Генетическая связь органических соединений уравнения реакций

Задание 4

Напишите уравнения химических реакций, подтверждающих генетическую связь между классами органических соединений в схеме 6. Результат обсудите с соседом по парте.

Алканы ⟶ Альдегиды

CH4

+

O2

кат. ⟶

+

H2O

Альдегиды ⟶ Карбоновые кислоты

+

Ag2O

t, аммиачный р-р ⟶

+

2Ag↓

Спирты ⟶ Альдегиды

CH3–CH2–OH

+

CuO

t ⟶

+

Cu

+

H2O

Альдегиды ⟶ Спирты

+

H2

t, кат. ⟶

CH3–CH2–OH

Спирты ⟶ Галогенпроизводные углеводороды

Галогенпроизводные углеводороды ⟶ Спирты

Алканы ⟶ Галогенпроизводные углеводороды

Галогенпроизводные углеводороды ⟶ Алканы

Алкены ⟶ Галогенпроизводные углеводороды

Галогенпроизводные углеводороды ⟶ Алкены

Генетическая связь органических соединений уравнения реакций

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:

§ 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:

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:

Вопросы и задания к § 23

1. Запишите уравнения реакций, иллюстрирующих следующие переходы:

Запишите уравнения реакций, иллюстрирующих следующие превращения: