Phân loại các chất hữu cơ. Theo thành phần:
1) Hydrocarbon (C, H) 2) Hợp chất chứa oxy (C, H, O) 3) Hợp chất chứa nitơ (C, H,N)
Theo bộ xương carbon: 1) tuần hoàn
: a) vòng cacbon - vòng béo (cyclohexane, benzen) b) dị vòng (N,
ồ,
S)
2) không theo chu kỳ
a) ankan b) anken c) ankin d) ankadienesTheo số lượng liên kết cacbon-cacbon:
1) giới hạn 2) không giới hạnTheo nhóm chức năng
1) rượu và phenol -OH 2) aldehyt và xeton 3) axit cacboxylic 4) amin 5) hợp chất nitro 6) dẫn xuất halogenHydrocacbon tự nhiên
ALKANE
(
hydrocacbon bão hòa, parafin, hợp chất béo)
Công thức chung -
C N H 2n+2 ;
lai sp3, truyền thông- σ;
góc109°28‘ – cấu trúc ngoằn ngoèo.
hậu tố –an.
Hydrocacbon không bão hòa
anken (olefin, ethylene hydrocarbon)
Công thức chungCnH 2n , một liên kết đôi (=); sp2lai tạo,thông tin liên lạc- σ, π; góc120°, phân tử góc cạnh.
Theo danh pháp IUPAC trong tên -vi
ALKYNE (hydrocacbon axetylen)
Công thức chungCnH 2n-2 , lai sp; liên kết ba (≡).- một liên kết σ- và hai liên kết π;góc180°, phân tử tuyến tính
Theo danh pháp IUPAC - hậu tố-TRONG:
ALKADIEN (DIENES, DIENE HYDROCARBONS)
Công thức chungCnH2n-2; hai liên kết đôi.
Theo danh pháp IUPAC, hậu tố trong tên là -dien , hai chữ số vị trí của liên kết đôi được chỉ định).
Dựa vào vị trí tương đối của liên kết đôi và tính chất hóa học, dien được chia thành ba nhóm:
1. Các dien có vị trí liên kết đôi liền nhau gọi là dienvới các liên kết allen hoặc tích lũy.
CH 2
=C=CH-CH 2
butadien -12.
2. Các dien có nhiều liên kết đôi cách nhau bởi nhiều liên kết đơn được gọi là dienvới các kết nối bị cô lập (tương tự như anken): CH 2 =CH-CH 2 -CH=CH 2 pentadien-14
3. Dienes có liên kết đôi 1, 3 vị trí được gọi là dienevới các kết nối liên hợp. CH 2 =CH-CH=CH 2 butadien-13(divinyl)
Đại diện chính:
HYDROCARBONS CYCLIC Cycloalkanes (naphten, cyclan hoặc cycloparaffin)
Công thức chungСnH2n ; lai hóa sp3; liên kết σ C-C và C-H.
Theo danh pháp IUPAC -h và cơ sở là chuỗi carbon của chu trình.
Chu trình được đánh số bắt đầu từ nguyên tử cacbon liên kết với gốc tự do nhỏ nhất
Ví dụ,
HYDROCACBON THƠM. ĐẤU TRƯỜNG.
Công thức chung của hiđrocacbon thơmC N H 2n-6 . ; lai hóa sp2, trái phiếu σ S–C và S–Hnằm trong cùng một mặt phẳngđiện tử pdạng nguyên tử cacbonchu kỳ đơnđám mây điện tử π , tập trung ở trên và dưới mặt phẳng của vòng. các góc đều bằng nhau120 0 .
Benzen C6H6 – tổ tiên của hydrocarbon thơm. Tất cả các liên kết C–C trong benzen đều tương đương
Phần còn lại là hữu cơ dẫn xuất c-va-hydrocarbon chứa các nhóm chức. Công thức tổng quát R-X, trong đó X là nhóm chức năng.
chức năngnhóm
Tênchức năngcác nhóm
Lớp kết nối
Tổng quan
công thức
hậu tố
ANH TA
hydroxyl
rượu
phenol
R-OHC NH 2 N +1 ỒVỚI 6 N 5 ANH TA
ồ
CHO
aldehyd
andehit
R-CHOVỚI NH 2nồ
Al
C(O)-
cacbonyl
xeton
RC(O)-R 1 VỚI NH 2nồ
Anh ta
COOH
cacboxyl
sợi carbonisloBạn
RCOOH C N H 2n+2 ồ 2
Axit oic
N.H. 2
nhóm amino
Amin amin bậc 1 Amin bậc 2 bậc 3
R-NH 2 R 1 -NH-R 2 R 1 -NR 2 -R 3
amin
KHÔNG 2
nhóm nitro
hợp chất nitro
R-KHÔNG 2 C N H 2n+1 KHÔNG 2
chất nitro
F-Cl-Br-I
flo, clo, brom, iot
dẫn xuất halogen
VỚI N H 2n+1 G tất cả
kẻ nghiện rượu
Ether
R-O-R 1 C NH 2n+1Ồ
SOO-
alkoxycacbonyl
Este
R-COO-R 1
NH2- - COOH
axit amin
N.H. 2 - C N H 2n - CLHQ
DANH MỤC CÁC CHẤT HỮU CƠ 1) có hệ thống (IUPAC), 2) hợp lý, 3) không đáng kểQuy tắc xây dựng tên hợp chất hữu cơ theo danh pháp IUPAC: 1) Chọn chuỗi chính của phân tử, xác định nhóm chức, sự có mặt của nhiều liên kết. 2) Đánh số chuỗi chính ở phía có nhóm thế gần nhất, liên kết bội 3) Tên của hợp chất dựa theo gốc của từ, biểu thị hydrocacbon bão hòa có cùng số nguyên tử với chuỗi chính. 4) Liệt kê các nhóm thế theo thứ tự bảng chữ cái, ghi rõ vị trí của chúng bằng chữ số Ả Rập. Ví dụ: - 2-metyl; - 3-flo Nếu có một số nhóm thế giống hệt nhau thì số lượng và vị trí của chúng được chỉ định, ví dụ 2,5 - dibromo-, 1,3,4, -trimethyl-. Xin lưu ý rằng các số được phân cách với các từ bằng dấu gạch nối và giữa các số khác bằng dấu phẩy. 5) Một hậu tố đặc trưng cho mức độ bão hòa được thêm vào gốc: -an (cuối cùng, không có nhiều kết nối); -ene (với sự có mặt của liên kết đôi); -in (khi có liên kết ba) Tiếp theo, chữ số Ả Rập chỉ vị trí của nhiều liên kết. Ví dụ, hexine– 2 .
Bài học 7
Phân loại và danh pháp các hợp chất hữu cơ
Mục tiêu bài học:
1. Giới thiệu các khái niệm “chuỗi đồng đẳng”, “căn”, giới thiệu nguyên tắc phân loại các hợp chất hữu cơ, các dạng danh pháp, nghiên cứu quy tắc đặt tên các hợp chất hữu cơ(giáo dục).
2. Tiếp tục hình thành thế giới quan khoa học(giáo dục).
3. Thúc đẩy phát triển tư duy logic (khả năng so sánh, khái quát hóa, rút ra kết luận)(phát triển).
Thiết bị: máy chiếu video, PSHE D.I. Mendeleev.
Trong các lớp học
- Chuẩn bị tiếp thu bài mới (10 phút)
Khảo sát học sinh làm bài tập về nhà.
- Học tài liệu mới (15 phút).
Tùy từ cấu trúc của bộ xương carbonhợp chất hữu cơ là:
1. không theo chu kỳ (aliphatic) - chứa chuỗi carbon mở. Ví dụ: ankan, anken, ankin, v.v.
2. tuần hoàn - Hợp chất có mạch cacbon khép kín. Ví dụ: xyclohexan, benzen.
Tùy thuộc vào bản chất của các nguyên tử trong chu trình:
1. cacbonic vòng- chu trình chỉ chứa các nguyên tử cacbon. Ví dụ: xyclohexan, benzen.
2. dị vòng– còn có các nguyên tử của các nguyên tố khác trong chu trình. Ví dụ:
Furan Thiophene Pyridin
Chuỗi tương đồng – một loạt các hợp chất có cùng loại cấu trúc, khác nhau về thành phần bởi một số đơn vị cấu trúc lặp lại nhất định - “sự khác biệt tương đồng –CH 2 -". Chất tương đồng có tính chất hóa học tương tự và tính chất vật lý khác nhau.
Phân loại chất hữu cơbởi cấu trúc của bộ xương carbonvà tính đa dạng của giao tiếp:
I. Không tuần hoàn:
1. Giới hạn (ankan, parafin).
2. Không bão hòa: anken, alkadien, alkynes.
II. Chu kỳ:
1. Cycloalkanes (cycloparaffin).
2. Aromatic (đấu trường): đơn nhân, đa nhân.
Phân loại theo nhóm chức năng: hydrocacbon, dẫn xuất halogen của hydrocacbon, rượu, phenol, ete và este, rượu, aldehyd, xeton, axit cacboxylic, este, amin, hợp chất nitro, v.v.
Gốc hydrocacbon– phần còn lại của phân tử hydrocacbon đã bị loại bỏ một hoặc nhiều nguyên tử hydro.
phân tử | Căn bản đầu tiên | Căn bản thứ hai |
|||
CH 4 | khí mê-tan | CH 3 – | metyl | –CH 2 – | metylen |
C 2 H 6 | etan | C 2 H 5 – | etyl | СH 3 –СH 2 – | etyliden |
C 3 H 8 | propan | C 3 H 7 – | cắt qua | C 2 H 5 –СH= | propylen |
C 6 H 6 | benzen | C 6 H 5 – | phenyl | ||
Các loại mặt hàng:
1. Danh pháp tầm thường (lịch sử). Những cái tên được hình thành trong lịch sử, thường xuyên nhất là theo nguồn gốc: malic, acetic, cà phê, quinic, lilac lactic, axit citric.
2. Danh pháp hợp lý. Thích hợp cho các hydrocacbon mạch nhánh ngắn. Tất cả các hydrocacbon giới hạn đều được coi là dẫn xuất của mêtan.
Đề bài: “Phân loại và gọi tên các hợp chất hữu cơ”. Mục đích của bài học: Phát triển kiến thức phương pháp cũng như kiến thức về sự đa dạng và khác nhau về tính chất của các hợp chất hữu cơ. Giới thiệu khái niệm lớp và nhóm chức năng. Giúp học sinh làm quen với việc phân loại và quy tắc: soạn công thức cấu tạo theo tên các hợp chất hữu cơ, soạn tên các hợp chất hữu cơ theo công thức cấu tạo.
Kế hoạch bài học: 1 Tổ chức đầu bài. 2. Khái quát hóa kiến thức về đặc điểm cấu trúc của hợp chất hữu cơ 3. Sự đa dạng của các chất hữu cơ. 4. Phân loại hợp chất hữu cơ. 5. Danh pháp các chất hữu cơ và các loại của nó. 6. Lập công thức cấu tạo theo tên của hợp chất hữu cơ. 7. Viết tên các hợp chất hữu cơ theo công thức cấu tạo. 8. Tóm tắt bài học. 9. Thảo luận bài tập về nhà.
Đặc điểm của liên kết cacbon - cacbon Loại liên kết Kiểu lai của liên kết cộng hóa trị Sp Độ dài liên kết, nm. Hình dạng góc Ví dụ về liên kết phân tử
Đặc điểm của liên kết cacbon-cacbon Loại liên kết Loại chiều dài Góc lai của liên kết covalene, nm. liên kết 0. 120 180 Sp = 0. 134 Hình dạng phân tử Tuyến tính 120 Mặt phẳng lượng giác 0. 154 109 Ví dụ HC CH acetylene H 2 C=CH 2 ethylene H 3 C-CH 3 ethane Tứ diện
VARNISHES CHẤT NƯỚC HOA SỢI Thuốc Màng Chất bảo vệ thực vật THUỐC NHUỘM KEO Cao su Nhựa Dễ cháy Chất và vật liệu hữu cơ Nguồn hợp chất hữu cơ Than Dầu Khí Gỗ
LỚP HỢP CHẤT HỮU CƠ LỚP Axit cacboxylic Aldehyt NHÓM CHỨC -COOH -CHO Xeton C=O Rượu, phenol -OH Amin -NH 2 Ethers** -OR Dẫn xuất halogen -F -Cl -Br -I Hợp chất nitro -NO 2
Các loại danh pháp của các hợp chất hữu cơ Tầm thường (theo phương pháp điều chế) Danh pháp IUPAC (thay thế) Chức năng hợp lý (dựa trên các hợp chất đơn giản nhất)
Một, hai, ba, bốn, năm, Hãy bắt đầu đếm các nguyên tử. Học từ mới: Meta - một, và đây - hai. Ba - propan, butan - bốn, Tất cả hàng xóm trong căn hộ. Gió dải băng nguyên tử, Số năm sẽ là penta. Sáu là hexane và bảy là heptan. Carbon, ở những nơi! Và trong octan, cũng như trong quãng tám, có tám nguyên tử trong thành phần. Theo Luật, Atom chín có nghĩa là nona. Cuối cùng, giống như một thần tượng, trưởng khoa đứng dậy.
Mục tiêu bài học. Giới thiệu nguyên tắc phân loại các hợp chất hữu cơ theo cấu trúc chuỗi cacbon và các nhóm chức, trên cơ sở đó đưa ra cái nhìn tổng quan ban đầu về các loại hợp chất hữu cơ chính.
Thiết bị: mô hình phân tử Stewart-Brigleb, sơ đồ phân loại các hợp chất hữu cơ.
I. Nguyên tắc chung phân loại hợp chất hữu cơ
Giáo viên bắt đầu phần giải thích về vật liệu mới bằng cách nhắc nhở số lượng các hợp chất hữu cơ đã biết là bao nhiêu. Không chỉ một học sinh mà cả một nhà hóa học giàu kinh nghiệm cũng có thể dễ dàng chết đuối trong đại dương bao la này. Vì vậy, các nhà khoa học luôn nỗ lực phân loại bất kỳ bộ nào “bằng que” và sắp xếp mọi thứ vào trật tự trong gia đình mình. Nhân tiện, sẽ không có hại gì cho mỗi chúng ta khi làm điều này với đồ đạc của mình, để chúng ta biết mọi thứ ở đâu bất cứ lúc nào.
Các chất có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, ví dụ, theo thành phần, cấu trúc, tính chất, ứng dụng - theo hệ thống đặc tính logic quen thuộc như vậy. Vì thành phần của tất cả các hợp chất hữu cơ bao gồm các nguyên tử carbon, nên rõ ràng, đặc điểm quan trọng nhất của việc phân loại các chất hữu cơ có thể là thứ tự liên kết của chúng, tức là cấu trúc. Trên cơ sở này, tất cả các chất hữu cơ được chia thành các nhóm tùy thuộc vào loại nguyên tử carbon (bộ xương) hình thành và liệu bộ xương này có bao gồm bất kỳ nguyên tử nào khác ngoại trừ carbon hay không.
Do kiến thức của học sinh lớp 10 về hóa hữu cơ còn rất kém nên khi giải thích nội dung nên vẽ sơ đồ dưới dạng áp phích hoặc thể hiện trước trên bảng (Hình 1). Giáo viên di chuyển từ trên xuống dưới dọc theo sơ đồ, giải thích các thuật ngữ mới đối với học sinh, sử dụng rộng rãi từ nguyên (nguồn gốc) của các thuật ngữ hóa học. Như vậy, trong quá trình giải thích, nguyên tắc nhân đạo hóa việc học được thực hiện.
Hình 1. Phân loại các hợp chất hữu cơ
Ví dụ, lời giải thích như vậy có thể được đưa ra vì người ta biết rằng các nguyên tử cacbon, khi kết hợp với nhau, có thể tạo thành các chuỗi có độ dài khác nhau. Nếu chuỗi như vậy không khép kín thì chất đó thuộc nhóm hợp chất mạch hở (không tuần hoàn). Chuỗi nguyên tử carbon khép kín cho phép chất này được gọi là tuần hoàn.
Các nguyên tử carbon trong chuỗi có thể được kết nối bằng liên kết đơn giản (đơn) hoặc đôi hoặc ba (nhiều). Nếu một phân tử có ít nhất một liên kết nhiều cacbon-cacbon thì nó được gọi là chưa bão hòa hoặc chưa bão hòa, nếu không thì - bão hòa (bão hòa).
Nếu chuỗi khép kín của một chất tuần hoàn chỉ bao gồm các nguyên tử cacbon thì được gọi là vòng cacbon. Tuy nhiên, thay vì một hoặc nhiều nguyên tử cacbon, chu trình có thể chứa các nguyên tử của các nguyên tố khác, ví dụ nitơ, oxy, lưu huỳnh. Chúng đôi khi được gọi là dị tố và hợp chất được gọi là dị vòng.
Trong nhóm các chất vòng cacbon có một “kệ” đặc biệt, trên đó đặt các chất có sự sắp xếp đặc biệt của các liên kết đôi và liên kết đơn trong vòng. Học sinh đã gặp một trong những chất này - benzen - ở lớp 9. Benzen, những “họ hàng” gần nhất và xa nhất của nó được gọi là các chất thơm, và các hợp chất vòng cacbon còn lại được gọi là vòng béo.
Mục tiêu quan trọng nhất của bài học này là giới thiệu cho học sinh các thuật ngữ cơ bản được sử dụng trong việc phân loại các chất hữu cơ, nhưng vẫn còn quá sớm để yêu cầu hiểu biết đầy đủ về từng thuật ngữ ở giai đoạn này. Đơn giản là trẻ em phải có khả năng phân loại các chất dựa trên cấu trúc hóa học của chúng thành nhóm này hay nhóm khác. Ngoài ra, trong tương lai, khi nghiên cứu từng loại chất riêng lẻ, nên quay lại sơ đồ này và tập trung vào nhóm hợp chất mà các chất thuộc loại đang được nghiên cứu thuộc về. Trong trường hợp này, các thuật ngữ khó của bài học này sẽ có nội dung cụ thể và sẽ được ghi nhớ tốt hơn.
II. Các loại hợp chất hữu cơ chính
Giáo viên có thể xây dựng phần này của bài học theo hướng lặp lại nội dung bài học lớp 9. Học sinh được giao bài tập về nhà vào ngày hôm trước để ghi nhớ những lớp học cơ bản mà mình đã học năm ngoái. Các em lần lượt lên bảng viết tên lớp (theo thứ tự đã học), công thức và tên một đại diện của lớp, ví dụ:
Hydrocacbon bão hòa (ankan): CH 3 -CH 3 , etan.
Hydrocacbon không bão hòa (ethylene) (anken): CH 2 =CH 2 , etylen.
Giáo viên ngắt quá trình này bằng một số bổ sung. Ví dụ, sau khi xem xét các anken, ông báo cáo rằng một phân tử hydrocarbon có thể không chỉ có một mà có hai hoặc nhiều liên kết đôi. Theo quan điểm thực tế, rất quan trọng là các chất chứa hai liên kết đôi - hydrocacbon diene hoặc alkadien. Giáo viên ghi tên lớp, công thức và tên butadien-1,3 lên bảng. Nếu không có câu hỏi nào phát sinh, bạn không cần phải tập trung vào các quy tắc danh pháp để xây dựng tên này - mọi thứ đều có thời điểm của nó. Tương tự, sau benzen, với tư cách là đại diện của hydrocacbon thơm, giáo viên đưa ra ví dụ về một trong các alicycle, ví dụ cyclohexane. Cần chú ý những điểm sau: a) Mặc dù có cấu trúc giống nhau nhưng benzen và xyclohexan thuộc hai loại chất khác nhau (theo sơ đồ phân loại); b) Từ đó, tầm quan trọng của việc chỉ ra sự hiện diện của nhiều liên kết trong các phân tử vòng là quan trọng như thế nào.
Sau khi tên của tất cả các loại hydrocacbon đã xuất hiện trên bảng, cần xây dựng khái niệm về nhóm chức. Nhiều học sinh nhớ các nhóm hydroxyl, aldehyd, carboxyl và nhóm amino. Công thức đại diện cho các nhóm rượu, aldehyd và axit cacboxylic xuất hiện trên bảng. Giáo viên bổ sung danh sách này bằng các este, xeton, amin và hợp chất nitro đơn giản và phức tạp.
Học sinh cố gắng trả lời câu hỏi các em hiểu gì về thuật ngữ hợp chất hai chức năng hoặc hợp chất đa chức năng. Để làm ví dụ về hợp chất hai chức năng, giáo viên đưa ra công thức của axit amin glycine. Khi kết thúc bài đánh giá, ông một lần nữa giải thích các chất dị vòng là gì và viết ra các công thức của pyridine (sử dụng chất tương tự với benzen) và morpholine (tương tự với cyclohexane).
Việc làm quen với các loại hợp chất hữu cơ chính không có nghĩa là tất cả học sinh đều có thể ghi nhớ tài liệu này; chỉ những học sinh khỏe mạnh mới có thể làm được điều này. Tuy nhiên, cần phải làm quen với tài liệu này để hiểu tính logic của việc trình bày sâu hơn về khóa học. Giáo viên khuyên nên làm một bảng cheat trên giấy dày với bảng 3 trong sách giáo khoa. Trong tương lai, nó sẽ hữu ích cho việc nhận biết các loại chất khi tổng hợp tên của chúng. Bạn có thể dạy trẻ sử dụng bảng này khi hoàn thành các nhiệm vụ sau.
Bài 1. Dựa vào sơ đồ phân loại hợp chất hữu cơ, hãy sử dụng công thức để xác định các lớp sau đây.
cấp 1
cấp độ 2
Nhiệm vụ 2. Sử dụng bảng ghi nhớ, phân chia công thức đã chỉ ra của các chất thành các lớp và gọi tên các lớp hợp chất mà chúng thuộc về.
cấp 1
cấp độ 2
