Введение в органическую химию.

Тема I. «Введение в органическую химию. Валентность»
Теория
Введение
Органическая химия - наука, изучающая соединения углерода.
Углерод – уникальный элемент. Атомы углерода способны образовывать
длинные цепочки, образуя между собой одинарные, двойные и тройные связи.
Органических веществ, благодаря этому, насчитывается более 20 млн.
Конечно, все эти вещества изучить сложно, но в курсе химии вы изучите
основные классы органических веществ, изучите закономерности химических
свойств органических веществ, применение этих веществ человеком.
Теория строения органического вещества А.М.Бутлерова
В 1861г. русский химик А.М.Бутлеров сформулировал теорию строения
органического вещества. Положения теории звучат следующим образом:
1). Атомы химических элементов соединяются друг с другом в молекулы
согласно своей валентности. Углерод во всех органических соединениях
четырехвалентный.
2). Свойства вещества зависят не только от качественного и количественного
состава молекулы, но и от её химического строения. Вещества, имеющие один и тот
же состав, но разное строение, называются изомерами, а само их
существование изомерией.
3). Атомы и группы атомов в молекуле взаимно влияют друг на друга
непосредственно или посредством других атомов.
4). Строение вещества познаваемо, возможен синтез веществ с заданным
строением.
Валентность
Давайте вспомним важнейшее химическое понятие «валентность».
Валентность (от лат. valentia - сила) - способность атома присоединять или
замещать определенное число других атомов или атомных групп с образованием
химической связи.
Термин "валентность" введен в 60-х гг. 19 в. На представлениях о валентности
была основана классическая теория химического строения A.M. Бутлерова.
Количественной мерой валентности
атома
элемента Э служит
число атомов водорода или кислорода, при этом валентность водорода равна I, а
валентность кислорода –II.
Например, элемент Э присоединяет водород, образуя гидрид ЭНx или,
соединяясь с кислородом, образует оксид ЭnОm.
Валентность элемента может быть определена и по другим атомам с
известной валентностью. В различных соединениях атомы одного и того же
элемента могут проявлять разную валентность. Так, сера двухвалентна в H2S и CuS,
четырехвалентна в SO2 и SF4, шестивалентна в SO3 и SF6.
В
рамках
электронной
теории
химической
связи валентность атома определяется числом его неспаренных электронов в
основном или возбужденном состоянии, участвующих в образовании общих
электронных пар с электронами других атомов.
Поскольку электроны внутренних энергетических уровней атома не участвуют
в образовании химических связей, максимальную валентность элемента считают
равной числу электронов на внешнем энергетическом уровне атома. Максимальная
валентность элементов одной и той же группы, главной подгруппы периодической
системы обычно соответствует номеру группы. Например, максимальная
валентность атома углерода С равна IV.
Практика
Задание. Определите валентность элементов в соединениях плавиковая или
фтороводородная кислота HF и оксида азота(III) N2O3.
Валентность элементов по формулам можно определить следующим образом:
1. Пишут химическую формулу вещества и отмечают валентность известного
элемента:
I
II
HF
N2 O3
2. Находят и записывают общее число валентностей, для этого валентность
известного элемента умножают на число его атомов.
1
I
HF
6
II
N 2O3
3. Вычисляют и поставляют над химическими знаками валентность другого
элемента. Для этого общее число валентностей делят на индекс этого элемента.
1
6
I I
III II
HF
N2 O3
Также вы должны уметь называть вещества. Так, например, HF –
фтороводородная кислота, N2O3 – оксид азота (III). Не забывайте, что если элемент
проявляет переменную валентность, то в его названии необходимо указывать
валентность римской цифрой в скобках.
Тест по теме «Валентность»
1. Допишите предложение.
Валентность – это свойство…
а) простого вещества;
б) сложного вещества;
в) молекулы;
г) химического элемента;
д) правильного ответа нет.
5.
Выберите правильный ответ.
Какие утверждения верны?
А) валентность может быть равна нулю
б) валентность может быть равна 10
в) валентность может иметь дробное значение
г) валентность может иметь целочисленное значение
д) правильного ответа нет.
5.
Выберите правильный ответ.
Какие из перечисленных элементов имеют постоянную валентность?
А) железо;
б) медь;
в) сера;
г) натрий;
д) правильного ответа нет.
4. Выберите правильный ответ.
В состав какого из перечисленных веществ входят только одновалентные
элементы?
А) CaO
б) AlN
в) NaCl
г) H2O
д) правильного ответа нет.
Дополнительно, определите валентность каждого элемента в соединении, все
вещества назовите.
5. Выберите правильный ответ.
В состав какого из перечисленных веществ входит металл с валентностью,
равной II?
А) CO
б) NiS
в) SnO2
г) ZnCl2
д) правильного ответа нет.
Дополнительно, определите валентность каждого элемента в соединении, все
вещества назовите.