyon ng gitnang atom ay tumataas, samakatuwid, ang enerhiya ng pagbubuklod nito sa oxygen atom (8-) at ang pagtanggi nito sa hydrogen atom (8+) tumataas.
Sodium hydroxide NaOH. Dahil ang radius ng hydrogen atom ay napakaliit, ito ay mas malakas na naaakit ng oxygen atom at ang bono sa pagitan ng hydrogen at oxygen atoms ay magiging mas malakas kaysa sa pagitan ng sodium at oxygen atoms. Ang aluminyo hydroxide Al(0H)3 ay nagpapakita ng mga katangian ng amphoteric.
Sa perchloric acid HClO 4, ang chlorine atom na may medyo malaking positive charge ay mas mahigpit na nakagapos sa oxygen atom at mas malakas na tinataboy ang hydrogen atom na may 6+. Ang dissociation ay nangyayari ayon sa uri ng acid.
Ang mga pangunahing direksyon ng pag-unlad ng teorya ng istraktura ng mga compound ng kemikal at ang kahalagahan nito
Sa panahon ni A.M. Butlerov, empirical (molecular) at mga pormula sa istruktura. Ang huli ay sumasalamin sa pagkakasunud-sunod ng koneksyon ng mga atomo sa isang molekula ayon sa kanilang valency, na ipinahiwatig ng mga gitling.
Para sa kadalian ng pag-record, madalas na ginagamit ang mga pinaikling structural formula, kung saan ang mga gitling ay nagpapahiwatig lamang ng mga bono sa pagitan ng mga carbon atom o carbon at oxygen.
Mga pinaikling pormula ng istruktura
Pagkatapos, habang ang kaalaman tungkol sa likas na katangian ng mga bono ng kemikal at ang impluwensya ng elektronikong istraktura ng mga molekula ng mga organikong sangkap sa kanilang mga katangian ay nabuo, nagsimula silang gumamit ng mga elektronikong formula kung saan ang isang covalent bond ay conventionally na itinalaga ng dalawang tuldok. Ang ganitong mga formula ay madalas na nagpapakita ng direksyon ng pag-aalis ng mga pares ng elektron sa isang molekula.
Ito ay ang elektronikong istraktura ng mga sangkap na nagpapaliwanag ng mesomeric at inductive effect.
Ang induction effect ay ang displacement ng mga pares ng electron ng gamma bonds mula sa isang atom patungo sa isa pa dahil sa kanilang magkakaibang electronegativity. Tinutukoy ng (->).
Ang epekto ng induction ng isang atom (o grupo ng mga atom) ay negatibo (-/), kung ang atom na ito ay may mataas na electronegativity (halogens, oxygen, nitrogen), umaakit ng mga electron ng gamma bond at nakakakuha ng bahagyang negatibong singil. Ang isang atom (o grupo ng mga atom) ay may positibong inductive effect (+/) kung tinataboy nito ang mga electron ng gamma bond. Ang ilang naglilimita sa mga radikal na C2H5) ay may ganitong katangian. Tandaan ang panuntunan ni Markovnikov tungkol sa kung paano idinaragdag ang hydrogen at ang halogen ng hydrogen halide sa mga alkenes (propene) at mauunawaan mo na ang panuntunang ito ay may partikular na kalikasan. Ihambing ang dalawang halimbawang equation ng reaksyon:
[[Theory_of_the_structure_of_chemical_compounds_A._M._Butlerov| 
]]
Sa mga molekula ng mga indibidwal na sangkap, ang parehong induktibo at mesomeric na mga epekto ay lumilitaw nang sabay-sabay. Sa kasong ito, pinapalakas nila ang isa't isa (sa aldehydes, carboxylic acid) o humina sa isa't isa (sa vinyl chloride).
Ang resulta ng magkaparehong impluwensya ng mga atomo sa mga molekula ay ang muling pamamahagi ng density ng elektron.
Ang ideya ng spatial na direksyon ng mga bono ng kemikal ay unang ipinahayag ng Pranses na chemist na si J. A. Le Bel at ng Dutch chemist na si J. X. Van't Hoff noong 1874. Ang mga pagpapalagay ng mga siyentipiko ay ganap na nakumpirma ng quantum chemistry. Ang mga katangian ng mga sangkap ay makabuluhang naiimpluwensyahan ng spatial na istraktura ng kanilang mga molekula. Halimbawa, naibigay na namin ang mga formula ng cis- at trans-isomer ng butene-2, na naiiba sa kanilang mga katangian (tingnan ang Fig. 16).
Ang average na enerhiya ng bono na dapat masira kapag nagko-convert mula sa isang anyo patungo sa isa pa ay humigit-kumulang 270 kJ/mol; ganyan malaking dami Walang enerhiya sa temperatura ng silid. Para sa magkaparehong paglipat ng mga anyo ng butene-2 mula sa isa't isa, kinakailangan upang masira ang isang covalent bond at bumuo ng isa pa bilang kapalit. Sa madaling salita, ang prosesong ito ay isang halimbawa kemikal na reaksyon, at ang parehong anyo ng butene-2 ay itinuturing na magkakaibang mga kemikal na compound.
Malinaw mong naaalala na ang pinakamahalagang problema sa synthesis ng goma ay ang pagkuha ng goma na may stereoregular na istraktura. Kinakailangan na lumikha ng isang polimer kung saan ang mga yunit ng istruktura ay isasaayos sa isang mahigpit na pagkakasunud-sunod (halimbawa, ang natural na goma ay binubuo lamang ng mga yunit ng cis), dahil ang isang mahalagang pag-aari ng goma dahil ang pagkalastiko nito ay nakasalalay dito.
Ang modernong organikong kimika ay nakikilala ang dalawang pangunahing uri ng isomerism: structural (chain isomerism, isomerism ng posisyon ng maramihang mga bono, isomerism ng homologous series, isomerism ng posisyon ng functional group) at stereoisomerism (geometric o cis-trans isomerism, optical o mirror isomerism ).
Kaya, napatunayan mo na ang pangalawang posisyon ng teorya ng istraktura ng kemikal, na malinaw na binuo ni A.M. Butlerov, ay hindi kumpleto. Mula sa modernong pananaw, ang probisyong ito ay nangangailangan ng karagdagan:
ang mga katangian ng mga sangkap ay nakasalalay hindi lamang sa kanilang husay at dami na komposisyon, kundi pati na rin sa kanilang:
kemikal,
elektroniko,
Istraktura ng spatial.
Ang paglikha ng teorya ng istraktura ng mga sangkap ay may mahalagang papel sa pagbuo ng organikong kimika. Mula sa isang nakararami na naglalarawang agham, ito ay nagiging isang malikhain, synthesizing science, naging posible na hatulan ang magkaparehong impluwensya ng mga atomo sa mga molekula ng iba't ibang mga sangkap (tingnan ang Talahanayan 10). Ang teorya ng istraktura ay lumikha ng mga kinakailangan para sa pagpapaliwanag at hula iba't ibang uri isomerismo ng mga organikong molekula, pati na rin ang mga direksyon at mekanismo ng mga reaksiyong kemikal.
Batay sa teoryang ito, ang mga organikong chemist ay lumikha ng mga sangkap na hindi lamang pinapalitan ang mga natural, ngunit makabuluhang malampasan ang mga ito sa kanilang mga katangian. Kaya, ang mga sintetikong tina ay mas mahusay at mas mura kaysa sa maraming natural, halimbawa, alizarin at indigo, na kilala noong sinaunang panahon. Ang mga sintetikong goma na may iba't ibang uri ng mga katangian ay ginawa sa malalaking dami. Ang mga plastik at hibla ay malawakang ginagamit, mga produkto na ginagamit sa teknolohiya, pang-araw-araw na buhay, gamot, at agrikultura.
Ang kahalagahan ng teorya ng kemikal na istraktura ng A. M. Butlerov para sa organikong kimika ay maihahambing sa kahalagahan ng Periodic Law at ang Periodic Table ng Chemical Elements ng D. I. Mendeleev para sa di-organikong kimika. Ito ay hindi para sa wala na ang parehong mga teorya ay may napakaraming pagkakatulad sa mga paraan ng kanilang pagbuo, mga direksyon ng pag-unlad at pangkalahatang pang-agham na kahalagahan. Gayunpaman, sa kasaysayan ng anumang iba pang nangungunang teoryang siyentipiko(ang teorya ni Charles Darwin, genetics, quantum theory, atbp.) mahahanap ng isang tao ang mga pangkalahatang yugto.
1. Magtatag ng mga pagkakatulad sa pagitan ng dalawang nangungunang teorya ng kimika - Pana-panahong batas at ang Periodic System of Chemical Elements ni D.I. Mendeleev at ang teorya ng kemikal na istraktura ng mga organic compound ni A.M.
2. Ano ang papel na ginagampanan ng teorya ng istruktura ng mga compound ng kemikal sa pagbuo ng Periodic Law?
3. Anong mga halimbawa mula sa inorganic na kimika ang nagpapatunay sa pagiging pandaigdigan ng bawat isa sa mga probisyon ng teorya ng istruktura ng mga compound ng kemikal?
4. Phosphorous acid H3PO3 ay isang dibasic acid. Ipanukala ang pormula ng istruktura nito at isaalang-alang ang magkaparehong impluwensya ng mga atomo sa molekula ng acid na ito.
5. Sumulat ng mga isomer na may komposisyong C3H8O. Pangalanan ang mga ito gamit ang sistematikong nomenclature. Tukuyin ang mga uri ng isomerismo.
6. Ang mga sumusunod na formula ng chromium(III) chloride crystal hydrates ay kilala: [Cr(H20)6]Cl3; [Cr(H20)5Cl]Cl2 H20; [Cr(H20)4 * C12]Cl 2H2O. Ano ang tatawagin mo sa inilarawang phenomenon?
Nilikha ni A.M. Butlerov noong 60s taon XIX siglo, ang teorya ng kemikal na istraktura ng mga organikong compound ay nagdala ng kinakailangang kalinawan sa mga dahilan para sa pagkakaiba-iba ng mga organikong compound, nagsiwalat ng ugnayan sa pagitan ng istraktura at mga katangian ng mga sangkap na ito, ginawang posible na ipaliwanag ang mga katangian ng kilala na at hulaan ang mga katangian ng hindi pa natuklasang mga organikong compound.
Mga pagtuklas sa larangan ng organikong kimika (tetravalency ng carbon, kakayahang bumuo mahabang tanikala) pinahintulutan si Butlerov noong 1861 na bumalangkas ng mga pangunahing henerasyon ng teorya:
1) Ang mga atomo sa mga molekula ay konektado ayon sa kanilang valency (carbon-IV, oxygen-II, hydrogen-I), ang pagkakasunud-sunod ng mga koneksyon ng atom ay makikita ng mga pormula ng istruktura.
2) Ang mga katangian ng mga sangkap ay nakasalalay hindi lamang sa komposisyon ng kemikal, ngunit din sa pagkakasunud-sunod ng koneksyon ng mga atomo sa molekula (kemikal na istraktura). meron isomer, iyon ay, mga sangkap na may parehong dami at husay na komposisyon, ngunit ibang istraktura, at, samakatuwid, iba't ibang mga katangian.
C 2 H 6 O: CH 3 CH 2 OH - ethyl alcohol at CH 3 OCH 3 - dimethyl ether
C 3 H 6 – propene at cyclopropane - CH 2 =CH−CH 3
3) Ang mga atom ay magkaparehong impluwensya sa isa't isa, ito ay isang kinahinatnan ng iba't ibang electronegativity ng mga atom na bumubuo ng mga molekula (O>N>C>H), at ang mga elementong ito ay may iba't ibang epekto sa pag-aalis ng mga karaniwang pares ng elektron.
4) Batay sa istraktura ng isang molekula ng isang organikong sangkap, mahuhulaan ng isa ang mga katangian nito, at batay sa mga katangian nito, matutukoy ng isa ang istraktura nito.
Karagdagang pag-unlad Natanggap ang TSOS pagkatapos itatag ang istraktura ng atom, tinatanggap ang konsepto ng mga uri ng mga bono ng kemikal, mga uri ng hybridization, at ang pagtuklas ng phenomenon ng spatial isomerism (stereochemistry).
Ticket No. 7 (2)
Electrolysis bilang isang proseso ng redox. Electrolysis ng mga natutunaw at solusyon gamit ang sodium chloride bilang isang halimbawa. Praktikal na Aplikasyon electrolysis.
Electrolysis ay isang proseso ng redox na nangyayari sa mga electrodes kapag ang isang direktang electric current ay dumadaan sa isang natutunaw o electrolyte na solusyon
Ang kakanyahan ng electrolysis ay ang pagpapatupad ng mga reaksiyong kemikal gamit ang elektrikal na enerhiya. Ang mga reaksyon ay pagbabawas sa katod at oksihenasyon sa anode.
Ang cathode(-) ay nagbibigay ng mga electron sa mga cation, at ang anode(+) ay tumatanggap ng mga electron mula sa mga anion.
NaCl melt electrolysis
NaCl-―>Na + +Cl -
K(-): Na + +1e-―>Na 0 | 2 porsyento pagbawi
A(+) :2Cl-2e-―>Cl 2 0 | 1 porsyento oksihenasyon
2Na + +2Cl - -―>2Na+Cl 2
Electrolysis ng may tubig na solusyon ng NaCl
Sa electrolysis ng NaC| Na + at Cl - ions, pati na rin ang mga molekula ng tubig, ay lumahok sa tubig. Kapag pumasa ang kasalukuyang, ang mga Na + cation ay lumilipat patungo sa katod, at ang mga Cl - anion ay lumilipat patungo sa anode. Pero sa katod Sa halip na mga Na ions, ang mga molekula ng tubig ay nababawasan:
2H 2 O + 2e-―> H 2 +2OH -
at ang mga chloride ions ay na-oxidized sa anode:
2Cl - -2e-―>Cl 2
Bilang resulta, mayroong hydrogen sa cathode, chlorine sa anode, at NaOH ay naipon sa solusyon.
Sa anyong ionic: 2H 2 O+2e-―>H 2 +2OH-
2Cl - -2e-―>Cl 2
electrolysis
2H 2 O+2Cl - -―>H 2 +Cl 2 +2OH -
electrolysis
Sa anyong molekular: 2H 2 O+2NaCl-―> 2NaOH+H 2 +Cl 2
Application ng electrolysis:
1) Proteksyon ng mga metal mula sa kaagnasan
2) Pagkuha ng mga aktibong metal (sodium, potassium, alkaline earth, atbp.)
3) Paglilinis ng ilang mga metal mula sa mga impurities (electric refining)
Ticket No. 8 (1)
Kaugnay na impormasyon:
- A) Ang teorya ng kaalaman ay isang agham na nag-aaral sa mga anyo, pamamaraan at pamamaraan ng paglitaw at mga pattern ng pag-unlad ng kaalaman, ang kaugnayan nito sa katotohanan, ang pamantayan ng katotohanan nito.
Mga pangunahing prinsipyo ng teorya ng istrukturang kemikal ng A.M. Butlerov
1. Ang mga atomo sa mga molekula ay konektado sa isa't isa sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod ayon sa kanilang mga valencies. Ang pagkakasunud-sunod ng mga interatomic na bono sa isang molekula ay tinatawag na istrukturang kemikal nito at sinasalamin ng isang pormula ng istruktura (formula ng istruktura).
2. Maaaring matukoy ang istrukturang kemikal gamit ang mga kemikal na pamamaraan. (Kasalukuyang ginagamit din ang mga modernong pisikal na pamamaraan).
3. Ang mga katangian ng mga sangkap ay nakasalalay sa kanilang kemikal na istraktura.
4. Batay sa mga katangian ng isang naibigay na sangkap, matutukoy ng isa ang istruktura ng molekula nito, at batay sa istruktura ng molekula, mahuhulaan ang mga katangian.
5. Ang mga atomo at grupo ng mga atomo sa isang molekula ay may impluwensya sa isa't isa.
Ang teorya ni Butlerov ay ang siyentipikong pundasyon ng organikong kimika at nag-ambag sa mabilis na pag-unlad nito. Batay sa mga probisyon ng teorya, A.M. Ipinaliwanag ni Butlerov ang kababalaghan ng isomerism, hinulaan ang pagkakaroon ng iba't ibang isomer at nakuha ang ilan sa mga ito sa unang pagkakataon.
Ang pagbuo ng teorya ng istraktura ay pinadali ng gawain ni Kekule, Kolbe, Cooper at Van't Hoff. Gayunpaman, ang kanilang mga teoretikal na posisyon ay hindi isang pangkalahatang kalikasan at nagsilbi pangunahin upang ipaliwanag ang eksperimentong materyal.
2. Mga formula ng istruktura
Ang formula ng istraktura (structural formula) ay naglalarawan ng pagkakasunud-sunod ng koneksyon ng mga atomo sa isang molekula, i.e. kemikal na istraktura nito. Ang mga kemikal na bono sa pormula ng istruktura ay kinakatawan ng mga gitling. Ang bono sa pagitan ng hydrogen at iba pang mga atomo ay karaniwang hindi ipinahiwatig (ang mga naturang formula ay tinatawag na pinaikling mga pormula sa istruktura).
Halimbawa, ang buong (pinalawak) at pinaikling mga pormula ng istruktura ng n-butane C4H10 ay may anyo:
Ang isa pang halimbawa ay ang mga formula ng isobutane.
Kadalasan ang isang mas maikling notasyon ng formula ay ginagamit, kapag hindi lamang ang mga bono sa hydrogen atom, kundi pati na rin ang mga simbolo ng carbon at hydrogen atoms ay hindi inilalarawan. Halimbawa, ang istraktura ng benzene C6H6 ay makikita ng mga formula:
Ang mga pormula ng istruktura ay naiiba sa mga molekular (gross) na mga formula, na nagpapakita lamang kung aling mga elemento at sa anong proporsyon ang kasama sa komposisyon ng sangkap (i.e., qualitative at quantitative elemental na komposisyon), ngunit hindi sumasalamin sa pagkakasunud-sunod ng pagbubuklod ng mga atomo.
Halimbawa, ang n-butane at isobutane ay may isa molecular formula C4H10, ngunit may ibang pagkakasunud-sunod ng mga bono.
Kaya, ang pagkakaiba sa mga sangkap ay dahil hindi lamang sa iba't ibang qualitative at quantitative elemental na komposisyon, kundi pati na rin sa iba't ibang mga istrukturang kemikal, na maaari lamang maipakita ng mga pormula ng istruktura.
3. Ang konsepto ng isomerism
Kahit na bago ang paglikha ng teorya ng istraktura, ang mga sangkap na may parehong elementong komposisyon, ngunit may iba't ibang mga katangian, ay kilala. Ang mga naturang sangkap ay tinatawag na isomer, at ang kababalaghang ito mismo ay tinatawag na isomerism.
Ang batayan ng isomerism, tulad ng ipinakita ni A.M. Butlerov, namamalagi ang pagkakaiba sa istraktura ng mga molekula na binubuo ng parehong hanay ng mga atomo. kaya,
Ang isomerism ay ang phenomenon ng pagkakaroon ng mga compound na may parehong qualitative at quantitative na komposisyon, ngunit iba't ibang istraktura at samakatuwid iba't ibang mga katangian.
Halimbawa, kapag ang isang molekula ay naglalaman ng 4 na carbon atoms at 10 hydrogen atoms, ang pagkakaroon ng 2 isomeric compound ay posible:
Depende sa likas na katangian ng mga pagkakaiba sa istraktura ng mga isomer, ang istruktura at spatial na isomerismo ay nakikilala.
4. Structural isomers
Ang mga istrukturang isomer ay mga compound ng parehong qualitative at quantitative na komposisyon, na naiiba sa pagkakasunud-sunod ng pagbubuklod ng mga atom, i.e. kemikal na istraktura.
Halimbawa, ang komposisyon C5H12 ay tumutugma sa 3 isomer ng istruktura:
Isa pang halimbawa:
5. Stereoisomer
Ang mga spatial isomer (stereoisomer), na may parehong komposisyon at parehong kemikal na istraktura, ay naiiba sa spatial na pag-aayos ng mga atomo sa molekula.
Ang mga spatial isomer ay optical at cis-trans isomer (iba't ibang kulay na mga bola ay kumakatawan sa iba't ibang mga atom o atomic group):
Ang mga molekula ng naturang isomer ay spatially na hindi magkatugma.
Ang stereoisomerism ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa organikong kimika. Ang mga isyung ito ay isasaalang-alang nang mas detalyado kapag nag-aaral ng mga compound ng mga indibidwal na klase.
6. Mga elektronikong representasyon sa organikong kimika
Ang aplikasyon ng electronic theory ng atomic structure at chemical bonding sa organic chemistry ay isa sa pinakamahalagang yugto sa pagbuo ng theory ng structure ng organic compounds. Ang konsepto ng istraktura ng kemikal bilang isang pagkakasunud-sunod ng mga bono sa pagitan ng mga atomo (A.M. Butlerov) ay dinagdagan ng elektronikong teorya na may mga konsepto ng electronic at spatial na istraktura at ang kanilang impluwensya sa mga katangian ng mga organikong compound. Ito ang mga ideyang ito na ginagawang posible na maunawaan ang mga paraan ng pagpapadala ng magkaparehong impluwensya ng mga atomo sa mga molekula (electronic at spatial effect) at ang pag-uugali ng mga molekula sa mga reaksiyong kemikal.
Ayon sa mga modernong konsepto, ang mga katangian ng mga organikong compound ay tinutukoy ng:
ang kalikasan at elektronikong istraktura ng mga atomo;
uri atomic orbitals at ang likas na katangian ng kanilang pakikipag-ugnayan;
uri ng mga bono ng kemikal;
kemikal, elektroniko at spatial na istraktura ng mga molekula.
7. Mga katangian ng elektron
Ang elektron ay may dalawahang katangian. Sa iba't ibang mga eksperimento maaari itong magpakita ng mga katangian ng parehong particle at wave. Ang paggalaw ng isang elektron ay sumusunod sa mga batas quantum mechanics. Ang koneksyon sa pagitan ng wave at corpuscular properties ng electron ay sumasalamin sa de Broglie relation.
Ang enerhiya at mga coordinate ng isang electron, tulad ng iba pang elementarya na mga particle, ay hindi maaaring sabay-sabay na masukat na may parehong katumpakan (Heisenberg's uncertainty principle). Samakatuwid, ang paggalaw ng isang elektron sa isang atom o molekula ay hindi mailalarawan gamit ang isang tilapon. Ang isang elektron ay maaaring matatagpuan sa anumang punto sa espasyo, ngunit may iba't ibang mga probabilidad.
Ang bahagi ng espasyo kung saan may mataas na posibilidad na makahanap ng electron ay tinatawag na orbital o electron cloud.
Halimbawa:
8. Atomic orbitals
Ang atomic orbital (AO) ay ang rehiyon kung saan ang isang electron ay malamang na naninirahan (electron cloud) sa electric field ng atomic nucleus.
Tinutukoy ng posisyon ng isang elemento sa Periodic Table ang uri ng mga orbital ng mga atom nito (s-, p-, d-, f-AO, atbp.), na naiiba sa enerhiya, hugis, sukat at spatial na oryentasyon.
Ang mga elemento ng 1st period (H, He) ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang AO - 1s.
Sa mga elemento ng 2nd period, ang mga electron ay sumasakop sa limang AO sa dalawang antas ng enerhiya: ang unang antas 1s; pangalawang antas - 2s, 2px, 2py, 2pz. (Ang mga numero ay nagpapahiwatig ng numero ng antas ng enerhiya, ang mga titik ay nagpapahiwatig ng hugis ng orbital).
Ang estado ng isang electron sa isang atom ay ganap na inilalarawan ng mga quantum number.
Lektura 15
Teorya ng istraktura ng mga organikong sangkap. Pangunahing klase ng mga organikong compound.
Organikong kimika - ang agham na nag-aaral ng organikong bagay. Kung hindi, maaari itong tukuyin bilang kimika ng mga carbon compound. Ang huli ay sumasakop espesyal na lugar V periodic table D.I. Mendeleev sa iba't ibang mga compound, kung saan ang tungkol sa 15 milyon ay kilala, habang ang bilang ng mga inorganikong compound ay limang daang libo. Ang mga organikong sangkap ay kilala sa sangkatauhan sa mahabang panahon, tulad ng asukal, mga taba ng gulay at hayop, mga tina, mabango at mga sangkap na panggamot. Unti-unti, natuto ang mga tao sa pamamagitan ng pagproseso ng mga sangkap na ito upang makakuha ng iba't ibang mahahalagang organikong produkto: alak, suka, sabon, atbp. Ang mga pagsulong sa organikong kimika ay batay sa mga pagsulong sa kimika ng mga protina, nucleic acid, bitamina, atbp. Malaking halaga Ang organikong kimika ay mahalaga para sa pag-unlad ng gamot, dahil ang karamihan sa mga gamot ay mga organikong compound hindi lamang ng natural na pinagmulan, ngunit nakuha din pangunahin sa pamamagitan ng synthesis. Ang pambihirang kahalagahan ng mataas na molekular na timbang organic compounds (synthetic resins, plastics, fibers, synthetic rubbers, dyes, herbicides, insecticides, fungicides, defoliants...). Ang organikong kimika ay may malaking kahalagahan para sa paggawa ng pagkain at mga produktong pang-industriya.
Ang modernong organikong kimika ay malalim na tumagos sa mga proseso ng kemikal na nagaganap sa panahon ng pag-iimbak at pagproseso ng mga produktong pagkain: ang mga proseso ng pagpapatayo, pagkalantad at saponification ng mga langis, pagbuburo, pagluluto sa hurno, pagbuburo, paggawa ng mga inumin, sa paggawa ng mga produkto ng pagawaan ng gatas, atbp. Malaking papel Ang pagtuklas at pag-aaral ng mga enzyme at pabango at mga pampaganda ay may papel din.
Ang isa sa mga dahilan para sa malawak na pagkakaiba-iba ng mga organikong compound ay ang pagiging natatangi ng kanilang istraktura, na ipinakita sa pagbuo ng mga covalent bond at chain sa pamamagitan ng mga carbon atom, na nag-iiba sa uri at haba. Bukod dito, ang bilang ng mga nakagapos na carbon atom sa mga ito ay maaaring umabot sa sampu-sampung libo, at ang pagsasaayos ng mga carbon chain ay maaaring linear o cyclic. Bilang karagdagan sa mga carbon atom, ang mga chain ay maaaring maglaman ng oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus, arsenic, silicon, lata, lead, titanium, iron, atbp.
Ang pagpapakita ng mga katangiang ito ng carbon ay dahil sa ilang kadahilanan. Nakumpirma na ang mga enerhiya ng C-C at C-O na mga bono ay maihahambing. Ang carbon ay may kakayahang bumuo ng tatlong uri ng orbital hybridization: apat na sp 3 - hybrid orbitals, ang kanilang oryentasyon sa espasyo ay tetrahedral at tumutugma sa simple lang mga covalent bond; tatlong hybrid sp 2 orbital na matatagpuan sa parehong eroplano, kasama ng isang non-hybrid orbital, form dobleng multiple mga koneksyon (─С = С─); din sa tulong ng sp - hybrid orbitals ng linear orientation at non-hybrid orbitals sa pagitan ng mga carbon atoms lumitaw triple multiples mga bono (─ C ≡ C ─ Bukod dito, ang mga carbon atom ay bumubuo ng mga ganitong uri ng mga bono hindi lamang sa isa't isa, kundi pati na rin sa iba pang mga elemento. kaya, modernong teorya Ang istraktura ng bagay ay nagpapaliwanag hindi lamang isang makabuluhang bilang ng mga organikong compound, kundi pati na rin ang impluwensya ng kanilang kemikal na istraktura sa kanilang mga katangian.
Ito rin ay ganap na nagpapatunay sa mga pangunahing kaalaman mga teorya ng istrukturang kemikal, na binuo ng mahusay na siyentipikong Ruso na si A.M. Mga pangunahing probisyon ng ITS:
1) sa mga organikong molekula, ang mga atomo ay konektado sa bawat isa sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod ayon sa kanilang lakas, na tumutukoy sa istraktura ng mga molekula;
2) ang mga katangian ng mga organikong compound ay nakasalalay sa likas na katangian at bilang ng kanilang mga constituent atoms, pati na rin sa kemikal na istraktura ng mga molekula;
3) ang bawat pormula ng kemikal ay tumutugma tiyak na numero posibleng mga istruktura ng isomer;
4) bawat organic compound ay may isang formula at may ilang mga katangian;
5) sa mga molekula mayroong magkaparehong impluwensya ng mga atomo sa bawat isa.
Mga klase ng mga organikong compound
Ayon sa teorya, ang mga organikong compound ay nahahati sa dalawang serye - acyclic at cyclic compound.
1. Acyclic compounds.(alkanes, alkenes) ay naglalaman ng bukas, hindi saradong carbon chain - tuwid o branched:
N N N N N N N
│ │ │ │ │ │ │
N─ S─S─S─S─ N H─S─S─S─N
│ │ │ │ │ │ │
N N N N N │ N
Normal na butane isobutane (methylpropane)
2. a) Alicyclic compounds– mga compound na may saradong (cyclic) carbon chain sa kanilang mga molekula:
cyclobutane cyclohexane
b) Mga mabangong compound, sa mga molekula kung saan mayroong isang benzene skeleton - isang anim na miyembro na singsing na may alternating simple at dobleng bono(mga arena):
c) Mga heterocyclic compound– mga cyclic compound na naglalaman, bilang karagdagan sa mga carbon atom, nitrogen, sulfur, oxygen, phosphorus at ilang trace elements, na tinatawag na heteroatoms.
furan pyrrole pyridine
Sa bawat hilera, ang mga organikong sangkap ay ipinamamahagi sa mga klase - hydrocarbons, alkohol, aldehydes, ketones, acids, ester alinsunod sa likas na katangian ng mga functional na grupo ng kanilang mga molekula.
Mayroon ding pag-uuri ayon sa antas ng saturation at functional na mga grupo. Ayon sa antas ng saturation sila ay nakikilala:
1. Lubhang puspos– ang carbon skeleton ay naglalaman lamang ng mga single bond.
─С─С─С─
2. Unsaturated unsaturated– sa carbon skeleton mayroong maramihang (=, ≡) na mga bono.
─С=С─ ─С≡С─
3. Mabango– mga unsaturated cycle na may ring conjugation (4n + 2) π-electrons.
Sa pamamagitan ng mga functional na grupo
1. Mga Alak R-CH 2 OH
2. Phenols 
3. Aldehydes R─COH Ketones R─C─R
4. Mga carboxylic acid R─COOH O
5. Ester R─COOR 1