خانه / گال/ موضوع درس: «طبقه بندی و نامگذاری ترکیبات آلی». هدف درس: توسعه دانش روش شناختی و همچنین دانش در مورد تنوع و تفاوت. نامگذاری مواد آلی و انواع آن

موضوع درس: "طبقه بندی و نامگذاری ترکیبات آلی". هدف درس: توسعه دانش روش شناختی و همچنین دانش در مورد تنوع و تفاوت. نامگذاری مواد آلی و انواع آن

طبقه بندی ترکیبات آلی.

اهداف:

آموزشی- مطالعه طبقه بندی ترکیبات آلی، فرمول های عمومی، گروه های عاملی.

آموزشی- توسعه دانش دانش آموزان در مورد کلاس های اصلی ترکیبات آلی.

آموزشی- آموزش فرهنگ گفتار

وسایل آموزشی:پوستر "هیبریداسیون ابرهای الکترونی".

نوع درس:تولید مثلی

در طول کلاس ها: 1) لحظه سازمانی

2) طبقه بندی ترکیبات آلی

الف) ترکیبات غیر حلقوی (شامل زنجیره های بسته نیستند).

ب) ترکیبات کربوسیکلیک (شامل چرخه ها)؛

ج) ترکیبات هتروسیکلیک (زنجیره بسته با اتم های دیگر).

گروه عملکردی- گروهی از اتم ها که مشخصه ترین خواص شیمیایی یک ماده و تعلق آن به یک طبقه خاص را تعیین می کند.

ترکیبات غیر حلقوی- ترکیبات آلی متشکل از زنجیره های معمولی و منشعب.

1. آلکان ها- هیدروکربن ها، در مولکول های آنها اتم ها با پیوندهای منفرد و مطابق با فرمول کلی هستند:

با n اچ 2 n +2

2. آلکن ها- هیدروکربن های حاوی یک پیوند دوگانه (=) در مولکول و مطابق با فرمول کلی:

سی n اچ 2 n

3. آلکادیین ها- هیدروکربن های حاوی دو پیوند دوگانه (=، =) در مولکول و مطابق با فرمول کلی:

با n اچ 2 n -2

4-آلکین ها- هیدروکربن های حاوی یک پیوند سه گانه در مولکول و مطابق با فرمول کلی:

سی n اچ 2 n -2

5. هیدروکربن های هالوژنه- ترکیبات آلی موجود در مولکول، علاوه بر اتم های کربن و هیدروژن، اتم های هالوژن:

آر- جی

6. الکل ها -هیدروکربن های حاوی یک گروه عاملی از الکل ها (-OH):

آر – اوه

7. آلدهیدها

8. کتون ها- هیدروکربن های حاوی یک گروه کربونیل و مطابق با فرمول کلی:

آر – سی – آر

9. اسیدهای کربوکسیلیک- هیدروکربن های حاوی یک گروه کربوکسیل:

آر – سی

اوه

10. اترها- محصول جایگزینی یک اتم هیدروژن در گروه هیدروکسیل الکل ها توسط a / در رادیکال

آر – O – آر

11. استرها- y / c حاوی یک گروه استر

آر – سی

O - آر

12. ترکیبات نیترو- اشعه ماوراء بنفش حاوی یک گروه نیترو (-NO 2)

13. آمین ها- اشعه ماوراء بنفش حاوی یک گروه آمینه (- NH 2).

مشق شب:کلاس های ترکیبات آلی را یاد بگیرید.

این درس شما را با مبحث "طبقه بندی ترکیبات آلی" آشنا می کند. دانش دانش آموزان از مواد آلی سیستماتیک می شود، معیارهای طبقه بندی ترکیبات آلی تعیین می شود. شما در مورد ترسیم یک طرح طبقه بندی برای مواد آلی، اسکلت مولکول ها، نحوه طبقه بندی مواد به کلاس ها و گروه های عملکردی خواهید آموخت.

موضوع: مقدمه ای بر شیمی آلی

درس: طبقه بندی ترکیبات آلی

1. معیارهای طبقه بندی مواد آلی

طبقه بندی ترکیب

ترکیبات آلی تقسیم بندی می شوند ترکیب بندیدر:

ü هیدروکربن ها - موادی که فقط از کربن و هیدروژن تشکیل شده اند.

با این حال، در این مورد، مواد با خواص بسیار متفاوت، مانند، به عنوان مثال، اسید استیک، قند و سلولز، در یک گروه از ترکیبات حاوی اکسیژن قرار می گیرند.

طبقه بندی ساختار

برنج. 1. طبقه بندی بر اساس ساختار

طبقه بندی مواد آلی برای شیمیدانان بسیار مفید است. با توجه به ساختار آنها. برنج. 1. در این طبقه بندی، ویژگی هایی وجود دارد که امکان توصیف کامل ترین مواد را فراهم می کند.

2. طبقه بندی بر اساس نوع اسکلت

اولین نشانه طبقه بندیترکیب آلی بر اساس ساختار - نوع اسکلت مولکولی.

اسکلت دنباله ای از اتم های کربن پیوند خورده در یک مولکول است که اساس ساختار یک ترکیب آلی است.

برنج. 2. انواع اسکلت کربن

علاوه بر اتم های کربن، اسکلت ممکن است شامل اتم های دیگری نیز باشد، به عنوان مثال، O، S، N، اگر حداقل با دو اتم کربن مرتبط باشند.

به عنوان مثال، در دی متیل اتر CH3-O-CH3، اتم اکسیژن در اسکلت مولکول قرار دارد، اما در اتانول CH3-CH2-OH اینطور نیست. مولکول هایی که اسکلت آنها، علاوه بر اتم های کربن، شامل اتم های عناصر دیگر نیز می شود، هترواتمی ("hetero-" - lat. "متفاوت") نامیده می شوند.

اسکلت یک مولکول می تواند بدون انشعاب - تمام اتم های کربن به صورت سری به هم متصل شده اند - و منشعب شود. زنجیره اتم های کربن را می توان بسته کرد. چنین گروه بسته ای از اتم ها چرخه نامیده می شود. بنابراین، اسکلت یک مولکول یا غیر حلقوی (یعنی نه حلقوی) یا حلقوی است. در اسکلت، اتم های کربن اولیه، ثانویه، سوم، چهارتایی متمایز می شوند.

اولیهاتم کربن نامیده می شود که فقط به یک اتم کربن دیگر پیوند دارد، ثانوی- با دو، درجه سوم- با سه، و کواترنر- با چهار اتم کربن دیگر.

برنج. 3. وجود پیوندهای متعدد و حلقه های بنزن

3. طبقه بندی با وجود پیوندهای متعدد و حلقه های بنزن

دومین نشانه طبقه بندی- وجود (یا عدم وجود) پیوندهای متعدد و حلقه های بنزن در مولکول. ترکیبات آلی حاوی پیوندهای ساده (تک) نامیده می شوند حاشیه ای یا اشباع شده. موادی که نه تنها حاوی پیوندهای ساده، بلکه دارای پیوندهای متعدد (دو یا سه گانه) بین اتم های کربن هستند، نامیده می شوند. غیر اشباع یا غیر اشباع. اتم های هیدروژن کمتری در هر اتم کربن در مولکول های آنها نسبت به ترکیبات اشباع شده وجود دارد. اگر ماده حاوی b حلقه انسول، سپس نامیده می شود معطرارتباط. موادی که حاوی گروه های معطر شامل نمی شوند، تماس گرفت آلیفاتیکگاهی اوقات می توانید یک نام قدیمی برای ترکیبات آلیفاتیک - ترکیبات سری چربی پیدا کنید.

برنج. 4. طبقه بندی با حضور گروه های عاملی

4. طبقه بندی با حضور گروه های عاملی

سومین نشانه طبقه بندی- وجود (یا عدم وجود) گروه های عملکردی. مشتقات هیدروکربنی زمانی تشکیل می شوند که یک اتم هیدروژن با یک اتم جایگزین شود اتم دیگری (Cl، Br) یا گروهی از اتم ها (OH - گروه هیدروکسو، NH2 - گروه آمینه، و غیره).چنین اتم یا گروه بندی اتم ها تا حد زیادی است مشخص کردن خواص ماده، به همین دلیل است که بسیاری از آنها نامیده می شوند گروه های عاملی. با توجه به تعداد گروه های عاملی در یک مولکول، مواد به تک عاملی، چند عاملی (چند گروه یکسان) و ناهمکارکردی (گروه های عملکردی مختلف) تقسیم می شوند.

موادی که دارای گروه های عاملی یکسان و (یا) مجموعه یکسانی از پیوندهای متعدد هستند، خواص مشابهی دارند، بنابراین به عنوان یک دسته از ترکیبات آلی طبقه بندی می شوند. به عنوان مثال، مواد حاوی گروه OH، متعلق به کلاس است الکل ها CH3OH - متیل الکل، C2H5OH - اتیل الکل و غیره.

مواد حاوی پیوندهای متعدد نیز کلاس هایی از ترکیبات با خواص مشابه را تشکیل می دهند. ترکیبات دارای پیوند دوگانه آلکن نامیده می شوند و ترکیبات دارای پیوند سه گانه آلکین نامیده می شوند. هیدروکربن های محدود یا آلکان ها ترکیباتی هستند که دارای پیوندهای متعدد یا گروه های عاملی نیستند. آنها همچنین یک کلاس جداگانه از مواد آلی را تشکیل می دهند. هیدروکربن های معطر آرن نامیده می شوند.

5. سری همولوژیک

مجموعه ای از مواد با خواص مشابه که ترکیب آنها با یک یا چند گروه CH2- متفاوت است، سری همولوگ نامیده می شوند. اعضای مجموعه های همولوگ نسبت به یکدیگر - همولوگ ها. در واقع سری های همولوگ کلاس هایی از ترکیبات آلی را تشکیل می دهند. برنج. 5.

برنج. 5. نمونه هایی از سری های همولوگ

هومولوگ ها خواص شیمیایی یکسانی دارند.

6. نمونه هایی از طبقه بندی مواد آلی مختلف

این درس شما را با مبحث "طبقه بندی ترکیبات آلی" آشنا کرد. دانش دانش آموزان در مورد مواد آلی سیستماتیک شد، معیارهای طبقه بندی ترکیبات آلی تعیین شد. شما در مورد ترسیم یک طرح طبقه بندی برای مواد آلی، اسکلت مولکول ها، نحوه طبقه بندی مواد به کلاس ها و گروه های عملکردی یاد گرفتید.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Rudzitis G. E. شیمی. مبانی شیمی عمومی. کلاس 10: کتاب درسی برای موسسات آموزشی: سطح پایه / G. E. Rudzitis، F. G. Feldman. - چاپ چهاردهم. - م.: آموزش و پرورش، 2012.

2. شیمی. پایه 10. سطح مشخصات: کتاب درسی. برای آموزش عمومی موسسات / V. V. Eremin، N. E. Kuzmenko، V. V. Lunin و دیگران - M .: Bustard، 2008. - 463 p.

3. شیمی. درجه 11. سطح مشخصات: کتاب درسی. برای آموزش عمومی نهادها / V. V. Eremin، N. E. Kuzmenko، V. V. Lunin و دیگران - M.: Bustard، 2010. - 462 p.

4. Khomchenko G. P., Khomchenko I. G. مجموعه مسائل در شیمی برای دانشجویان دانشگاه. - ویرایش چهارم - M.: RIA "موج جدید": ناشر Umerenkov، 2012. - 278 ص.

1. Interneturok. ru.

2. شیمی آلی.

مشق شب

1. شماره 2، 3 (ص 22) Rudzitis G. E., Feldman F. G. Chemistry: Organic chemistry. کلاس 10: کتاب درسی برای موسسات آموزشی: سطح پایه / G. E. Rudzitis، F. G. Feldman. - چاپ چهاردهم. - م.: آموزش و پرورش، 2012.

2. آنیلین متعلق به کدام سری همولوگ است؟ آیا این ترکیب دارای گروه های عاملی است؟

3. یک مثال از طبقه بندی مواد با وجود یک پیوند چندگانه بیاورید.

با کمک شبیه سازها مواد را ثابت کنید

ترینر 1 ترینر 2 ترینر 3

موضوع: طبقه بندی مواد آلی، اساس نامگذاری ترکیبات آلی

اهداف درس:

آموزشی:مفاهیم ایزومر، فرمول ساختاری، ایزومرها را تشکیل دهید. آشنایی با اصول طبقه‌بندی ترکیبات آلی بر اساس ساختار زنجیره کربنی و بر اساس گروه‌های عاملی و بر این اساس یک نگاه اولیه به کلاس‌های اصلی ترکیبات آلی. ارائه یک ایده کلی از اصول اساسی برای تشکیل نام ترکیبات آلی با توجه به نامگذاری بین المللی.

آموزشی:شکل گیری یک تصویر علمی از جهان، آموزش حس میهن پرستی به عنوان مثال باتلروف.

در حال توسعه:برای توسعه توانایی دانش آموزان برای مقایسه، تعمیم، ترسیم قیاس.

نوع درس: درس ترکیبی

روش های مدیریت:

عمومی:توضیحی و گویا

خصوصی: کلامی-تصویری

خاص: گفتگو

تجهیزات: طرح طبقه بندی ترکیبات آلی

طرح

1. لحظه سازمانی - 5 دقیقه

2. بررسی تکالیف - 25 دقیقه

3. توضیح و تلفیق مواد جدید - 55 دقیقه

4. تکالیف - 3 دقیقه

5. نتایج درس - 2 دقیقه

در طول کلاس ها

1. لحظه سازمانی:با سلام، بررسی حضور و غیاب.

2. بررسی تکالیف

? باند سیگما چیست؟

رابطه پی چیست؟

مکانیسم های شکستن پیوندهای شیمیایی را نام ببرید

3. توضیح مطالب جدید:

طبقه بندی مواد آلی

در آخرین درس، در مورد اینکه تعداد ترکیبات آلی شناخته شده چقدر زیاد است صحبت کردیم. حتی یک شیمیدان با تجربه هم می تواند به راحتی در این اقیانوس بی کران غرق شود. بنابراین، دانشمندان همیشه در تلاش هستند تا هر مجموعه ای را "در قفسه ها" طبقه بندی کنند، تا همه چیز را در اقتصاد خود نظم دهند. به هر حال، این مانع از این نمی شود که هر یک از ما با چیزهای خود این کار را انجام دهیم تا هر لحظه بدانیم همه چیز کجاست.

مواد را می توان بر اساس معیارهای مختلفی طبقه بندی کرد، به عنوان مثال، بر اساس ترکیب، ساختار، خواص، کاربرد - با توجه به چنین سیستم منطقی آشنا از علائم. از آنجایی که ترکیب همه ترکیبات آلی شامل اتم های کربن است، بنابراین، بدیهی است که ترتیب اتصال آنها، یعنی ساختار، می تواند به عنوان مهمترین ویژگی طبقه بندی مواد آلی باشد. بر این اساس، همه مواد آلی بسته به اینکه کدام ستون فقرات (اسکلت) اتم های کربن را تشکیل می دهند، به گروه هایی تقسیم می شوند، چه این ستون فقرات شامل اتم های دیگری به جز کربن باشد.

بیایید با استفاده از طرح زیر به این طبقه بندی با جزئیات بیشتری نگاه کنیم:

اتم های کربن با اتصال به یکدیگر می توانند زنجیره هایی با طول های مختلف تشکیل دهند. اگر چنین زنجیره ای بسته نباشد، ماده متعلق به گروه است غیر حلقویترکیبات (غیر حلقوی) یک زنجیره بسته از اتم های کربن به شما امکان می دهد یک ماده را نام ببرید چرخه ایاتم های کربن در زنجیره را می توان هم با پیوندهای ساده (تک) و هم دو، سه گانه (چندین) به هم متصل کرد. اگر یک مولکول حداقل یک پیوند کربن-کربن چندگانه داشته باشد، به آن می گویند نامحدودیا غیر اشباعدر غیر این صورت - محدود کننده (اشباع شده).اگر فقط اتم های کربن یک زنجیره بسته از یک ماده حلقوی را تشکیل دهند، نامیده می شود کربوسیکلیکبا این حال، به جای یک یا چند اتم کربن در چرخه، ممکن است اتم های عناصر دیگر مانند نیتروژن، اکسیژن، گوگرد وجود داشته باشد. آنها گاهی اوقات نامیده می شوند هترواتم هاو اتصال است هتروسیکلیکدر گروه مواد کربوسیکلیک یک "قفسه" ویژه وجود دارد که در آن مواد با آرایش خاصی از پیوندهای دوگانه و منفرد در چرخه قرار دارند. یکی از این مواد بنزن است. بنزن، نزدیکترین و دورترین "بستگان" آن نامیده می شود معطرمواد و ترکیبات کربوسیکلیک باقی مانده - alicyclic

طبقه بندی بر اساس ساختار مولکول است.

ترکیبات غیر حلقوی - ترکیباتی با زنجیره باز (باز) از اتم های کربن. به چنین ترکیباتی به عنوان ترکیبات آلیفاتیک یا ترکیبات چرب نیز گفته می شود.

اتصالات را محدود کنید - ترکیبات حاوی پیوندهای منفرد.

ترکیبات غیر اشباع - ترکیباتی که در آنها پیوندهای دوتایی یا سه گانه (چند گانه) وجود دارد.

ترکیبات حلقوی - ترکیباتی که در آنها اتم های کربن چرخه تشکیل می دهند، کربوسیکلیک و هتروسیکلیک هستند.

کربوسیکلیک - ترکیبات حلقوی که فقط توسط اتم های کربن تشکیل می شوند، آلی حلقوی و معطر هستند.

ترکیبات هتروسیکلیک - چرخه هایی که علاوه بر اتم های کربن شامل اتم های دیگر - هترواتم ها (نیتروژن، گوگرد، اکسیژن) نیز می شود.

کلاس های اصلی ترکیبات آلی

هیدروکربن ها - ساده ترین ترکیبات آلی که فقط کربن و هیدروژن را شامل می شود. آنها اشباع (آلکان ها)، غیر اشباع (آلکن ها، آلکین ها، آلکادین ها و غیره) و معطر (آرن ها) هستند.

هنگام جایگزینی اتم های هیدروژن در یک هیدروکربن با سایر اتم ها یا گروه های اتم -گروه های عاملی - کلاس های متعددی از ترکیبات آلی تشکیل می شود (الکل ها، آلدئیدها، کتون ها، اسیدهای کربوکسیلیک، استرها، آمین ها، اسیدهای آمینه و غیره).

بیایید یک جدول بنویسیم:

کلاس اتصال	گروه عملکردی	نام گروه عملکردی	نمونه ای از اتصال این کلاس
کلاس اتصال	گروه عملکردی	نام گروه عملکردی		نام
		هیدروکسیل		متانول (متیل الکل)
		هیدروکسیل
آلدهیدها		کربونیل		متانال (فرمالدئید)
		کربونیل	CH 3 -C (= O) -CH 3	پروپانون-2 (استون)
اسیدهای کربوکسیلیک		کربوکسیل		اسید اتانوئیک (اسید استیک)
	X (X=Cl، Br، F، I)	هالوژن		کلرومتان
		گروه آمینو		اتیلامین
		آمیدوگروپ		استامید
ترکیبات نیترو		گروه نیترو		نیترواتان
آمینو اسید	COOH و - NH 2	گروه های کربوکسیل و آمینو		اسید آمینه استیک (گلیسین)

نامگذاری مواد آلی

نامگذاری سیستمی از نام های مورد استفاده استدر هر علمی

در طلوع توسعه شیمی آلی، تعداد کمی از مواد شناخته شده از طبیعت زنده وجود داشت. دانشمندان آن زمان می توانستند نام خود را برای هر ماده بیابند، که اغلب حتی در یک کلمه و حتی بیش از یک کلمه قرار نمی گرفت. چنین نام هایی اغلب منشا ماده یا برجسته ترین خاصیت آن را منعکس می کنند: اسید استیک، روغن بادام تلخ (بنزالدئید)، گلیسیرین (از یونانی - شیرین) , فرمالدئید (از لاتین - مورچه). چنین نام هایی را بی اهمیت می نامند. نامگذاری بی اهمیت - نام های تاریخیآنها به طور گسترده در شیمی برای تعیین مواد با ساختار ساده استفاده می شوند. با تجمع مواد آزمایشی، مشخص شد که بسیاری از مواد دارای خواص مشابه هستند، یعنی به یک گروه (کلاس) از ترکیبات تعلق دارند. همه مواد این طبقه شروع به توزیع نام های مشابه مواد کردند.

تعداد ترکیبات آلی شناخته شده به طور تصاعدی در حال افزایش است. برقراری ارتباط برای شیمیدانان کشورهای مختلف دشوار شد، زیرا همان مواد نامهای متفاوتی داشتند و یک نام به معنای چندین ماده بود. مشکلات زیادی با نام مولکول های پیچیده وجود داشت. برای حل این مشکل، شیمیدانان از همه کشورهای عضو اتحادیه بین المللی شیمی محض و کاربردی (IUPAC) کمیته ویژه ای ایجاد کردند که پایه ها را توسعه داد. برای همه مواد آلی یکسان استنامگذاری این نامگذاری نامیده می شود نامگذاری بین المللی یا IUPAC

برای اینکه بتوانید از آن استفاده کنید، باید نام اولین نمایندگان سری همولوگ هیدروکربن های اشباع (از اتان تا دکان) و چندین رادیکال اشباع ساده (متیل، اتیل، پروپیل) را به خوبی بدانید.

بیایید یک جدول بنویسیم:

نام آلکان ها و جایگزین های آلکیل

اصول اساسی نامگذاری IUPAC

1. اساس اسم ماده اسم حد استهفتمین هیدروکربن با همان تعداد اتم کربن در طولانی ترین زنجیره مولکول غیر حلقوی.

موقعیت جانشین، گروه های عاملی و مضربپیوندهای زنجیره اصلی با اعداد نشان داده می شوند.

جایگزین ها، گروه های عاملی و پیوندهای متعدد در نام با استفاده از پیشوندها (پیوندهای مشابه، اما خاص، شیمیایی) و پسوندها نشان داده می شوند.

هنگام نوشتن نام، همه اعداد از یکدیگر جدا می شوند.یکدیگر را با کاما و از حروف با خط تیره.

? ورزش : مشخص کنید که ترکیبات متعلق به کدام کلاس هستند و نام ببرید

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

CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 2 _ - CH 3 CH 3 - CH 2 - CH 2 - OH

CH 3 - CH 2 - NH 2 CH 3 - CH 2 - CH 2 - NO 2

ایزومری مواد آلی را در نظر بگیرید

? ایزومریسم چیست؟

مثال: CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 3 CH 3 - CH 2 (CH 3) - CH 2 - CH 3

3. تکالیف:

L.A. Tsvetkov "شیمی آلی - 10" §3;

4. نتایج:بنابراین، امروز با طبقه بندی، نامگذاری و ایزومریسم مواد آلی آشنا شدیم. نمرات درسی

1. طبقه بندی ترکیبات آلی:

الف) با ساختار اسکلت کربنی؛

ب) بر اساس ماهیت گروه های عاملی.

2. نامگذاری ترکیبات آلی.

در شیمی آلی، مسائل طبقه بندی و نامگذاری به ویژه مرتبط است، زیرا موضوعات مورد مطالعه میلیون ها ترکیب هستند. ترکیبات آلی را می توان بر اساس معیارهای مختلفی طبقه بندی کرد، به عنوان مثال، ترکیب، ساختار، خواص و کاربرد. با این حال، مهم ترین ویژگی های طبقه بندی ترکیبات آلی، ساختار اسکلت کربنی مولکول و وجود گروه های عاملی در ترکیب آن است.

ترکیبات اصلی در شیمی آلی هیدروکربن ها هستند.

با توجه به ماهیت گروه های عاملی، ترکیبات آلی به کلاس هایی تقسیم می شوند. تمام کلاس های ترکیبات آلی به هم مرتبط هستند. انتقال از یک دسته از ترکیبات به دسته دیگر عمدتاً به دلیل تبدیل گروه های عاملی بدون تغییر اسکلت کربن انجام می شود.

ترکیباتی با ساختار مشابه، اما از نظر ترکیب با اختلاف همولوگ (CH 2) متفاوت هستند، همولوگ نامیده می شوند. همولوگ هایی که به ترتیب صعودی وزن مولکولی خود مرتب شده اند یک سری همولوگ را تشکیل می دهند. ترکیب مولکول های تمام اعضای سری همولوگ را می توان با یک فرمول کلی بیان کرد. فرمول هر همولوگ بعدی را می توان با اضافه کردن تفاوت همولوگ به فرمول ترکیب قبلی بدست آورد. سری های همولوژیکی را می توان برای تمام کلاس های ترکیبات آلی ساخت. با دانستن خواص یکی از اعضای سری همولوگ، می توان در مورد خواص سایر نمایندگان همان سری نتیجه گیری کرد.

طبقه بندی ترکیبات آلی:

1. توسط ساختار اسکلت کربن

ترکیبات آلی

غیر حلقوی (آلیفاتیک)

چرخه ای

حد

(اشباع شده)

کربوسیکلیک

(دوره ها فقط شامل

اتم های کربن)

هتروسیکلیک

(چرخه ها شامل هر دو می شود

اتم های کربن، بنابراین

و اتم های دیگر: S، N، O، و غیره)

نامحدود

(اشباع نشده)

alicyclic

غیر معطر

معطر

2. بر اساس ماهیت گروه های عملکردی.

مولکول های مشتقات هیدروکربن ها حاوی گروه های عاملی هستند، به عنوان مثال. اتم ها یا گروه هایی از اتم ها که ویژگی های ترکیب و تعلق آن به یک کلاس خاص را تعیین می کنند. مهم ترین گروه های عاملی و کلاس های ترکیبات آلی در جدول 2 ارائه شده است.

جدول 2.

کلاس های اصلی ترکیبات آلی

گروه عملکردی	فرمول کلی	کلاس اتصال
غایب است	R-H یا Ar-H	هیدروکربن ها
کربوکسیل		اسیدهای کربوکسیلیک
آلکوکسی کربونیل		استرها
کربونیل	R-CH=O یا R2 C=O	آلدهیدها و کتون ها
هیدروکسیل	R-OH یا Ar-OH	الکل ها و فنل ها
سولفیدریل
		اسیدهای سولفونیک
	R-NH 2، R 2 NH، R 3 N
آلکوکسی		اترها
		ترکیبات نیترو
هالوژن: F، CI، Br، J (HaI)		مشتقات هالوژن

دگرگونی های شیمیایی اصلی شامل ترکیبات آلی از طریق پیوند C-PG انجام می شود.

ترکیباتی که حاوی یک گروه عاملی هستند، در صورتی که چندین ترکیب چند عملکردی باشند (پلی به معنای "تعدادی") هستند، تک عاملی نامیده می شوند. ترکیباتی که حاوی گروه های عملکردی مختلف هستند، ناهمکار نامیده می شوند ("hetero" - در لاتین به معنای "متفاوت").

در حال حاضر، نامگذاری سیستماتیک (جایگزین و رادیکال-عملکردی) به طور کلی در شیمی آلی پذیرفته شده است. توسعه یافته اتحادیه ی بین المللی شیمی محض و کاربردی ( IUPAC). در کنار آن، نامگذاری های پیش پا افتاده و عقلانی حفظ شده و مورد استفاده قرار گرفته است.

نامگذاری بی اهمیت متشکل از نام‌های تاریخی است که ترکیب و ساختار ماده را منعکس نمی‌کنند. آنها تصادفی هستند و منعکس کننده منبع طبیعی ماده (اسید لاکتیک، اسید سیتریک)، خواص مشخصه (گلیسرول)، روش تهیه (اسید پیروویک، پیرول)، نام کاشف (کتون میشلر، معرف گریگنارد)، زمینه کاربرد هستند. (اسید اسکوربیک) و غیره د. مزیت نام‌های بی‌اهمیت مختصر بودن آنهاست، بنابراین استفاده از برخی از آنها توسط قوانین IUPAC مجاز است.

نامگذاری منطقی ساختار اتصال نامیده شده را در نظر می گیرد. نام ها از اولین اعضای سری همولوگ (متان، اتیلن، استیلن، متیل الکل - کربینول و غیره) تشکیل شده اند که در آن یک یا چند اتم هیدروژن با اتم ها یا گروه های اتم دیگر جایگزین می شود:

CH 3 - CH– CH 2 – CH 3 CH 3 – CH=CH-C 2 H 5

دی متیل اتیل متان متیل اتیلن

نامگذاری IUPAC علمی است و منعکس کننده ترکیب، ساختار شیمیایی و فضایی ترکیب است. نام ترکیب با استفاده از یک کلمه مرکب بیان می شود که اجزای تشکیل دهنده آن عناصر ساختاری خاصی از مولکول ماده را منعکس می کند.

نام ترکیب یک کلمه مرکب است که ریشه آن شامل نام ساختار یا پایه اصلی (سیستماتیک - متان، اتان و غیره، بی اهمیت - بنزن، فنل و غیره)، پیشوندها و پسوندهای مشخص کننده عدد و ماهیت جانشین ها، درجه اشباع نشدن

جدول 3

سری همولوگ آلکان ها

مقدار n در فرمول C n H 2n+2	نام آلکان	فرمول مولکولی

در مولکول‌های هیدروکربن‌ها و مشتقات عملکردی آن‌ها، مرسوم است که بین اتم‌های کربن اولیه، ثانویه، سوم و چهارم تفاوت قائل شوند. یک کربن اولیه فقط به یک کربن، یک کربن ثانویه به دو، یک کربن سوم به سه و یک کربن چهارم به چهار کربن دیگر متصل است.

طبقه بندی ترکیبات آلی

اهداف درس آشنایی با اصول طبقه‌بندی ترکیبات آلی بر اساس ساختار زنجیره کربنی و بر اساس گروه‌های عاملی و بر این اساس یک نگاه اولیه به کلاس‌های اصلی ترکیبات آلی.

تجهیزات: مدل‌های استوارت-بریگلب از مولکول‌ها، طرح طبقه‌بندی ترکیبات آلی.

I. اصول کلی برای طبقه بندی ترکیبات آلی

معلم توضیح مطالب جدید را با یادآوری اینکه تعداد ترکیبات آلی شناخته شده چقدر زیاد است شروع می کند. در این اقیانوس بی کران، غرق شدن نه تنها برای یک دانش آموز، بلکه برای یک شیمیدان باتجربه نیز آسان است. بنابراین، دانشمندان همیشه در تلاشند تا هر مجموعه ای را "با چوب" طبقه بندی کنند، تا چیزها را در خانه خود مرتب کنند. به هر حال، این مانع از این نمی شود که هر یک از ما با چیزهای خود این کار را انجام دهیم تا هر لحظه بدانیم همه چیز کجاست.

از آنجایی که دانش دانش آموزان کلاس دهم در شیمی آلی هنوز بسیار ضعیف است، هنگام توضیح مطالب، مطلوب است که نموداری به صورت پوستر یا از قبل ترسیم شده روی تخته سیاه داشته باشید (شکل 1). معلم که طبق طرح از بالا به پایین حرکت می کند ، اصطلاحات جدیدی را برای دانش آموزان توضیح می دهد و به طور گسترده از روش ریشه شناسی (منشا) اصطلاحات شیمیایی استفاده می کند. بنابراین، در جریان تبیین، اصل انسانی‌سازی یادگیری اجرا می‌شود.

شکل 1. طبقه بندی ترکیبات آلی

برای مثال می توان چنین توضیحی را ارائه کرد، زیرا مشخص است که اتم های کربن، هنگامی که با یکدیگر ترکیب می شوند، می توانند زنجیره هایی با طول های مختلف تشکیل دهند. اگر چنین زنجیره ای بسته نباشد، ماده به گروه ترکیبات غیر حلقوی (غیر حلقوی) تعلق دارد. زنجیره بسته ای از اتم های کربن به ما این امکان را می دهد که این ماده را حلقوی بنامیم.

اتم های کربن در زنجیره را می توان هم با پیوندهای ساده (تک) و هم دو، سه گانه (چندین) به هم متصل کرد. اگر یک مولکول حداقل یک پیوند کربن-کربن متعدد داشته باشد، آن را غیر اشباع یا غیر اشباع و در غیر این صورت محدود کننده (اشباع) نامیده می شود.

اگر یک زنجیره بسته از یک ماده حلقوی فقط از اتم های کربن تشکیل شده باشد به آن کربوسیکلیک می گویند. با این حال، به جای یک یا چند اتم کربن در چرخه، ممکن است اتم های عناصر دیگر مانند نیتروژن، اکسیژن، گوگرد وجود داشته باشد. گاهی اوقات آنها را هترواتم و ترکیب را هتروسیکلیک می نامند.

در گروه مواد کربوسیکلیک یک "قفسه" ویژه وجود دارد که در آن مواد با آرایش خاصی از پیوندهای دوگانه و منفرد در چرخه قرار دارند. دانش آموزان با یکی از این مواد - بنزن - قبلاً در کلاس نهم ملاقات کرده اند. بنزن، نزدیکترین و دورترین "بستگان" آن را مواد معطر و بقیه ترکیبات کربوسیکلیک را آلی سیکلیک می نامند.

مهمترین وظیفه این درس این است که دانش آموزان را با اصطلاحات اساسی مورد استفاده در طبقه بندی مواد آلی آشنا کند، اما نیاز به درک کامل هر اصطلاح در این مرحله زود است. بچه ها فقط باید بتوانند مواد را بر اساس ساختار شیمیایی آنها به یک گروه خاص نسبت دهند. علاوه بر این، در آینده، هنگام مطالعه کلاس های جداگانه مواد، توصیه می شود به این طرح بازگردید و بر روی این موضوع تمرکز کنید که مواد طبقه مورد مطالعه به کدام گروه از ترکیبات تعلق دارند. در این صورت، اصطلاحات دشوار این درس با مطالب خاصی پر می شود و بهتر به خاطر سپرده می شود.

II. کلاس های اصلی ترکیبات آلی

معلم می تواند این قسمت از درس را از نظر تکرار مطالب درس پایه نهم بسازد. روز قبل به دانش آموزان تکالیف داده می شود تا به یاد بیاورند که چه کلاس هایی از مواد آلی را در سال گذشته مطالعه کرده اند. بچه ها به نوبت به تخته سیاه می روند، نام کلاس را می نویسند (به ترتیبی که مطالعه می کنند)، فرمول و نام یکی از نمایندگان کلاس، به عنوان مثال:

هیدروکربن های محدود (آلکان): CH 3 -CH 3 ، اتان

هیدروکربن های غیر اشباع (اتیلن) (آلکن): CH 2 = CH 2 ، اتیلن

معلم این روند را با یک سری اضافات قطع می کند. به عنوان مثال، پس از بررسی آلکن ها، او گزارش می دهد که یک مولکول هیدروکربن می تواند نه یک، بلکه دو یا چند پیوند دوگانه داشته باشد. از نقطه نظر عملی، مواد حاوی دو پیوند دوگانه - هیدروکربن های دی ان یا آلکادین ها بسیار مهم هستند. معلم نام کلاس، فرمول و نام بوتادین-1،3 را روی تخته می نویسد. اگر سوالی وجود ندارد، نمی توانید روی قوانین نامگذاری برای ساخت این نام تمرکز کنید - همه چیز زمان خود را دارد. به همین ترتیب، پس از بنزن، به عنوان نماینده هیدروکربن‌های معطر، معلم یکی از آلی‌سایکل‌ها مانند سیکلوهگزان را مثال می‌زند. باید به نکات زیر توجه شود: الف) علیرغم شباهت ساختار، بنزن و سیکلوهگزان متعلق به انواع مختلفی از مواد هستند (طبق طرح طبقه بندی). ب) از این رو نشان دادن وجود پیوندهای متعدد در مولکول های حلقوی چقدر مهم است.

پس از اینکه نام تمام کلاس های هیدروکربن ها روی تابلو ظاهر شد، لازم است مفهوم گروه عملکردی را فرموله کنیم. بسیاری از دانش آموزان گروه های هیدروکسیل، آلدهید، کربوکسیل، گروه آمینه را به خاطر می آورند. فرمول های نمایندگان کلاس الکل ها، آلدئیدها، اسیدهای کربوکسیلیک روی تخته ظاهر می شوند. معلم این لیست را با استرهای ساده و پیچیده، کتون ها، آمین ها و ترکیبات نیترو تکمیل می کند.

دانش آموزان سعی می کنند به این سوال پاسخ دهند که منظور آنها از اصطلاحات ترکیبات دو یا چند عاملی چیست. به عنوان مثالی از یک ترکیب دو عملکردی، معلم فرمول اسید آمینه گلیسین را می دهد. در پایان مرور، او بار دیگر توضیح می‌دهد که مواد هتروسیکلیک چیست و فرمول‌های پیریدین (مشابهی با بنزن) و مورفولین (مشابه با سیکلوهگزان) را یادداشت می‌کند.

آشنایی با کلاس های اصلی ترکیبات آلی به معنای حفظ این مواد توسط همه دانش آموزان نیست، فقط بچه های قوی می توانند این کار را انجام دهند. با این حال، آشنایی کلی با این مطالب برای درک منطق ارائه بیشتر دوره ضروری است. معلم توصیه می کند یک برگه تقلب با جدول 3 از کتاب درسی روی کاغذ ضخیم تهیه کنید. در آینده، برای تشخیص طبقات مواد، هنگام جمع آوری نام آنها مفید خواهد بود. می توانید هنگام انجام کارهای زیر استفاده از این جدول را به کودکان آموزش دهید.

وظیفه 1. با استفاده از طرح طبقه بندی ترکیبات آلی، با استفاده از فرمول ها، طبقاتی را که مواد زیر به آنها تعلق دارند، تعیین کنید.

سطح 1

سطح 2

وظیفه 2. با استفاده از یک برگه تقلب، فرمول های مشخص شده مواد را در طبقات توزیع کنید و کلاس های ترکیباتی را که به آنها تعلق دارند نام ببرید.