Көміртек атомының құрылысының ерекшеліктері Демонстрация № 1 "Органикалық заттардың үлгілері (мұнай, керосин, этанол, глицерин, глюкоза, сахароза, парафин, мақта, ағаш). Химия, 11 сынып, дидактикалық материал.

 Органикалық химияға кіріспе

 Органикалық химия көміртек қосылыстарын – көмірсутектерді және олардың құрамына периодтық кесте элементерінің барлығы дерлік кіре алатын туындыларын зерттейді. Қазіргі таңда 140 милионнан аса органикалық қосылыстар белгілі.

 Көміртегінің ерекшелігі неде? Неліктен көміртегі қосылыстары көп кесдеседі? Бұған көміртегі атомының периодтық жүйедегі орны жауап береді. Көміртегі екінші период элементтерінің ортасында орналасқан. Көміртегінің сол жағындағы атомдар электронды беруге, ал оң жағындағы атомдар электронды қабылдауға қабілетті. Ортасында орналасқан көміртегі атомы электронды нашар береді және қосып алмайды. Оның орнына ол байланыс түзу кезінде басқа элеметтермен электрондарын ортақтастырады, яғни жұптастырады. Мұндай қасиет астында орналасқан кремнийге де тән, бірақ кремнийдің атом радиусы көміртегімен салыстырғанда жоғары болғандықтан, кремнийдің металдық қасиеті басымырақ.

 Не себепті органикалық қосылыстар көп кездеседі?

 Біріншіден, органикалық қосылыстарда көміртек атомдары өзара жалғасып, құрамына көп атом топтары кіретін тізбек құра алады. Екіншіден, көміртек атомдары бір-бірімен түзу (а), тармақталған (б) және тұйық (с) тізбекті байланыс түзе алады.

 Тізбек құрамындағы көміртек атомдарының саны әртүрлі болуы мүмкін. Үшіншіден, көміртек атомдары өзара дара, қос және үш еселі байланыстар түзе алады.

 Төртіншіден, көміртек Периодтық кестедегі барлық дерлік элементтермен айтарлықтай тұрақты қосылыстар түзе алады.

 Органикалық қосылыстардаң жалпы қасиеттері

 Органикалық заттар негізінен көміртек және сутек атомдарынан тұратындықтан, араларындағы байланыстар коваленттік (полюсті немесе полюссіз) болады. Сондықтан органикалық заттарға мынадай қасиеттер тән:

•  Олар бейэлектролиттерге немесе әлсіз электролиттерге жатады;
•  Органикалық заттар арасындағы реакциялар баяу жүреді;
•  Органикалық заттар молекулалық құрылымды болғандықтан, қайнау және балқу температуралары төмен болады;
•  Органикалық заттар қыздыруға төзімсіз келеді, салыстырмалы төмен температураның өзінде (100^оС-қа жетпей) ыдырап кетеді;
•  Оттек қатысында органикалық қосылыстардың барлығы дерлік жанады, нәтижесінде көміртек (ІV) оксиді немесе көмірленеді (С) және су түзіледі.

 Органикалық қосылыстардың химиялық құрылыс теориясы

 (А.М. Бутлеров теориясы)

•  Органикалық зат молекуласындағы атомдар ретсіз орналаспайды, олар өздерінің валенттіліктеріне сай белгілі бір ретпен байланысады.

 Органикалық қосылыстарда әр элемент атомы өзінің валенттілігіне сәйкес белігілі бір тәртіппен қосылады. Органикалық қосылыстарда көміртегі атомы тек төрт валенттілікке ие, бірақ қосылыстарда -4 ÷ +4 аралығындағы барлық тотығу дәрежесін көрсетеді. Көміртек атомдары бір – бірімен және басқа атомдармен ортақ электрон жұптарын түзеді. Молекуладағы атомдардың өзара байланысу тәртібін көрсететін формуланы құрылымдық формула деп атайды.

 Этил спиртінің құрылымдық формуласын салу

•  Заттың қасиеті оның молекуласының құрамына қандай атомдардың қанша мөлшерде кіретіндігіне тәуелді болумен қатар молекуладағы атомдардың өзара байланысу ретіне (яғни, химиялық құрылысына) және атомдар мен атом топтарының өзара әсеріне де тәуелді болады.

 Сандық және сапалық құрамы бірдей, бірақ қасиеттері әртүрлі заттардың болуын химиялық құрылыс теориясы түсіндіреді. Молекулалық формуласы бірдей С₂Н₆О болатын екі заттың құрылысы мен қасиеттерін салыстырайық. Диметил эфиріндегі оттегі атомы екі жағынан көміртегі атомдарымен байланысқан, ал сутек атомдарының барлығы сутек атомдарымен байланысқан:

 көмтек және бір сутек атомдарымен байланысқан, ал сутек атомдарының бесеуі көміртек, ал біреуі оттек атомымен байланысқан. Бұл екі қосылыстың қасеттері әр түрлі. Диметилэфирі бөлме температурасында газ тәрізді, ал этил спирті сұйық зат. Екеуінің химиялық қасиеттері де өзгеше болады. Қосылыстардың құрамына кіретін атом және атом топтарының өзара әсері жеке тақырып ретінде қарастырылады.

•  Заттың қасиеті арқылы оның молекулалық құрлысын анықтауға және керісінше оның молекуласының химиялық құрылысы бойынша заттың қасиетін болжауға болады.

 Жоғарыда мысалда келтірілген молекулалық формуласы С₂Н₆О болатын қосылыс активтілігі жоғары металмен реакцияға түсіп сутегі газы бөлінген жағдайда, қосылыста бір сутегі атомының оттегімен байланысқанын білуге болады.

 Органикалық молекулаларды өрнектеу

 Органикалық қосылыстардың формуласын жазғанда олардың химиялық құрамын ғана көрсету жеткіліксіз. Себебі, екі қосылыстың құрамы бірдей бірақ қасиеттері әртүрлі болуы мүмкін. Сондықтанда органикалық қосылыстарды суреттеудің бірнеше әдісі бар. Мысалы ретінде құрамы С₄Н₁₀ және С₆Н₆ болып келетін екі қосылыстың формулаларын әртүрлі жолмен өрнектеп көрейік.