Unterrichtsthema: „Klassifizierung und Nomenklatur organischer Verbindungen“. Das Ziel des Unterrichts: Entwicklung von Methodenwissen, sowie Wissen über Diversität und Differenz. Nomenklatur organischer Stoffe und ihrer Typen

KLASSIFIZIERUNG ORGANISCHER VERBINDUNGEN.

Ziele:

lehrreich– Studium der Klassifikation organischer Verbindungen, allgemeiner Formeln, funktioneller Gruppen.

Lehrreich- das Wissen der Schüler über die Hauptklassen organischer Verbindungen zu erweitern.

Lehrreich- Sprachkultur erziehen.

Erziehungsmittel: Poster "Hybridisierung von Elektronenwolken".

Unterrichtstyp: reproduktiv

Während des Unterrichts: 1) Organisatorischer Moment

2) Klassifizierung organischer Verbindungen

A) acyclische Verbindungen (enthalten keine geschlossenen Ketten);

B) carbocyclische Verbindungen (Zyklen enthalten);

C) heterocyclische Verbindungen (geschlossene Kette mit anderen Atomen).

Funktionelle Gruppe- eine Gruppe von Atomen, die die charakteristischsten chemischen Eigenschaften einer Substanz und ihre Zugehörigkeit zu einer bestimmten Klasse bestimmt.

Acyclische Verbindungen- organische Verbindungen, die aus normalen und verzweigten Ketten bestehen.

1. Alkane- Kohlenwasserstoffe, in deren Molekülen die Atome durch Einfachbindungen verbunden sind und der allgemeinen Formel entsprechen:

AUS n H 2 n +2

2. Alkene- Kohlenwasserstoffe, die eine Doppelbindung (=) im Molekül enthalten und der allgemeinen Formel entsprechen:

C n H 2 n

3. Alkadiene- Kohlenwasserstoffe, die zwei Doppelbindungen (=, =) im Molekül enthalten und der allgemeinen Formel entsprechen:

AUS n H 2 n -2

4.Alkine- Kohlenwasserstoffe, die eine Dreifachbindung im Molekül enthalten und der allgemeinen Formel entsprechen:

C n H 2 n -2

5. Halogenierte Kohlenwasserstoffe- organische Verbindungen, die neben Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen Halogenatome im Molekül enthalten:

R- G

6. Alkohole - Kohlenwasserstoffe mit einer funktionellen Gruppe von Alkoholen (-OH):

R – Oh

7. Aldehyde

8. Ketone- Kohlenwasserstoffe, die eine Carbonylgruppe enthalten und der allgemeinen Formel entsprechen:

R – C – R

9. Carbonsäuren- Kohlenwasserstoffe mit einer Carboxylgruppe:

Ö

R – C

Oh

10. Äther- das Produkt der Substitution eines Wasserstoffatoms in der Hydroxylgruppe von Alkoholen durch ein / im Rest

R – Ö – R

11. Ester– y / c mit einer Estergruppe

R – C

Ö - R

12. Nitroverbindungen- Ultraviolett mit einer Nitrogruppe (- NO 2)

13. Amine- Ultraviolett, das eine Aminogruppe enthält (-NH 2).

Hausaufgaben: Lernen Sie Klassen von organischen Verbindungen.

Diese Lektion führt Sie in das Thema "Klassifizierung organischer Verbindungen" ein. Das Wissen der Studierenden zu organischen Stoffen wird systematisiert, Kriterien zur Einordnung organischer Verbindungen werden ermittelt. Sie lernen, wie man ein Klassifizierungsschema für organische Substanzen erstellt, was das Skelett von Molekülen ist, wie Substanzen in Klassen und funktionelle Gruppen eingeteilt werden.

Thema: Einführung in die organische Chemie

Lektion: Klassifizierung organischer Verbindungen

1. Kriterien für die Einstufung organischer Stoffe

Klassifizierung der Zusammensetzung

Organische Verbindungen werden unterteilt Komposition auf der:

ü Kohlenwasserstoffe - Stoffe, die nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen;

Allerdings fallen dabei Stoffe mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften, wie zB Essigsäure, Zucker und Cellulose, in eine Gruppe von sauerstoffhaltigen Verbindungen.

Strukturklassifizierung

Reis. 1. Klassifizierung nach Struktur

Die Klassifizierung organischer Substanzen ist für Chemiker am nützlichsten. nach ihrer Struktur. Reis. 1. Innerhalb dieser Klassifikation gibt es Merkmale, die eine möglichst vollständige Charakterisierung von Stoffen ermöglichen.

2. Klassifizierung nach Art des Skeletts

Das erste Zeichen der Klassifizierung organische Verbindung nach Struktur - Art des molekularen Skeletts.

Ein Gerüst ist eine Abfolge von gebundenen Kohlenstoffatomen in einem Molekül, die Grundlage der Struktur einer organischen Verbindung.

Reis. 2. Sorten des Kohlenstoffskeletts

Zusätzlich zu Kohlenstoffatomen kann das Gerüst andere Atome umfassen, beispielsweise O, S, N, wenn sie mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen assoziiert sind.

Beispielsweise ist in Dimethylether CH3-O-CH3 das Sauerstoffatom im Skelett des Moleküls enthalten, in Ethanol CH3-CH2-OH jedoch nicht. Moleküle, deren Skelett neben Kohlenstoffatomen Atome anderer Elemente enthält, werden als heteroatomar ("hetero-" - lat. "anders") bezeichnet.

Das Skelett eines Moleküls kann unverzweigt – alle Kohlenstoffatome sind in Reihe geschaltet – und verzweigt sein. Die Kette von Kohlenstoffatomen kann geschlossen sein. Eine solche geschlossene Gruppe von Atomen wird als Zyklus bezeichnet. Daher ist das Skelett eines Moleküls entweder azyklisch (d. h. nicht zyklisch) oder zyklisch. Im Skelett werden primäre, sekundäre, tertiäre, quartäre Kohlenstoffatome unterschieden.

Primär bezeichnet ein Kohlenstoffatom, das nur an ein anderes Kohlenstoffatom gebunden ist, zweitrangig- mit zwei, Tertiär-- mit drei, und Quartär- mit vier weiteren Kohlenstoffatomen.

Reis. 3. Vorhandensein von Mehrfachbindungen und Benzolringen

3. Klassifizierung nach Vorhandensein von Mehrfachbindungen und Benzolringen

Das zweite Zeichen der Klassifizierung- das Vorhandensein (oder Fehlen) von Mehrfachbindungen und Benzolringen im Molekül. Organische Verbindungen, die nur einfache (Einfach-) Bindungen enthalten, werden genannt marginal oder gesättigt. Als Verbindungen werden Stoffe bezeichnet, die nicht nur einfache, sondern auch mehrfache (Doppel- oder Dreifach-) Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen enthalten ungesättigt oder ungesättigt. In ihren Molekülen gibt es weniger Wasserstoffatome pro Kohlenstoffatom als in gesättigten Verbindungen. Wenn der Stoff b Ensol-Ring, dann heißt es aromatisch Verbindung. Stoffe, die enthalten aromatische Gruppen sind nicht eingeschlossen, genannt aliphatisch. Manchmal finden Sie einen veralteten Namen für aliphatische Verbindungen - Verbindungen der Fettreihe.

Reis. 4. Klassifizierung durch das Vorhandensein funktioneller Gruppen

4. Klassifizierung durch das Vorhandensein funktioneller Gruppen

Das dritte Klassifizierungszeichen- das Vorhandensein (oder Fehlen) funktioneller Gruppen. Kohlenwasserstoffderivate entstehen, wenn ein Wasserstoffatom durch ein beliebiges ersetzt wird ein anderes Atom (Cl, Br) oder eine Gruppierung von Atomen (OH - Hydroxogruppe, NH2 - Aminogruppe usw.). Ein solches Atom oder eine Gruppierung von Atomen ist weitgehend bestimmen die Eigenschaften der Materie, weshalb viele von ihnen genannt werden funktionelle Gruppen. Entsprechend der Anzahl der funktionellen Gruppen in einem Molekül werden Substanzen in monofunktionelle, polyfunktionelle (mehrere identische Gruppen) und heterofunktionelle (unterschiedliche funktionelle Gruppen) eingeteilt.

Substanzen, die die gleichen funktionellen Gruppen und (oder) den gleichen Satz an Mehrfachbindungen haben, haben ähnliche Eigenschaften und werden daher als eine Klasse organischer Verbindungen klassifiziert. Zum Beispiel Substanzen, die enthalten OH-Gruppe, gehören zur Klasse Alkohole. CH3OH - Methylalkohol, C2H5OH - Ethylalkohol usw.

Auch Substanzen mit Mehrfachbindungen bilden Verbindungsklassen mit ähnlichen Eigenschaften. Verbindungen mit Doppelbindungen nennt man Alkene, solche mit Dreifachbindungen Alkine. Grenzkohlenwasserstoffe oder Alkane sind Verbindungen, die weder Mehrfachbindungen noch funktionelle Gruppen enthalten. Sie bilden auch eine eigene Klasse organischer Substanzen. Aromatische Kohlenwasserstoffe werden Arene genannt.

5. Homologische Reihe

Reihen von Stoffen mit ähnlichen Eigenschaften, die sich in ihrer Zusammensetzung durch eine oder mehrere CH2-Gruppen unterscheiden, nennt man homologe Reihen. Mitglieder homologer Reihen zueinander - Homologe. Tatsächlich bilden homologe Reihen Klassen organischer Verbindungen. Reis. 5.

Reis. 5. Beispiele homologer Reihen

Homologe haben die gleichen chemischen Eigenschaften.

6. Beispiele für die Klassifizierung verschiedener organischer Substanzen

Diese Lektion hat Sie in das Thema "Klassifizierung organischer Verbindungen" eingeführt. Das Wissen der Studierenden über organische Stoffe wurde systematisiert, Kriterien zur Einstufung organischer Verbindungen wurden ermittelt. Sie haben gelernt, wie man ein Klassifizierungsschema für organische Substanzen erstellt, was das Skelett von Molekülen ist, wie Substanzen in Klassen und funktionelle Gruppen eingeteilt werden.

Referenzliste

1. Rudzitis G. E. Chemie. Grundlagen der Allgemeinen Chemie. Klasse 10: Lehrbuch für Bildungseinrichtungen: Grundstufe / G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. - 14. Auflage. -M.: Bildung, 2012.

2. Chemie. 10. Klasse. Profilebene: Lehrbuch. für Allgemeinbildung Institutionen / V. V. Eremin, N. E. Kuzmenko, V. V. Lunin und andere - M .: Bustard, 2008. - 463 p.

3. Chemie. Klasse 11. Profilebene: Lehrbuch. für Allgemeinbildung Institutionen / V. V. Eremin, N. E. Kuzmenko, V. V. Lunin und andere - M.: Bustard, 2010. - 462 p.

4. Khomchenko G. P., Khomchenko I. G. Sammlung von Problemen in der Chemie für Universitätsstudenten. - 4. Aufl. - M.: RIA "New Wave": Verlag Umerenkov, 2012. - 278 p.

1. Interneturok. Ru.

2. Organische Chemie.

Hausaufgaben

1. Nr. 2, 3 (S. 22) Rudzitis G. E., Feldman F. G. Chemie: Organische Chemie. Klasse 10: Lehrbuch für Bildungseinrichtungen: Grundstufe / G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. - 14. Auflage. -M.: Bildung, 2012.

2. Zu welcher homologen Reihe gehört Anilin? Hat diese Verbindung funktionelle Gruppen?

3. Geben Sie ein Beispiel für die Klassifizierung von Stoffen nach Vorhandensein einer Mehrfachbindung.

Fixieren Sie das Material mit Hilfe von Simulatoren

Trainer 1 Trainer 2 Trainer 3

Thema: KLASSIFIZIERUNG ORGANISCHER STOFFE, GRUNDLAGEN DER NOMENKLATUR ORGANISCHER STOFFE

Unterrichtsziele:

lehrreich: Bilden Sie die Begriffe Isomerie, Strukturformel, Isomere. Die Prinzipien der Einteilung organischer Verbindungen nach der Struktur der Kohlenstoffkette und nach funktionellen Gruppen kennen lernen und auf dieser Grundlage einen ersten Überblick über die Hauptklassen organischer Verbindungen geben. Einen allgemeinen Überblick über die Grundprinzipien für die Bildung der Namen organischer Verbindungen nach der internationalen Nomenklatur geben.

lehrreich: Bildung eines wissenschaftlichen Weltbildes, Erziehung des Patriotismus am Beispiel von Butlerov.

Entwicklung: Die Fähigkeit der Schüler zu entwickeln, zu vergleichen, zu verallgemeinern und eine Analogie zu ziehen.

Unterrichtstyp: Kombinierter Unterricht

Managementmethoden:

Allgemeines: erklärend und veranschaulichend

Privatgelände: verbal-visuell

Beton: Gespräch

Ausrüstung: Klassifizierungsschema für organische Verbindungen

1. Organisatorischer Moment - 5 Minuten

2. Kontrolle der Hausaufgaben - 25 min

3.Erklärung und Festigung von neuem Material - 55 min

4. Hausaufgaben - 3 min

5. Die Ergebnisse der Lektion - 2 Minuten

1. Organisatorischer Moment: Grüße, Anwesenheitskontrolle.

2. Überprüfung der Hausaufgaben

? Was ist eine Sigma-Anleihe?

was ist die beziehung von pi?

Nennen Sie die Mechanismen des chemischen Bindungsbruchs

3. Erläuterung des neuen Materials:

In der letzten Lektion haben wir darüber gesprochen, wie groß die Zahl der bekannten organischen Verbindungen ist. Selbst ein erfahrener Chemiker kann in diesem grenzenlosen Ozean leicht ertrinken. Daher bemühen sich Wissenschaftler immer, jedes Set "in den Regalen" zu klassifizieren, um die Dinge in ihrer Wirtschaft in Ordnung zu bringen. Übrigens hindert es jeden von uns nicht daran, dies mit seinen Sachen zu tun, um jederzeit zu wissen, wo sich alles befindet.

Stoffe lassen sich nach verschiedenen Kriterien klassifizieren, zum Beispiel nach Zusammensetzung, Struktur, Eigenschaften, Anwendung – nach solch einem bekannten logischen Zeichensystem. Da die Zusammensetzung aller organischen Verbindungen Kohlenstoffatome enthält, kann das wichtigste Merkmal der Klassifizierung organischer Substanzen offensichtlich die Reihenfolge ihrer Verbindung sein, dh die Struktur. Auf dieser Grundlage werden alle organischen Substanzen in Gruppen eingeteilt, je nachdem, welches Rückgrat (Skelett) Kohlenstoffatome bildet, ob dieses Rückgrat noch andere Atome außer Kohlenstoff enthält.

Betrachten wir diese Klassifizierung anhand des folgenden Schemas genauer:

Kohlenstoffatome, die miteinander verbunden sind, können Ketten unterschiedlicher Länge bilden. Ist eine solche Kette nicht geschlossen, gehört der Stoff zur Gruppe azyklisch(nichtzyklische) Verbindungen. Eine geschlossene Kette von Kohlenstoffatomen ermöglicht es Ihnen, eine Substanz zu benennen zyklisch. Kohlenstoffatome in der Kette können sowohl durch einfache (Einfach-) als auch durch Doppel-, Dreifach- (Mehrfach-) Bindungen verbunden sein. Besitzt ein Molekül mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung, spricht man von unbegrenzt oder ungesättigt Andernfalls - begrenzend (gesättigt). Bilden nur Kohlenstoffatome eine geschlossene Kette eines zyklischen Stoffes, spricht man von carbozyklisch. Anstelle von einem oder mehreren Kohlenstoffatomen im Ring können jedoch auch Atome anderer Elemente wie Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel vorhanden sein. Sie werden manchmal gerufen Heteroatome und die Verbindung ist heterozyklisch. In der Gruppe der carbozyklischen Substanzen gibt es ein spezielles „Regal“, auf dem sich Substanzen mit einer speziellen Anordnung von Doppel- und Einfachbindungen im Kreislauf befinden. Eine solche Substanz ist Benzol. Benzol werden seine nächsten und entferntesten "Verwandten" genannt aromatisch Substanzen und die restlichen carbocyclischen Verbindungen - alicyclisch.

Die Klassifizierung basiert auf der Struktur des Moleküls.

Acyclische Verbindungen - Verbindungen mit einer offenen (offenen) Kette von Kohlenstoffatomen. Solche Verbindungen werden auch als aliphatische Verbindungen oder Fettverbindungen bezeichnet.

Verbindungen einschränken - Verbindungen mit Einfachbindungen.

Ungesättigte Verbindungen - Verbindungen, in denen Doppel- oder Dreifach(mehrfach)bindungen vorhanden sind.

Cyclische Verbindungen - Verbindungen, in denen Kohlenstoffatome Zyklen bilden, sind carbocyclisch und heterocyclisch.

Carbocyclisch - cyclische Verbindungen, die nur aus Kohlenstoffatomen bestehen, sind alicyclisch und aromatisch.

Heterocyclische Verbindungen - Kreisläufe, die neben Kohlenstoffatomen auch andere Atome umfassen - Heteroatome (Stickstoff, Schwefel, Sauerstoff)

Hauptklassen organischer Verbindungen

Kohlenwasserstoffe - die einfachsten organischen Verbindungen, die nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten. Sie sind gesättigt (Alkane), ungesättigt (Alkene, Alkine, Alkadiene usw.) und aromatisch (Arene).

Beim Ersetzen von Wasserstoffatomen in einem Kohlenwasserstoff durch andere Atome oder Atomgruppen -funktionelle Gruppen - Es entstehen zahlreiche Klassen organischer Verbindungen (Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Ester, Amine, Aminosäuren etc.).

Schreiben wir eine Tabelle:

Nomenklatur organischer Stoffe

Nomenklatur ist ein System von Namen verwendetin irgendeiner Wissenschaft.

Zu Beginn der Entwicklung der organischen Chemie gab es eine ganze Reihe bekannter Substanzen der belebten Natur. Die damaligen Wissenschaftler konnten es sich leisten, für jede Substanz einen eigenen Namen zu finden, der oft nicht einmal in ein Wort, sondern sogar in mehr als ein Wort passte. Solche Namen spiegelten meistens die Herkunft der Substanz oder ihre auffälligste Eigenschaft wider: Essigsäure, Bittermandelöl (Benzaldehyd), Glycerin (aus dem Griechischen - süß) , Formaldehyd (aus dem Lateinischen - Ameise). Solche Namen werden trivial genannt. Triviale Nomenklatur - Historische Namen. Sie werden in der Chemie häufig verwendet, um Substanzen mit einfacher Struktur zu bezeichnen. Mit der Anhäufung von experimentellem Material wurde deutlich, dass viele Substanzen ähnliche Eigenschaften haben, dh sie gehören zu derselben Gruppe (Klasse) von Verbindungen. Alle Substanzen dieser Klasse begannen, ähnliche Namen von Substanzen zu verteilen.

Die Zahl bekannter organischer Verbindungen wächst exponentiell. Für Chemiker aus verschiedenen Ländern wurde es schwierig, sich zu verständigen, da dieselben Substanzen unterschiedliche Namen hatten und ein Name mehrere Substanzen bedeutete. Es gab große Schwierigkeiten mit den Namen komplexer Moleküle. Um dieses Problem zu lösen, haben Chemiker aus allen Ländern, die Mitglieder der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) sind, ein spezielles Komitee gegründet, das die Grundlagen entwickelt hat das gleiche gilt für alle organischen Stoffe Nomenklatur. Diese Nomenklatur heißt internationale oder IUPAC-Nomenklatur.

Um es verwenden zu können, müssen Sie die Namen der ersten Vertreter der homologen Reihe gesättigter Kohlenwasserstoffe (von Ethan bis Decan) und einiger der einfachsten gesättigten Radikale (Methyl, Ethyl, Propyl) gut kennen.

Schreiben wir eine Tabelle:

Grundprinzipien der IUPAC-Nomenklatur

1. Grundlage der Stoffbezeichnung ist die Bezeichnung des GrenzwertesKohlenwasserstoff mit der gleichen Anzahl an Kohlenstoffatomen wie in der längsten Kette des acyclischen Moleküls.

Position von Substituenten, funktionellen Gruppen und VielfachenGlieder in der Hauptkette sind durch Zahlen gekennzeichnet.

Substituenten, funktionelle Gruppen und Mehrfachbindungen werden im Namen durch Präfixe (gleiche Präfixe, aber spezifische, chemische) und Suffixe gekennzeichnet.

Beim Schreiben des Namens werden alle Zahlen voneinander getrennt.einander mit Kommas und von Buchstaben mit Bindestrichen.

CH 3 - CH \u003d CH - CH 3 H 2 N - CH 2 - COOH

CH3-CH2-CH2-CH2_-CH3CH3-CH2-CH2-OH

CH3-CH2-NH2CH3-CH2-CH2-NO2

Betrachten Sie die Isomerie organischer Substanzen

? Was ist Isomerie?

Beispiel: CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 3 CH 3 - CH 2 (CH 3) - CH 2 - CH 3

3. Hausaufgaben:

LA Tsvetkov "Organische Chemie - 10" §3;

4. Ergebnisse: So haben wir uns heute mit der Klassifizierung, Nomenklatur und Isomerie organischer Substanzen vertraut gemacht. Unterrichtsnoten.

1. Klassifizierung organischer Verbindungen:

a) durch die Struktur des Kohlenstoffskeletts;

b) durch die Art der funktionellen Gruppen.

2. Nomenklatur organischer Verbindungen.

In der organischen Chemie sind die Fragen der Klassifikation und Nomenklatur besonders relevant, weil Die Untersuchungsobjekte sind Millionen von Verbindungen. Organische Verbindungen lassen sich nach verschiedenen Kriterien klassifizieren, beispielsweise nach Zusammensetzung, Struktur, Eigenschaften und Anwendung. Die wichtigsten Merkmale der Klassifizierung organischer Verbindungen sind jedoch die Struktur des Kohlenstoffgerüsts des Moleküls und das Vorhandensein funktioneller Gruppen in seiner Zusammensetzung.

Die Ausgangsverbindungen in der organischen Chemie sind Kohlenwasserstoffe.

Entsprechend der Art der funktionellen Gruppen werden organische Verbindungen in Klassen eingeteilt. Alle Klassen organischer Verbindungen sind miteinander verbunden. Der Übergang von einer Verbindungsklasse zur anderen erfolgt hauptsächlich aufgrund der Umwandlung funktioneller Gruppen ohne Veränderung des Kohlenstoffgerüsts.

Verbindungen ähnlicher Struktur, die sich aber in ihrer Zusammensetzung durch einen homologen Unterschied (CH 2) unterscheiden, werden als Homologe bezeichnet. Homologe, die in aufsteigender Reihenfolge ihres Molekulargewichts angeordnet sind, bilden eine homologe Reihe. Die Zusammensetzung der Moleküle aller Mitglieder der homologen Reihe kann durch eine allgemeine Formel ausgedrückt werden. Die Formel jedes nachfolgenden Homologs kann durch Addieren des homologen Unterschieds zur Formel der vorherigen Verbindung erhalten werden. Homologische Reihen können für alle Klassen organischer Verbindungen erstellt werden. Kennt man die Eigenschaften eines der Mitglieder der homologen Reihe, kann man Rückschlüsse auf die Eigenschaften anderer Vertreter derselben Reihe ziehen.

Klassifizierung organischer Verbindungen:

1. durch die Struktur des Kohlenstoffskeletts

organische Verbindungen

Azyklisch (aliphatisch)