🗊Презентация Органикалық қосылыстардың химиялық құрылыс теориясы, органикалық қосылыстардың структурасы және қосылыстары

ХХ ғасырдың бірінші жартысында қарқындап дамып келе жатқан өнеркәсіпке қажет көптеген органикалық заттар (әр түрлі бояулар, дәрі-дәрмек, жарылғыш заттар,т.б ) алынып, зерттеле бастады. Сондықтан жинақталған тәжірибелік материалдарды жүйелеп түсіндіретін ілім қажет болды. ХХ ғасырдың бірінші жартысында қарқындап дамып келе жатқан өнеркәсіпке қажет көптеген органикалық заттар (әр түрлі бояулар, дәрі-дәрмек, жарылғыш заттар,т.б ) алынып, зерттеле бастады. Сондықтан жинақталған тәжірибелік материалдарды жүйелеп түсіндіретін ілім қажет болды. Неміс ғалымдары А.Кекуле мен А.Кольбенің зерттеулері нәтижесінде (1857ж) көміртек атомының валенттіліктері төртке тең екені және басқа көміртек атомдарымен тізбек түзе байланыса алатындығы белгілі болды. Сол кезден бастап көміртек атомы оның валенттіліктерін бейнелейтін төрт сызықша арқылы байланысқан “С” таңбасы арқылы белгіленді: С

Бірақ бұл ғалымдар органиклық химияда сол кезде түсініксіз болған көп сұрақтарға жауап беретін жалпы теорияны шығара алмады. Бірақ бұл ғалымдар органиклық химияда сол кезде түсініксіз болған көп сұрақтарға жауап беретін жалпы теорияны шығара алмады. Осындай көп мәселелерді Қаза университетінің профессоры Александр Михайлович Бутлеров 1861 жылы негізін қалаған органикалық қосылыстардың химиялық құрылыс теориясы түсіндірді. Ол теорияның негізгі қағидалары мыналар:

А.М.Бутлеров молекуладағы атомдардың байланысу ретін заттың химиялық құрылысы деп атады. А.М.Бутлеров молекуладағы атомдардың байланысу ретін заттың химиялық құрылысы деп атады. Молекуладағы атомдардың байланысу реті көрсетілген химиялық формула құрылымдық формула немесе құрылыс формуласы деп аталады.

2.Заттың қасиеті оның молекуласының құрамына қандай атомдардың қанша мөлшерде кіретіндігіне тәуелді болуымен қатар молекуладағы атомдардың өзара байланысу ретіне де (яғни, химиялық құрылысына) тәуелді болады. 2.Заттың қасиеті оның молекуласының құрамына қандай атомдардың қанша мөлшерде кіретіндігіне тәуелді болуымен қатар молекуладағы атомдардың өзара байланысу ретіне де (яғни, химиялық құрылысына) тәуелді болады.

Зат молекуласының құрылысын осы заттың өзіне ғана тән жалғыз құрылымдық формуласы арқылы өрнектеуге болады. Зат молекуласының құрылысын осы заттың өзіне ғана тән жалғыз құрылымдық формуласы арқылы өрнектеуге болады. Бір-бірімен тікелей атомдар мен атом топтарының өзара әсерлері күштірек болады.

Енді химиялық құрылыс теориясының кейбір жағдайларын талдап түсінейік. Енді химиялық құрылыс теориясының кейбір жағдайларын талдап түсінейік. 1. Органикалық қосылыстар молекуласындағы әр элемент атомы өзінің валенттілігіне сәйкес (көміртек-төрт, оттек-екі, сутек-бір валентті) белгілі бір тәртіппен қосылады. Көміртек атомдары бірімен-бірі және басқа атомдармен ортақ электрон жұптарын тұзеді. Молекуладағы атомдардың байланысу ретін электрондық формуламен қатар құрылымдық формуламен де бейнелейді. Яғни, құрылымдық формула молекуладағы атомдардың өзара байланысу тәртібін көрсететін формула. Құрылымдық формулалардағы атомдардың арасындағы сызықшалар коваленттік байланыс түзуші электрон жұбын көрсетеді:

2. Сандық және сапалық құрамдары бірдей, бірақ қасиеттері әр түрлі заттардың болуын химиялық құрылыс теориясы түсіндірді. Молекулалық формуласы бірдей С Н О-ға сай екі заттың құрылысы мен қасиеттерін салыстырайық. 2. Сандық және сапалық құрамдары бірдей, бірақ қасиеттері әр түрлі заттардың болуын химиялық құрылыс теориясы түсіндірді. Молекулалық формуласы бірдей С Н О-ға сай екі заттың құрылысы мен қасиеттерін салыстырайық. Диметил эфирінің құрамындағы оттек атомы екі жағынан көміртек атомдарымен байланысқан, сутек атомдарының бәрі көміртектермен байланысқан: Н Н Н Н Н-С-О-С-Н Н-С-С-О-Н Н Н Н Н диметил эфирі этил спирті қайнау темп.-23,7 қайнау темп.+78,3

Этил спиртіндегі оттек бір көміртек және бір сутек атомымен байланысқан, сутек атомдарының бесеуі көміртекпен, біреуі оттекпен жалғасқан. Құрамдары (молекулалық формулалары) бірдей бұл екі қосылыстың қасиеттері әр түрлі. Диметил эфирі бөлме температурасында газ тәрізді, ал этил спирті- сұйық зат. Химиялық қасиеттері де өзгеше. Этил спиртіндегі оттек бір көміртек және бір сутек атомымен байланысқан, сутек атомдарының бесеуі көміртекпен, біреуі оттекпен жалғасқан. Құрамдары (молекулалық формулалары) бірдей бұл екі қосылыстың қасиеттері әр түрлі. Диметил эфирі бөлме температурасында газ тәрізді, ал этил спирті- сұйық зат. Химиялық қасиеттері де өзгеше.

3. Енді молекуладағы атомдар мен атом топтары бір-біріне өзара қалай әсер ететінін қарастырайық. Атомдардың реакцияласу қабілеті олардың қандай атомдармен байланысқанына тәуелді. Себебі атомдар мен атом топтары өзара әсерлеседі. Бір-бірімен тікелей байланысқан атомдардың әсерлері көбірек болады. Жоғарыда қарастырылған диметил эфирі мен этил спиртінің құрамдарын салыстырсақ, спирт молекуласындағы оттек атомымен байланысқан сутектің қасиеті көміртекпен байланысқан сутектердің қкасиеттерінен өзгеше. Электртерістігі үлкен оттек атомының әсерінен тек оттекпен байланысқан сутек қана белсенді металдармен орынбасу реакцияларына түсе алады: 3. Енді молекуладағы атомдар мен атом топтары бір-біріне өзара қалай әсер ететінін қарастырайық. Атомдардың реакцияласу қабілеті олардың қандай атомдармен байланысқанына тәуелді. Себебі атомдар мен атом топтары өзара әсерлеседі. Бір-бірімен тікелей байланысқан атомдардың әсерлері көбірек болады. Жоғарыда қарастырылған диметил эфирі мен этил спиртінің құрамдарын салыстырсақ, спирт молекуласындағы оттек атомымен байланысқан сутектің қасиеті көміртекпен байланысқан сутектердің қкасиеттерінен өзгеше. Электртерістігі үлкен оттек атомының әсерінен тек оттекпен байланысқан сутек қана белсенді металдармен орынбасу реакцияларына түсе алады: 2С2Н5ОН+2Na 2C2H5ONa+H2 Ал диметил эфиріндегі сутек атомдары белсенді металмен орынбасу реакциясына түспейді.

Изомерлер –молекулалық формулалары бірдей болғанымен, құрылыстары мен қасиеттері әр түрлі заттар . Изомерлердің физикалық және химиялық қасиеттері өзгеше болады. Грекше изос-тең, мерос-бөлшек деген мағынаны береді.Изомерлену-органикалық химияда жиі кездесетін құбылыс. Изомерлеудің бірнеше түрі бар. Изомерлер –молекулалық формулалары бірдей болғанымен, құрылыстары мен қасиеттері әр түрлі заттар . Изомерлердің физикалық және химиялық қасиеттері өзгеше болады. Грекше изос-тең, мерос-бөлшек деген мағынаны береді.Изомерлену-органикалық химияда жиі кездесетін құбылыс. Изомерлеудің бірнеше түрі бар.

СН3 -СН2 -СН 2 -СН 3 СН3 -СН2 -СН 2 -СН 3 н-бутан СН3 -СН -СН 3 СН 3 изобутан

Изомерлену түрлері

Органикалық қосылыстардың химиялық құрылыс теориясының дамуы мен маңызы Химиялық құрылыс теориясы- органикалық химияның іргетасы. Оның органикалық химиядағы маңызын бейорганикалық химиядағы Д.И.Менделеевтің периодтық жүйесімен салыстыруға болады. Химиялық құрылыс теориясы молекулаларды өзара қатаң тәртіппен байланысқан атомдардан тұратын жүйе ретінде қарауға мүмкіндік берді. “Молекуланың құрылысын білуге болмайды” деген идеалистік көзқарасқа соққы беріп, органикалық химияда белгісіз болған көп фактілерді, мысалы изомерлену құбылысын түсіндірді.

Органикалық қосылыстардың химиялық құрылыс теориясы іс жүзінде жинақталған көп материалдарды жүйелеуге, жаңа заттардың бар екенін болжауға және олардың алу жолдарын көрсетуге көмектесті. Органикалық химия құрылыс теориясының арқасында аналитикалық ғылымнан синтетикалық ғылымға айналды. Органикалық қосылыстардың химиялық құрылыс теориясы іс жүзінде жинақталған көп материалдарды жүйелеуге, жаңа заттардың бар екенін болжауға және олардың алу жолдарын көрсетуге көмектесті. Органикалық химия құрылыс теориясының арқасында аналитикалық ғылымнан синтетикалық ғылымға айналды. Құрылыс теориясын жасау барысында А.М.Бутлеров: “Органикалық қосылыстардың кеңістіктік құрылыстары болуы мүмкін” деген болжам айтты.

Осы болжам дәлелденіп, көп кешікпей-ақ 1874 жылы голландиялық ғалым Я.Вант-Гофф пен француз химигі Ж.Ле Бель: “Көміртек атомының төрт валенттік электрондары кеңістікте тетраэдрдің төрт бұрышына бағытталып орналасады” деген пікірді ұсынды. Осылайша химиялық құрылыс теориясы молекуладағы атомдардың кеңістіктегі орналасуы жөніндегі іліммен толығып, жаңа ғылым- стереохимияның негізі қаланды. Осы болжам дәлелденіп, көп кешікпей-ақ 1874 жылы голландиялық ғалым Я.Вант-Гофф пен француз химигі Ж.Ле Бель: “Көміртек атомының төрт валенттік электрондары кеңістікте тетраэдрдің төрт бұрышына бағытталып орналасады” деген пікірді ұсынды. Осылайша химиялық құрылыс теориясы молекуладағы атомдардың кеңістіктегі орналасуы жөніндегі іліммен толығып, жаңа ғылым- стереохимияның негізі қаланды. Қазіргі көзқарас бойынша органикалық қосылыстардың қасиеттері молекуланың сапалық, сандық құрамдарымен және химиялық құрылысымен қатар заттың электрондық және кеңістіктік құрылыстарына да тәуелді болады.