Начальные сведения об органических соединениях

глава 6
Начальные сведения
об органических
соединениях
В главе 3 вы познакомились со свойствами углерода
и некоторых его простейших соединений. На самом
деле химия углерода гораздо более разнообразна — он
образует десятки миллионов веществ. Эти вещества
называют органическими, а их изучением занимается
специальный раздел химии — органическая химия.
Название «органические» предложил в 1807 г.
шведский химик Й. Я. Берцелиус (1779—1848) для
обозначения веществ, получаемых из живых ор­га­низ­
мов. В настоящее время органическими называют как
найденные в природе, так и полученные в лаборатории.
§ 48
Классификация и строение
органических веществ
Органические вещества играют важнейшую роль в
живой природе. Животные и растительные организмы
состоят из органических соединений, взаимопревраще­
ние которых обеспечивает существование — жизнь —
всех живых организмов на Земле. Процессы обмена ве­
ществ, дыхания, фотосинтеза, пищеварения и многие
другие с точки зрения химии представляют собой по­
следовательности химических реакций, в ходе которых
одни органические вещества превращаются в другие.
Такие полезные ископаемые, как каменный уголь,
нефть, природный газ, состоят из органических соеди­
не­ний и образовались при разложении древних рас­те­
ний. На химических производствах полезные иско­пае­
мые перерабатывают и получают новые синтетические
материалы (пластмассы, волокна и др.), без которых
невозможно существование современного общества.
3
Глава 6. НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ
Органические вещества способны вступать в хими­
ческое взаимодействие с неорганическими веществами.
Более того, они могут образовываться из неорганиче­
ских веществ, и наоборот, превращаться в неорганиче­
ские вещества. Например, при взаимодействии раска­
лённого угля с водородом образуется простейшее орга­
ническое вещество — газ метан:
C + 2H2 = CH4↑,
а сложное органическое вещество сахароза, известное
в быту как сахар, при нагревании разлагается на
углерод и воду:
C12H22O11 = 12C + 11H2O.
Несмотря на всё многообразие, органические соеди­
нения обладают некоторыми общими свойствами. Поч­
ти все они имеют молекулярное строение, т. е. состоят
из молекул. Для таких соединений характерны сравни­
тельно низкие температуры плавления и кипения, поэ­
тому многие органические соединения при обычных ус­
ловиях представляют собой газы, летучие жидкости
или легкоплавкие твёрдые вещества.
В отличие от большинства неорганических соедине­
ний, органические вещества, как правило, горючи и
при нагревании разлагаются.
При полном сжигании органических веществ обра­
зуются углекислый газ и вода, а также азот, если он
входил в их состав.
Кекуле Фридрих (1829—1896)
Великий немецкий химик, внёсший огромный
вклад в создание теории строения органических
соединений. Он обосновал четырёхвалентность
углерода в органических соединениях и выдвинул идею о соединении атомов углерода в цепи,
впервые синтезировал многие органические соединения.
4
Классификация и строение органических веществ
Бутлеров Александр Михайлович
(1828—1886)
Великий русский химик, один из основателей
органической химии. Он внёс огромный вклад в
создание теории строения органических соединений: предсказал явление изомерии и подтвердил его экспериментально, синтезировав
изобутан.
Для изучения органических веществ удобно разде­
лить их на отдельные классы в соответствии со строени­
ем или свойствами подобно тому, как мы делали это
для неорганических веществ. Простейшие органиче­
ские соединения содержат только два элемента — угле­
род и водород, отсюда их название — углеводороды.
В более сложных по составу веществах обычно есть ато­
мы кислорода или азота.
До середины XIX в. считалось, что органические ве­
щества способны образовываться только под действием
божественной виталистической (от лат. vita — жизнь)
силы. Однако опыты учёных показали, что органиче­
ское вещество мочевину можно получить из карбоната
аммония — вещества неорганического. Постепенно на­
капливались и другие, противоречившие виталистиче­
ским взглядам экспериментальные факты.
Впервые научную теорию строения органических
веществ сформулировали немецкий химик Ф. Кекуле
и русский химик А. М. Бутлеров.
В соответствии с теорией строения органических ве­
ществ их молекулы состоят в основном из атомов углеро­
да, водорода, кислорода, и в меньшей степени других
элементов, соединённых друг с другом в соответствии с
их валентностями. При этом атомы углерода в органиче­
ских веществах четырёхвалентны, водорода и кислоро­
да — двухвалентны.
C ,
O , H Атомы углерода в органических соединениях спо­
собны образовывать одинарные, двойные и тройные
связи, а также соединяться в цепи и кольца.
5
Глава 6. НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ
Зная валентности атомов, легко составить формулы
простейших органических веществ.
H
H C H
CH4
метан
H
H H
H C C H
C2H6
этан
H H
C2H4
H H
C C
H H
этилен
C2H2
H C C H
ацетилен
H
H C O H
СH4O
метанол
H
Для большинства органических веществ простей­
шая формула не может однозначно описать строение
молекулы. Так, например, составу C2H6O соответству­
ют два вещества:
H H
H C C O H
H H
C2H5 OH
Этанол
(этиловый спирт)
H H
H C O C H
H H
CH3 O CH3
Диметиловый эфир
Этиловый спирт — это жидкость, которая не­
ог­
раниченно смешивается с водой, а диметиловый эфир
при комнатной температуре — газ, нерастворимый
в воде.
6
Углеводы
Таким образом, эти вещества имеют одинаковый
состав, соответствующий формуле C2H6O, но разное
строение и соответственно свойства. Такие вещества
называются изомерами.
В о п р о с ы и з а д а ни я
1. Какие вещества называют органическими? Приведите приме­
ры.
2. Какими общими свойствами обладают органические соедине­
ния?
3. Объясните, почему органических соединений так много.
4. Какова валентность атомов углерода в органических веще­
ствах?
5. Зная валентности углерода, кислорода и водорода, составьте
структурную формулу какого‑либо органического соединения,
имеющего формулу C3H6O2.
6. Найдите формулу углеводорода, содержащего 82,76% углерода
по массе, если его молярная масса равна 58 г/моль.
7. Сколько химических связей в молекуле пропана C3H8? Сколько
из них связей С С и С Н?
8.Напишите структурные формулы двух изомеров состава:
a) C2Н4Cl2; б) C4H10.
§ 49
Углеводы
Углеводороды — это органические вещества, состоя­
щие только из атомов двух элементов — углерода и во­
дорода.
Предельными углеводородами или алканами
называют вещества, молекулы которых содержат
только одинарные связи С С. Состав алканов можно
описать общей формулой СnН2n + 2, где n — натуральное
число.
Простейшие алканы — метан, этан, пропан и бутан
(рис. 125).
H
H H
H H H
H C H H C C H H C C C H
H
H H
Метан CH4
Этан C2H6
H H H
Пропан C3H8
H H H H
H C C C C H
H H H H
Бутан C4H10
7
Глава 6. НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ
Рис. 125. Модели молекул метана и его ближайших гомологов
При обычных условиях это газы, практически не­
растворимые в воде.
Все они содержатся в природном газе, основу кото­
рого составляет метан.
Как вещества, относящиеся к одному классу, алка­
ны обладают сходными химическими свойствами. Так,
все алканы окисляются кислородом воздуха. Полное
окисление до углекислого газа происходит при горении
в избытке кислорода. Например, при поджигании ме­
тан сгорает бледно‑синим пламенем, плохо заметным
на ярком солнечном свету:
СН4 + 2О2
CO2 + 2H2O.
При этом выделяется большое количество тепло­
ты — около 50 кДж на 1 г углеводорода.
С воздухом метан образует взрывчатые вещества.
Смеси метана с воздухом, содержащие более 10% мета­
на, взрывоопасны. При работе с метаном, например при
использовании газовых плит или баллонов, необходи­
мо постоянно следить за тем, чтобы пламя не погасло.
Чтобы обнаружить возможную утечку газа, в бытовой
газ (метан), поступающий в дома, добавляют неболь­
шое количество меркаптана — вещества с резким не­
приятным запахом. Именно этим веществом обуслов­
лен запах бытового газа.
Алканы обладают низкой реакционной способно­
стью. Они реагируют только с очень активными веще­
ствами, например кислородом и галогенами. Взаимо­
действие алканов с хлором или бромом идёт только при
освещении или нагревании. При этом один атом галоге­
8
Углеводы
на замещает водород и входит в состав органической
молекулы, а другой объединяется с замещаемым ато­
мом водорода и образует молекулу галогеноводорода:
HH
H C H + Cl Cl
t
H C Cl + H Cl.
HH
В уравнениях реакций с участием органических ве­
ществ знак равенства заменяют на стрелку, чтобы не
путать его с двойной связью.
С предельными углеводородами вы встречаетесь
буквально на каждом шагу (рис. 126). Всем известен
природный газ метан. Жидкие и твёрдые алканы со­
держатся в нефти, перегонкой которой получают важ­
нейшие моторные топлива — бензин и керосин. Пара­
фин, из которого изготавливают свечи, — это смесь
твёрдых алканов, а вазелин, используемый для при­
готовления мазей, содержит как твёрдые, так и жид­
кие углеводороды. Алканы также входят в состав ас­
фальта.
Рис. 126. Применение предельных углеводородов
9
Глава 6. НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ
При образовании двойной или тройной связи между
атомами углерода число атомов водорода в молекуле
уменьшается:
H H
H C C H –2H H C C H –2H H C C H.
H H
H H
Углеводороды, в молекулах которых есть хотя бы
одна кратная связь между атомами углерода, называют
непредельными, потому что они содержат меньше ато­
мов водорода, чем соответствующие им алканы.
Простейшие непредельные углеводороды — этилен
и ацетилен.
H H
H C C H
C C
H
H ЭтиленАцетилен
Это бесцветные газы, малорастворимые в воде. В от­
личие от метана, они легко вступают в химические ре­
акции. Главное свойство непредельных соединений —
склонность к реакциям присоединения, в результате
которых к каждому атому углерода при двойной или
тройной связи присоединяется атом или группа атомов
и образуется предельное, т. е. не содержащее кратных
связей соединение.
И этилен и ацетилен реагируют с водородом при на­
гревании в присутствии никелевого катализатора, при
этом образуется предельный углеводород этан:
H H
H H
C C + H H t, Ni H C C H.
H H
H H
При пропускании этилена через бромную воду проис­
ходит присоединение брома к этилену, оранжевая окра­
ска раствора исчезает — бромная вода обесцвечивается.
Br Br
H H
C C + Br Br
H H
10
H C C H.
H H
Углеводы
Эту реакцию (рис. 127) ис­
пользуют для обнаружения
непредельных углеводородов
(качественная реакция).
Непредельные углеводоро­
ды легко окисляются сильны­
ми окислителями: они обес­
цвечивают водный раствор
перманганата калия (ещё
одна качественная реакция), Рис. 127. Качественная
а в избытке кислорода сгора­ реакция на непредельные
ют, образуя углекислый газ углеводороды
и воду.
Под действием специальных катализаторов молеку­
лы этилена соединяются друг с другом, образуя длин­
ную углеродную цепь:
...CH2 CH2 + СН2 СН2 + СН2 СН2 + CH2 CH2 + ...
... CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 ...
Реакции такого типа называют реакциями полимеризации. Продукт полимеризации этилена — полиэти­
лен.
В формуле полимера повторяющийся фрагмент мо­
лекулы заключают в квадратные скобки. Тогда уравне­
ние полимеризации этилена можно записать так:
nСH2 СH2
кат.
[ CH2 CH2 ]n.
Обратите внимание на то, что этилен и полиэтилен
имеют одинаковый качественный и количественный
состав: оба состоят из углерода и водорода, причём в
обоих веществах на один атом углерода приходятся два
атома водорода. Важное отличие между ними состоит в
том, что в молекуле этилена есть двойная связь, это не­
предельный углеводород, а в полиэтилене все связи
одинарные (рис. 128), поэтому он проявляет свойства
предельных углеводородов. Полиэтилен не взаимодей­
ствует ни с кислотами, ни с щелочами, устойчив к дей­
ствию окислителей. Именно химической стойкостью
полиэтилена объясняется его широкое применение.
Этилен и этиленовые углеводороды образуются при
отщеплении водорода от предельных углеводородов,
входящих в состав природного газа и нефти.
11
Глава 6. НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ
Рис. 128. Модель фрагмента молекулы полиэтилена
Этилен и его гомологи расходуются в основном на
производство пластмасс. Ацетилен используют для рез­
ки металлов, синтеза пластмасс и синтетических кау­
чуков.
Во п р о с ы и з ад а ни я
1. Какие углеводороды называют алканами? Напишите молеку­
лярную формулу алкана, содержащего восемь атомов углерода.
2. В молекуле алкана неразветвлённого строения содержатся 12
атомов водорода. Изобразите его структурную формулу.
3. Рассчитайте массовую долю углерода в: а) метане; б) пропане.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Как изменяется массовая доля углерода в алканах с увеличени­
ем числа атомов углерода в молекуле?
Предельный углеводород массой 18 г содержит 3 г водорода.
Установите молекулярную формулу этого углеводорода.
Охарактеризуйте физические свойства бутана.
При нагревании этана отщепляется водород и образуется эти­
лен. Напишите уравнение этой реакции. Составьте уравнения
реакций этана с хлором и кислородом.
Составьте уравнение реакции полного сгорания пропана. Какой
объём кислорода необходим для сжигания 20 л пропана? Какой
объём углекислого газа при этом образуется?
Объясните, почему алканы не могут вступать в реакции присо­
единения, а этиленовые и ацетиленовые углеводороды могут.
На рисунке 129 изображены шаростержневые модели молекул
трёх этиленовых углеводородов. Составьте их молекулярные и
структурные формулы.
Рис. 129. Шаростержневые модели молекул этиленовых углеводо­
родов
12
Кислородосодержащие органические вещества
10.Термохимическое уравнение реакции горения ацетилена имеет
вид: 2С2Н2 + 5О2 = 4CO2 + 2Н2О + 2520 кДж. Сколько теплоты
выделяется при сгорании одного литра ацетилена (в пересчёте
на нормальные условия)?
§ 50
Кислородосодержащие
органические вещества
Известно большое число органических соединений,
в состав которых входит кислород. Познакомимся с не­
которыми из них.
Если в молекуле метана CH4 один из атомов водоро­
да заменить на гидроксильную группу —OH, мы полу­
чим молекулу метанола CH4O (рис. 130, а) или CH3OH
(метилового спирта):
HH
H C H H C O H
HH
МетанМетанол
Свойства метанола, принадлежащего к классу спир­
тов, как раз и обусловлены наличием гидроксильной
группы.
Аналогично из этана можно получить этиловый
спирт C2H6O или C2H5—OH (этанол, рис. 130, б):
H H
H H
C C O H
H C C HH H H
H H
ЭтанЭтанол
Рис. 130. Модели молекул: а — метанола; б — этанола
13
Глава 6. НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ
Метанол и этанол — бесцветные жидкости со свое­
образным запахом. Они легче воды и смешиваются с
ней в любых соотношениях, кипят при более низкой
температуре, чем вода.
Метанол очень ядовит. Попадание в организм даже
небольшого количества этого вещества может привести
к летальному исходу.
Наиболее широкое применение в быту находит эти­
ловый спирт, или этанол С2Н5ОН, который в быту на­
зывают просто спиртом. Этанол образуется при спирто­
вом брожении глюкозы в присутствии особых микроор­
ганизмов — дрожжей.
Этанол используют как растворитель, дезинфициру­
ющее средство, он служит сырьём для производства лекарственных препаратов, косметических средств.
Спирт смешивается с бензином во всех отношениях, по­
этому его иногда применяют в качестве добавки к мо­
торному топливу.
Известны спирты, в молекулах которых содержится
несколько гидроксильных групп. К их числу принадле­
жат этиленгликоль и глицерин:
CH2 CH2;CH2 CH CH2.
OH OH
OH   OH OH
ЭтиленгликольГлицерин
Это вязкие жидкости, имеющие высокие температу­
ры кипения, смешиваются с водой в любых отношени­
ях.
Водный раствор этиленгликоля используют в каче­
стве незамерзающей жидкости (антифриза) для охлаж­
дения двигателей автомобилей в зимних условиях. Гли­
церин применяют в производстве косметических
средств.
Среди органических веществ есть и кислоты. Самая
известная из них — уксусная кислота CH3COOH обра­
зуется при скисании вина и яблочного сока. Её запах
знаком каждому, кто хоть раз использовал столовый
уксус (9%-й водный раствор уксусной кислоты). Кон­
центрированный (70—80%) раствор уксусной кислоты
называют уксусной эссенцией.
14
Кислородосодержащие органические вещества
В молекуле уксусной кислоты между атомами угле­
рода и кислорода есть двойная связь:
CH3 C
O
O H.
Под действием этой связи атом водорода в OH груп­
пе кислоты легко отщепляется, поэтому в водном рас­
творе уксусная кислота диссоциирует с образованием
ионов водорода:
СН3COOН
CH3COO– + H+.
Уксусная кислота слабая — её водный раствор со­
держит большое число молекул, не распавшихся на ио­
ны.
Для уксусной кислоты характерны все общие свой­
ства кислот: она реагирует с активными металлами,
оснóв­ными оксидами, основаниями и солями более сла­
бых кислот.
Сильные неорганические кислоты (H2SO4, НСl,
НNО3) вытесняют уксусную кислоту из их солей:
СН3СООNа + НСl
СН3СООН + NaCl.
Уксусную кислоту широко используют как исход­
ное вещество для получения ацетатного волокна, орга­
нических растворителей, душистых веществ. Соли ук­
сусной кислоты называют ацетатами.
Лабораторный опыт 13.
Изучение свойств уксусной кислоты
1.Налейте в пробирку 1 мл раствора уксусной кислоты. Ознакомьтесь с её
запахом. При помощи индикатора докажите её принадлежность к классу
кислот.
2.В пробирку с уксусной кислотой опустите гранулу цинка. Что происходит?
Проделайте аналогичный опыт с соляной кислотой. В каком случае водород
выделяется сильнее? Почему?
3.Подействуйте уксусной кислотой на карбонат натрия, гидроксид меди(II).
Наблюдения и уравнения реакций запишите в тетрадь.
В других органических кислотах, например в стеа­
риновой кислоте CH3(CH2)16COOH, также присутствует
группа —COOH, называемая карбоксилом.
15
Глава 6. НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ
Производными стеариновой кислоты и глицерина
являются жиры, поэтому неудивительно, что, напри­
мер, говяжий жир в желудке человека распадается на
глицерин и карбоновую кислоту.
В живых организмах жиры служат одним из источ­
ников энергии: при окислении 1 г жира выделяется
39 кДж.
Количество жира в организме зависит от режима пи­
тания (рис. 131) и образа жизни. Если с углеводами и
жирами в организм поступает больше энергии, чем рас­
ходуется, избыточные жиры откладываются в мягких
тканях. При недостаточном питании организм получа­
ет энергию, окисляя жиры, накопленные ранее. Доля
жиров составляет обычно 10—20% от общей массы че­
ловека.
Другой источник энергии в живых организмах —
углеводы, или сахара.
Название этого класса соединений происходит от их
общей формулы: они как бы состоят из углерода и воды
(Cn(H2O)m). Некоторые представители углеводов — глю­
коза, сахароза, крахмал и целлюлоза (клетчатка) —
вам хорошо знакомы.
Рис. 131. Содержание жиров в продуктах питания (на 100 г про­
дукта)
16
Кислородосодержащие органические вещества
Глюкоза (виноградный сахар) и сахароза (свеколь­
ный сахар) — бесцветные кристаллические вещества,
сладкие на вкус и хорошо растворимые в воде.
Глюкоза C6H12O6 образуется в листьях растений
в процессе фотосинтеза под действием солнечного
света:
6CO2 + 6H2O
hν
C6H12O6 + 6O2↑.
Глюкоза содержится в виноградном соке, сладких
фруктах. Под действием ферментов она разлагается на
более простые вещества — подвергается брожению. На­
пример, при спиртовом брожении из глюкозы образу­
ются этиловый спирт и углекислый газ:
C6H12O6
брожение
2С2H5OH + 2CO2↑.
В растениях глюкоза постепенно превращается в
сложные углеводы — крахмал и целлюлозу:
nC6H12O6
(С6Н10О5)n + nH2O.
Простейшая химическая формула и крахмала,
и целлюлозы C6H10O5.
С растительной пищей углеводы попадают в орга­
низм животных, где они окисляются кислородом с вы­
делением большого количества энергии. Так, при «сго­
рании» 1 г углеводов выделяется около 17 кДж (4 ккал).
Если эта энергия не расходуется полностью, организм
откладывает её «про запас», направляя на синтез жи­
ров.
Крахмал образуется в растениях из глюкозы и нака­
пливается в корнях, клубнях и семенах. Он представ­
ляет собой белый порошок, нерастворимый в воде. В го­
рячей воде крахмал набухает, образуя вязкий раствор,
называемый клейстером. Под действием иода крахмал
приобретает синий цвет, поэтому иод используют для
обнаружения крахмала.
При нагревании в кислотной среде крахмал превра­
щается в глюкозу.
Оболочки растительных клеток состоят из другого
углевода — целлюлозы. В отличие от крахмала, целлю­
лоза не только нерастворима в воде, но и не набухает
в ней. Целлюлоза входит в состав древесины, ваты.
Важнейшую роль в живых организмах играют белки. Так называют природные высокомолекулярные
17
Глава 6. НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ
соединения, состоящие из соединённых между собой
остатков аминокислот — молекул, в которых кроме
кислотной группы —COOH есть ещё группа —NH2
(аминогруппа).
Белки очень разнообразны по составу и строению.
Их свойства зависят не только от того, какие аминокислотные остатки входят в их состав, но и от того,
в какой последовательности они соединяются друг
с другом.
Белки жизненно необходимы любому организму и
поэтому являются важнейшей составной частью про­
дуктов питания. В процессе пищеварения белки распа­
даются на аминокислоты, которые служат исходным
сырьём для синтеза других белков, необходимых дан­
ному организму.
Во п р о с ы и з ад а ни я
1. Назовите важнейшие кислородсодержащие органические ве­
щества, которые вы изучили.
2. Предположим, вы съели 50 г сыра. Какую энергию получит
ваш организм?
3. Из перечисленных формул выберите те, которые могут отно­
ситься к углеводам: C3H8O, C5H10O5, C12H26, C12H22O11,
C6H12O.
4. Дерево способно превращать за сутки 55 г оксида углерода (IV)
в углеводы. Сколько литров кислорода (н. у.) при этом выделя­
ется?
5.Термохимическое уравнение сгорания глюкозы имеет вид:
C6H12O6(тв) + 6O2(г) = 6CO2(г) + 6H2O(ж) + 2800 кДж.
Сколько энергии выделяется при сгорании 1 г твёрдой глюкозы?
6. Рассчитайте массовые доли углерода и воды в: а) глюкозе; б) са­
харозе; в) целлюлозе. Какое из этих веществ наиболее богато
углеродом, а какое — водой?
7. Рассчитайте объём одного моля целлюлозы (степень полимери­
зации 10 тысяч, плотность 1,52 г/см3).
В свободное время
При помощи аптечной иодной настойки проверьте наличие
крахмала в мёде, хлебном мякише, сыром и отварном картофе­
ле, репчатом луке (свежий срез), дольке и кожуре апельсина и
лимона.
18
Самое важное в главе 6
Са м о е в а жное в г л аве 6
Органическая химия — это химия соединений углеро­
да. Число органических соединений во много раз превы­
шает число неорганических. Это связано со способностью
атома углерода образовывать цепи или циклы, а также
кратные связи. Многие органические вещества имеют
молекулярное строение.
Атомы в молекулах органических веществ соединены
химическими связями в определённой последовательно­
сти в соответствии с их валентностью. Валентность угле­
рода всегда равна четырём. Строение молекулы выража­
ют структурной формулой, в которой химические связи
между атомами изображают чёрточками.
Изомеры — это вещества, имеющие одинаковую моле­
кулярную формулу, но разное строение и различные
свойства.
Углеводороды состоят только из двух химических эле­
ментов — углерода и водорода. Предельные углеводороды (алканы) содержат только одинарные связи С С,
непредельные — хотя бы одну двойную (С С) или трой­
ную (С С) связь.
Предельные углеводороды — малоактивны и реагиру­
ют только с активными веществами, например с галоге­
нами и кислородом. При сгорании предельных углеводо­
родов выделяется большое количество теплоты.
Характерное свойство непредельных углеводородов —
способность присоединять водород, галогены, воду. Из
непредельных углеводородов получают этиловый спирт,
уксусную кислоту, пластмассы и каучук.
Примерами кислородсодержащих органических сое­
динений служат спирты — метанол CH3OH, этанол
C2H5OH, глицерин C3H5(OH)3, а также уксусная кислота
CH3COOH.
Жиры — это производные глицерина и карбоновых
кислот, их основная функция — энергетическая.
Углеводы, или сахара (глюкоза C6H12O6, сахароза
C12H22O11, крахмал и целлюлоза (C6H10O5)n) образуются
в живых организмах в результате фотосинтеза.
Белки — высокомолекулярные соединения, состоя­
щие из связанных между собой остатков аминокислот.
19