Лекция 1 Основы органической химии и химии нефти

Лекция 1 Основы органической химии и химии нефти и газа

Причины выделения органической химии в отдельную науку: ¡ ¡ ¡ 1. Многообразие органических соединений. К настоящему времени известно более 5 млн. органических соединений, тогда как неорганических - лишь около 300 тысяч. 2. Специфические свойства органических соединений. Так, температуры кипения и плавления органических соединений намного ниже, чем у неорганических, органические соединения горючи, некоторые разлагаются при незначительном нагревании. Эти специфические свойства требуют специфических методов работы с органическими соединениями. 3. Большая значимость органических соединений для жизни и деятельности человека. Так, сам человек состоит почти полностью из органических соединений, лекарства, красители, текстильные и строительные материалы, пищевые продукты и многое другое - также органические вещества.

Сырьевые источники органических соединений. 1. Нефть ¡ ¡ ¡ Бензиновая фракция (н. к. – 150 -205 о. С) Лигроиновая фракция (120 -240 о. С) Керосиновая фракция (150 -205 -- 270 -280 о. С) Газойлевая фракция (270 -280 -- 320 -350 о. С) Мазут - остаток выше 350 о. С Гудрон – остаток после отгона от мазута (в вакууме) масляных фракций 2. Природный и попутный газы 3. Газоконденсат – смесь бензиновых и керосино-газойлевых фракций (30 – 360 о. С) 4. Газогидраты – СН 4*(Н 2 О)n (n=6 -17) 5. Каменные и бурые угли 6. Горючие (битуминозные) сланцы 7. Продукты сельского хозяйства 8. Торф 9. Древесина 10. Продукты морей (водоросль планктон)

Классификация органических соединений. Основные ряды органических соединений. Органические соединения Алифатические Циклические (с незамкнутой цепью) Гетероциклические Карбоциклические Алициклические Ароматические

2. Основные классы органических соединений. 1. Углеводороды а) Алканы СН 4, СН 3 -СН 2 -СН 3 б) Алкены СН 2=СН 2 в) Алкадиены СН 2=СН-СН=СН 2 г) Алкины НСΞСН д) Циклоалканы е) Арены

2. Галогенпризводные угоеводородов 3. Спирты СН 3 -СН 2 -ОН 4. Фенолы ОН СН 3 -СН 2 -Вr 5. Карбонильные соединения (альдегиды и кетоны) Н-С=О, СН 3 -С=О Н СН 3 6. Карбоновые кислоты 7. Эфиры а) простые б) сложные СН 3 -С=О ОН СН 3 -О-СН 3 -С=О О-СН 3 8. Нитросоединения СН 3 -NO 2 9. Амины СН 3 -NH 2 10. Металлсодержащие соединения СН 3 -Na 11. Соединения смешанного строения а) углеводы альдегидоспирт 2, 3, 4, 5, 6 -пентагидроксигексаналь б) аминокислоты Н 2 N-СН 2 -С=О ОН глюкоза аминокислота 2 -аминоэтановая кислота

Теория строения органических соединений А. М. Бутлерова. (1861 г. ) 1. Атомы в молекулах соединяются в определенном порядке, с учетом их валентности. Последовательность соединения атомов в молекуле называется химическим строением. 2. Химическое строение определяет свойства вещества. 3. Зная свойства вещества, можно определить его строение. Зная химическое строение вещества, можно предположить его химические свойства. 4. Атомы в молекулах влияют друг на друга, от этого влияния зависят химические свойства вещества.

Типы разрыва химической связи. 1. Гомолитический разрыв. Н 3 С : СН 3 2 • СН 3 радикал 2. Гетеролитичекий разрыв. Н 3 С : / CН 3 СН 3 - + СН 3+ карбоанион карбокатион

Некоторые основные понятия в органической химии. 1. Гомологический ряд - это бесконечный ряд веществ, принадлежащих к одному классу, имеющих сходные химические свойства и отличающихся друг от друга на одну или несколько гомологических разностей -СН 2 -. Гомологи - вещества, принадлежащие к одному гомологическому ряду. 2. Изомеры - вещества, тождественные по составу и отличающиеся друг от друга по химическому строению. Изомерия - явление существования изомеров. 3. Радикал - частица, образующаяся при отрыве от молекулы атома водорода или при гомолитическом разрыве связи С-С. 4. Первичный атом углерода - это атом углерода, связанный только с одним соседним углеродным атомом. Вторичный атом углерода - связан с двумя соседними углеродными атомами. Третичный атом углерода - связан с тремя соседними углеродными атомами. Четвертичный атом углерода - связан с четырьмя соседними атомами углерода. 5. Номенклатура - способ названия химического соединения. В органической химии сначала практиковались эмпирические (тривиальные) названия - случайные названия соединений. Затем была создана рациональная номенклатура (от слова «рацио» - разум). В ней за основу, как правило, брали название родоначальника данного класса соединений. Но уже в начале ХХ века стала развиваться систематическая номенклатура, в которую несколько раз вносили различные изменения. В настоящее время эта номенклатура существует как номенклатура «IUPAC» (т. е. международного союза чистой и прикладной химии), последние изменения в нее были внесены в 1983 году.