Генетическая связь органических соединений уравнения

§ 23. Генетическая связь между классами органических и неорганических веществ

Материальный мир, в котором мы живем и крохотной частичкой которого мы являемся, един и в то же время бесконечно разнообразен. Единство и многообразие химических веществ этого мира наиболее ярко проявляется в генетической связи веществ, которая отражается в так называемых генетических рядах. Выделим наиболее характерные признаки таких рядов:

1. Все вещества этого ряда должны быть образованы одним химическим элементом. Например, ряд, записанный с помощью следующих формул:

нельзя считать генетическим, так как в последнем звене элемент бром отсутствует, хотя реакция для перехода от NaBr к NaNO3 легко осуществима:

Этот ряд мог бы считаться генетическим рядом элемента брома, если бы его завершили, например, так:

2. Вещества, образованные одним и тем же элементом, должны принадлежать к различным классам, т. е. отражать разные формы его существования.

3. Вещества, образующие генетический ряд одного элемента, должны быть связаны взаимопревращениями. По этому признаку можно различать полные и неполные генетические ряды.

Например, приведенный выше генетический ряд брома будет неполным, незавершенным. А вот следующий ряд:

уже можно рассматривать как полный: он начинается простым веществом бромом и им же заканчивается.

Обобщая сказанное выше, можно дать следующее определение генетического ряда:

генетическим называют ряд веществ — представителей разных классов, являющихся соединениями одного химического элемента, связанных взаимопревращениями и отражающих общность происхождения этих веществ или их генезис.

Генетическая связь — понятие более общее, чем генетический ряд, являющийся пусть и ярким, но частным проявлением этой связи, которая реализуется при любых взаимных превращениях веществ. Тогда, очевидно, под это определение подходит и первый приведенный в тексте параграфа ряд веществ.

Для характеристики генетической связи неорганических веществ мы рассмотрим три разновидности генетических рядов: генетический ряд элемента-металла, генетический ряд элемента-неметалла, генетический ряд элемента-металла, которому соответствуют амфотерные оксид и гидроксид.

I. Генетический рад элемента-металла. Наиболее богат веществами ряд металла, у которого проявляются разные степени окисления. В качестве примера рассмотрим генетический ряд железа со степенями окисления +2 и +3:

Напомним, что для окисления железа в хлорид железа (II) нужно взять более слабый окислитель, чем для получения хлорида железа (III):

II. Генетический ряд элемента-неметалла. Аналогично ряду металла более богат связями ряд неметалла с разными степенями окисления, например генетический ряд серы со степенями окисления +4 и +6:

Затруднение может вызвать лишь последний переход. Если вы выполняете задания такого типа, то руководствуйтесь правилом: чтобы получить простое вещество из окисленного соединения элемента, нужно взять для этой цели самое восстановленное его соединение, например летучее водородное соединение неметалла. В нашем примере:

По этой реакции в природе из вулканических газов образуется сера.

Аналогично для хлора:

III. Генетический ряд элемента-металла, которому соответствуют амфотерные оксид и гидроксид, очень богат связями, так как они проявляют в зависимости от условий то свойства кислоты, то свойства основания. Например, рассмотрим генетический ряд алюминия:

В органической химии также следует различать более общее понятие — «генетическая связь» и более частное понятие — «генетический ряд». Если основу генетического ряда в неорганической химии составляют вещества, образованные одним химическим элементом, то основу генетического ряда в органической химии (химии углеродных соединений) составляют вещества с одинаковым числом атомов углерода в молекуле. Рассмотрим генетический ряд органических веществ, в который включим наибольшее число классов соединений:

Каждой цифре соответствует определенное уравнение реакции:


Под определение генетического ряда не подходит последний переход — образуется продукт не с двумя, а с множеством углеродных атомов, но зато с его помощью наиболее многообразно представлены генетические связи. И наконец, приведем примеры генетической связи между классами органических и неорганических соединений, которые доказывают единство мира веществ, где нет деления на органические и неорганические вещества. Например, рассмотрим схему получения анилина — органического вещества из известняка — неорганического соединения:

Воспользуемся возможностью повторить названия реакций, соответствующих предложенным переходам:

    Обжиг известняка:


Восстановление оксида кальция в карбид:


Гидролиз карбида кальция:


Тримеризация ацетилена:


Нитрование бензола:

  • Восстановление нитробензола в анилин — реакция Н. Н. Зинина:

    • Вопросы и задания к § 23

    1. Запишите уравнения реакций, иллюстрирующих следующие переходы:



    Запишите уравнения реакций, иллюстрирующих следующие превращения:

  • При взаимодействии 12 г предельного одноатомного спирта с натрием выделилось 2,24 л водорода (н. у.). Найдите молекулярную формулу спирта и запишите формулы возможных изомеров.
  • Содержание крахмала в картофеле составляет 22%. Вычислите массу 80% -го этилового спирта, которую можно получить из 250 кг картофеля, если выход спирта составляет 80% от теоретически возможного.

    Генетическая связь органических соединений уравнения

    Органическая химия 10 класс. Ключевые слова конспекта: Генетическая связь между классами органических соединений

    Материальный мир, в котором мы живём и маленькой частичкой которого являемся, един и в то же время бесконечно разнообразен. Единство и многообразие химических веществ наиболее ярко проявляется в генетической связи веществ.

    Слово «генетический» произошло от греческого слова genesis — происхождение. Применительно к химии генетическую связь рассматривают как возможность получения соединений одного класса веществ из соединений другого класса.

    При изучении свойств органических соединений мы часто встречались с примерами взаимопревращений соединений различных классов. Так, с помощью реакции дегидрирования из алкана можно получить алкен, реакцией гидратации алкен превратить в спирт, спирт окислить до альдегида и далее до карбоновой кислоты и т. д. Получается целая цепь превращений веществ, которые объединяет одинаковое число атомов углерода в молекуле.

    Генетическая связь органических веществ изображена на схеме, в которой стрелками указаны возможные переходы, осуществляемые с помощью одной реакции (в одну стадию).

    Рассмотрим генетическую связь органических соединений на примере веществ различных классов, содержащих в молекулах два атома углерода.

    Ниже приведены уравнения шести реакций, которые иллюстрируют цепь превращений, изображённую на рисунке.

    Понятие «генетическая связь» не ограничивается только взаимопревращениями между классами органических соединений. Генетическая связь наблюдается также между веществами минеральными и органическими и может связывать вещества живой и неживой природы. Достаточно вспомнить фотосинтез, который детально изучается уже более двух веков. И хотя процессы фотосинтеза известны до мельчайших деталей, воспроизвести его учёные пока не могут. Это под силу только уникальному зелёному веществу — хлорофиллу.

    В результате фотосинтеза из двух неорганических веществ — углекислого газа и воды — образуется органическое соединение глюкоза и выделяется кислород:

    Знание генетической связи необходимо химикам для получения веществ с заданными свойствами. Генетическая связь между веществами разных классов позволяет представить себе миллионы незримых нитей, которыми связаны разнообразные вещества живой природы.

    Конспект урока по химии «Генетическая связь между классами органических соединений». В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 10 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:

    Генетическая связь между классами органических веществ

    Разделы: Химия

    Цели:

    • рассмотреть генетическую связь между типами углеводородов и классами органических соединений;
    • обобщить и систематизировать знания учащихся об углеводородах и их производных на основе сравнительной характеристики их свойств;
    • развивать логическое мышление, опираясь на химию углеводородов и их производных;
    • формировать навык самообразования учащихся.

    Задачи:

    • развивать у учащихся способность к целеполаганию, планированию своей деятельности на уроке;
    • развивать у учащихся логическое мышление (посредством установления генетической связи между разными классами углеводородов, выдвижения гипотез о химических свойствах незнакомых органических веществ);
    • развивать у учащихся способность к сравнению (на примере сравнения химических свойств углеводородов);
    • развивать информационно-познавательную компетентность учащихся;
    • развивать у учащихся химическую речь, способность аргументированно отвечать на вопросы,
    • развивать коммуникативные способности учащихся, воспитывать умение выслушивать ответы одноклассников.

    Тип урока:

    • по дидактической цели – совершенствование знаний,
    • по способу организации – обобщающий.

    Методы:

    • словесные (беседа);
    • практические – составление схем превращений и их выполнение;
    • выполнение самостоятельной работы.

    Оборудование:

    • компьютер,
    • мультимедийный проектор,
    • интерактивная доска.

    Учебно-методический комплект:

    • рабочие тетради для учащихся,
    • мини-справочники по органической химии (Автор: Н.Е. Дерябина)
    • Power Point – презентация,
    • Flash – мультимедиа.
    • видеофрагменты,
    • образовательный интернет-ресурс: http://school-collection.edu.ru/collection/

    Список литературы:

    1. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Настольная книга учителя химии 10 класс: учебное пособие для учителей и студентов старших курсов педагогических вузов. – М.: Блик и К0, 2001.
    2. Габриелян О.С., Маскаев Ф.Н., Пономарев С.Ю., Теренин В.И. Химия 10 класс: учебник для общеобразовательных учебных заведений. – М.: Дрофа, 2005.
    3. Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Органическая химия. 11 класс. Базовый уровень: Учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: ООО «ТИД «Русское слово» – РС», 2007.

    Учитель: Органическая химия – наука о жизненно-важных веществах. Углеводороды имеют большое значение для современных отраслей промышленности, техники, повседневной жизни людей. Эти вещества, как в индивидуальном состоянии, так и в виде природных смесей (газ, нефть, уголь), служат сырьем для производства десятка тысяч более сложных органических соединений, несут в наши дома тепло и свет.

    Мультимедиа-презентация

    В нашей жизни органические вещества занимают очень большое место. На сегодняшний день их насчитывается более 20 миллионов. Без них из обихода исчезли бы многие привычные вещи: изделия из пластмасс и резины, средства бытовой химии, косметика. Каждый день синтезируются все новые и новые вещества. Знать все обо всем невозможно. Но можно понять основные закономерности, которые применяются в превращении органических веществ.

    Большое значение имеют разработки наших русских ученых – Н.Д.Зелинского, В.В.Марковникова, Б.А.Казанского, М.Г.Кучерова.

    Учитель: Какие классы углеводородов вы знаете, называйте сразу с общей формулой.

    Таблица «Классификация веществ»

    Ответить на вопросы:

    Учитель: Чем отличаются по составу углеводороды разных типов?
    Учащиеся: Числом атомов водорода.
    Учитель: Какие реакции следует провести, чтобы из одного типа углеводородов получить другой?
    Учащиеся: Реакции гидрирования или дегидрирования. Так можно осуществить большинство переходов, однако, этот способ получения углеводородов не является универсальным. Стрелками в схеме указаны углеводороды, которые непосредственно можно превратить друг в друга одной реакцией.
    Учитель: Схематически это выглядит так:

    Задание: для закрепления изученного материала осуществите несколько цепочек превращения. Определите тип каждой реакции:

    Для иллюстрации сказанного предлагается осуществить несколько схем превращений (Приложение 2)

    Проверку делаем на интерактивной доске.

    Учитель: Вы знаете, что генетическая взаимосвязь существует не только между углеводородами, но и между их производными – кислородосодержащими органическими веществами, которые в промышленных масштабах получают из продуктов переработки нефти, газа и угля. Давайте выявим эту взаимосвязь на примере цепочек превращения:

    Далее учащиеся выполняют это превращение по алгоритму в рабочих тетрадях, на обычной доске или на интерактивной доске в «режиме белой доски».

    Работа учащегося на интерактивной доске. Это позволяет осуществить целенаправленный синтез заданных соединений, используя ряд необходимых химических реакций (цепь превращений)

    1) Сначала просматриваем весь фрагмент.
    2) Потом учитель останавливает кадр на определенном моменте, а учащиеся составляют превращение блоками – самостоятельно на доске.
    3) Когда превращение составлено, осуществляем его с помощью записи уравнений реакций по алгоритму действий.

    Задание: составить уравнения реакций, указать условия протекания и тип реакций.

    Работа учащихся на интерактивной доске.

    Вывод: Сегодня на уроке – на примере генетической связи органических веществ разных гомологических рядов мы увидели и доказали с помощью превращений – единство материального единства мира.

    Домашнее задание:

    1. Решить задачу: дано 2 моля этилового спирта. Сколько образуется

    • 1 ряд – грамм дибромэтана?
    • 2 ряд – литров углекислого газа?
    • 3 ряд – грамм этиленгликоля?

    2. Повторить темы по гомологии и изомерии: составить формулы одного и двух изомеров состава С4Н8О2.


    источники:

    http://uchitel.pro/%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F-%D1%81%D0%B2%D1%8F%D0%B7%D1%8C/

    http://urok.1sept.ru/articles/525203

    • © 2023 Русский язык. Привила написания. Наш первый проект тут и тут