Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 11 класс>> Химия: Классификация веществ

Самая простая классификация заключается в том. что все известные вещества делят на неорганические и органические.

К органическим веществам относят углеводороды и их производные. Все остальные вещества — неорганические.

Классификация неорганических веществ
Неорганические вещества по составу делят на простые и сложные.

Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента и подразделяются на металлы, неметаллы, благородные газы. Сложные вещества состоят  из атомов разных элементов, химически связанных друг с другом.

Сложные неорганические вещества по составу и свойствам распределяют по следующим важнейшим классам: оксиды, основания, кислоты, амфотерные гндроксиды, соли.

Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых — кислород со степенью окисления (—2),
Общая формула оксидов: Э_mО_n, где m — число атомов элемента Э, а n — число атомов кислорода. Оксиды, в свою очередь, классифицируют на солеобразующие и несолеобрадующие. Солеобразующие делятся на основные, амфотерные, кислотные, которым соответствуют основания, амфотерные гидроксиды, кислоты соответственно.

Основания — это сложные вещества, состоящие из атомов металла и одной или нескольких гидроксогрупп (-ОН).

Общая формула оснований: М(ОН_у, где у — число гидроксогрупп, равное степени окислении металла М (как правило, +1 и +2).
Основания делятся на растворимые (щелочи) и нерастворимые (подробнее в § 21).

Кислоты — это сложные вещества, состоящие из атомов водорода, способных замещаться на атомы металла, и кислотных остатков.
Общая формула кислот: Н_хАс, где Ас — кислотный остаток (от английского «acid» — кислота), х — число атомов водорода, равное заряду иона кислотного остатка (подробнее см. § 20).

Амфотерные гидроксиды — это сложные вещества, которые проявляют и свойства кислот, и свойства оснований. Поэтому формулы амфотерных гидроксидов можно записывать и в форме кислот, и в форме оснований (см. также § 22).

Соли — это сложные вещества, состоящие из катионов металла и анионов кислотных остатков.
Такое определение относится к средним солям.

Средние соли — это продукты полного замещения ато мое водорода в молекуле кислоты атомами металла или полного замещения гидроксогрупп в молекуле основания кислотными остатками.

Кислые соли — это продукты неполного замещения атомов водорода в молекулах мноеоосновных кислот атомами металла.

Основные соли — это продукты неполно/о замещения гидрокеогрупп в многокислотных основаниях кислотны ми остатками.

Помимо средних, кислых, основных солей вы встречались с солями более сложного строения.

Классификация органических веществ
Соединения, состоящие только из атомов водорода и углерода, называют углеводородами.

В зависимости от строения углеродной цепи органические соединения разделяют ия соединения с открытой цепью — ациклические (алифатические) и циклические — с замкнутой цепью атомов.

Циклические делятся на две группы: карбоциклические соединения и гетероциклические.

Карбоциклическне соединения, в свою очередь, включают два ряда соединений: алицикяические и ароматические.

Ароматические соединения в основе строения молекул имеют плоские углеродсодержащие циклы с особой замкнутой системой р-олсктронов. образующих общую я-систему (единое п-электронное облако).

Ароматичность характерна и для многих гетероциклических соединений.

Как ациклические (алифатические), так и циклические углеводороды могут содержать кратные (двойные или тройные) связи. Такие углеводороды называют непредельными (ненасыщенными), в отличие от предельных (насыщенных), содержащих только одинарные связи.

Все сказанное о классификации органических веществ в зависимости от строения углеродной цепи с примерами изображено на схеме 8.

Предельные алифатические углеводороды называют алканами, они имеют общую формулу С_nН_{2n + 2}, где n — число атомов углерода. Старое их название часто употребляется и в настоящее время — парафины:

Схема 8 Классификация органических веществ
(по строению углеродной цепи молекул)

Непредельные алифатические углеводороды с одной тройной связью называют алкинами. Их общая формула С_nН_{2n - 2}

Предельные алициклические углеводороды — цикпоап каны, их общая формула С_nН_2n:

Особе я группа углеводородов, ароматических (с замкнутой общей пздектронной системой), вам известна общей формулой С_nН_{2n - 6}.

Мы рассмотрели классификацию углеводородов (схема 9). Но если в нх молекулах одни или большее число атомов водорода заменить на другие атомы или группы атомов (галогены, гидрокенльные группы, аминогруппы и др.), образуются про изволиые углеводородов: гялогеноироизводиые. кислородсодержащие, азотсодержащие и другие органические соединения (табл. 15).

Таблица 15  Важнейшие производные углеводородов (алканов)

Вы, конечно, помните, что те атомы или группы атомов, которые определяют самые характерные свойства данного класса веществ, называются функциональными группами.

Углеводороды в их производные с одной и той же функциональной группой образуют гомологические ряды.

Гомологическим рядом называют ряд соединений, принадлежащих к одному классу (гомологов), по отличающихся друг от друга по составу на целое число групп —СН2— (гомологическую разность), имеющих сходное строение и, следовательно, сходные химические свойства.

Сходство химических свойств гомологов значительно упрощает изучение органических соединений.

Галогеяопронзволиые углеводородов можно рассматривать как продукты замещения в углеводородах одного или нескольких атомов водорода атомами галогенов. В соответствии с этим могут существовать предельные и непредельные моно-, ли-, три- (в общем случае поли-) галогенопроизводные.

Общая формула ноногалогенопроизводных предельных углеводородов:
R -  Г.

К кислородсодержащим органическим веществам относят спирты, фенолы, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, простые и сложные эфиры.

Спирты — производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильные группы.

Спирты называют одноатомными, если они имеют одну гидроксильную группу, и предельными, если они — производные алканов.
Общая формула предельных олноатомных спиртов:
К—ОН.

Фенолы — производные ароматических углеводородов (ряда бензола), в котором один или несколько атомов водорода в бензольном кольце замещены на гидроксильные группы.

Альдегиды и кетоны — производные углеводородов, содержащие карбонильную группу атомов (карбонил).

В молекулах альдегидов одна связь карбонила идет на соединение с атомом водорода, другая — с углеводородным радикалом.

В случае кетонов карбонильная группа связана с двумя (в общем случае разными) радикалами, общая формула кетонов:

Простые эфиры представляют собой органические вещества, содержащие два углеводородных радикала, соединенные атомом кислорода: R=О—R или R—О—R2.

Радикалы могут быть одинаковыми или разными. Состав простых эфиров выражается формулой С_nН_2n+2O.

Сложные эфиры — соединения, образованные замещением атома водорода карбоксильной группы в карбоновых кислотах на углеводородный радикал.

Общая формула сложных эфиров:

Нитросоединения — производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на нитрогруппу —N02.

Амины — соединения, которые рассматривают как производные аммиака, в котором атомы водорода замещены на углеводородные радикалы.
В зависимости от природы радикала амины могут быть алифатическими. В зависимости от числа замещенных на радикалы атомов водорода различают первичные амины, вторичные, третичные.

В частном случае у вторичных, а также третичных аминов радикалы могут быть и одинаковыми.

Первичные амины можно также рассматривать как производные углеводородов (алканов), в которых один атом водорода замещен на аминогруппу.

Аминокислоты содержат две функциональные группы, соединенные с углеводородным радикалом, — аминогруппу —NH2 и карбоксил -ССОН.

Известны и другие важные органические соединения, которые имеют несколько разных или одинаковых функциональных групп, длинные линейные цепи, связанные с бензольными кольцами. В таких случаях строгое определение принадлежности вещества к какому-то определенному классу невозможно. Эти соединения часто выделяют в специфические группы веществ: углеводы, белки, нуклеиновые кислоты, антибиотики, алкалоиды и др.

В настоящее время известно также много соединений, которые можно отнести и к органическим, и к неорганическим. Их называют элементоорганическими соединениями.

Некоторые из них можно рассматривать как производные углеводородов.

Анализируя мир органических веществ, вы вспомните, что существуют соединения, имеющие одинаковую молекулярную формулу, выражающую состав веществ. И конечно, вспомните очень важное понятие химии — изомерию.

Явление изомерии состоит в том, что могут существовать несколько разных по свойствам веществ, имею щих одинаковый состав молекул, но разное строение. Эти вещества называют изомерами.

1. Назовите общие классы неорганических и органических соединений.

2. Напишите структурные формулы изомеров состава С4Н10О. Дайте им названия. Назовите классы веществ, к которым они относятся.

3. Какие вы акаете вещества с двойственной функцией? При ведите примеры таких веществ и подтвердите такую двойственность свойств уравнениями  реакций.

4. Определите плотность по водороду газовой смеси, состоящей из 12 л этана и 3 л этилена.

5. Выведите молекулярную формулу вещества, содержащего 58,5% углерода. 4.1% водорода, 11.4% азота и 26% кислорода. Относительная молекулярная масса этого вещества равна 123.

_{методические рекомендации по химии, обсуждения по химии для 11 класса, химия в вопросах и ответах}

Содержание урока
 конспект урока                       
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.