Задачи на алкены

Задачи на алкены

 

 

Задача на алканы

Задача на алканы

Номенклатура ИЮПАК (IUPAK)

 

IUPAC — International Union of Pure and Applied Chemistry

 

Номенклатура ИЮПАК (IUPAC)— это правила названий соединений, общие во всем мире.

 

С номенклатурой неразветвленных органических соединений все понятно — первая часть названия соответствует количеству атомов, вторая — классу соединения, например, бутан — 4 атома углерода, алкан.

 

У разветвленных соединений номенклатура посложнее. Есть определенные общие правила.

 

 

«Ответвления» от основной цепи называются радикалы. В таблице приведены названия основных радикалов. По сути это частицы без одного атома H. Их названия соответствуют названиям алканов, только с другим окончанием —  -ил.

 

1. Главная углеродная цепь, во-первых, должна быть самой длинной, во-вторых, если имеются две или более одинаковые по длине цепи, то из них выбирается наиболее разветвленная.

 

2. Нумерацию начинают с того атома углерода, к которому ближе радикал.

 

3. Указывают номер атома, при котором крепится радикал, называют радикал, называют саму цепь:   3-этилгептан.

 

Если радикалов несколько, то их называют в алфавитном порядке, указывая «место крепления» каждого:

 

Если в соединении несколько одинаковых радикалов, то добавляют приставки-числа: ди-, три-, тетра- и т.д.

 

 

Иногда встречаются задания, в которых по названию нужно написать структурную формулу вещества. Здесь нужно использовать номенклатуру ИЮПАК «с конца».

 

Дано вещество: 2,3-диметил, 3,4диэтил гептан

 

Начинаем «с конца» -сначала рисуем цепь из 7 атомов углерода с одинарными связями- гептан:

 

С — С — С — С — С — С — С

 

Нам дано, что при втором и третьем атоме у него радикалы — 2 метила:

 

 

Так же пририсовываем 2 этила — у 3-го и 4-го атомов С (я их нарисовала вверху молекулы, чтобы места хватило):

 

Осталось только доставить атомы водорода. Принцип простой — у каждого углерода должно быть 4 связи (часто радикалы пишут в скобках рядом с теми атомами, при которых они находятся)):

 

СH3-С(CH3)-C(CH3)(C2H5)-C(C2H5)-CH2-CH2-CH3

 

Обратите внимание: есть атомы углерода «концевые» — они окружены тремя водородами (-CH3). У них только 1 связь с другим атомом углерода. Такие атомы по классификации ИЮПАК называются первичными.

 

Если у атома углерода 2 связи с другими С — это вторичный атом углерода (-CH2-).

 

Три — третичный (-C) и т.д.

 

Для чего была разработана номенклатура ИЮПАК? Часто математику называют универсальным языком мира. Числа и математические формула понятны в любой стране, для любого иностранца. Так вот, номенклатура ИЮПАК — это такой своеобразный международный язык, только понимают его химики :).

 

Основы органической химии

 

Основы органической химии

Традиционно органическими веществами называют соединения углерода.

 

Но CO2 и CO- это тоже соединения углерода

 

Органические соединения — это соединения, в которых есть углеродные цепи, т.е. есть связь С-С и связи с другими элементами (у алмаза, например, тоже есть связи С-С, но нет других элементов).

 

«Другие элементы» — это, в основном, H, O, N, S и др.

 

Многие думают, что органическая химия — это химия «природных веществ» — таких как белки, жиры, углеводы и т.д. Но полиэтилен — то, из чего делают обычные пакеты, в которые мы продукты упаковываем, это тоже органическое вещество.

 

У всех органических веществ есть общие свойства:

 

1. Связь  -С-С- и связи углерода с указанными выше элементами.

 

2. В органической химии есть понятие изомерия.

 

Изомеры — одинаковые по составу и молекулярной массе вещества, но различающихся по строению или расположению атомов в пространстве и, вследствие этого, по свойствам.

 

В принципе, очень похоже на аллотропию — у алмаза, графита и карбина, например, тоже одинаковый качественный и количественный состав, и свойства у них совсем разные, но аллотропия — свойство присущее только простым веществам, а органические вещества (см. пункт 1) — сложные.

 

3.  Все-все все органические вещества сгорают до CO2 и H2O

 

4. Реакции в органической химии протекают медленно, не всегда до конца, большинство органических соединений малоактивны.

 

5. У органических соединений низкие температуры плавления, кипения, разложения.

 

В основном, реакции в органической химии идут по функциональным группам, по этим группам вся органическая химия делится на классы веществ:

 

• Углеводороды (по названию, содержат только С и Н):

 

алканы (имеют одинарную связь между атомами С),

 

циклоалканы (циклические соединения с одинарными связями между атомами углерода),

 

алкены (содержат двойную связь >С=С<),

 

алкины ( -C ≡ C-)

 

алкадиены (-С=С-С=С-)

 

и

 

ароматические углеводороды (ароматическая связь, шестичленное кольцо из атомов углерода).

 

• Кислородсодержащая органика:

 

Спирты  и фенолы (функциональная группа -OH);

 

Альдегиды (функциональная группа -COH — собственно альдегиды и -С=О -кетоны);

 

Карбоновые кислоты (-COOH)

 

• Азотсодержащие органические вещества:

 

          Нитросоединения (содержат группу -NO2)

 

Производные аминов (-NH2)

 

Это те соединения, которые рассматривают в школьном курсе химии — в 10 и 11 классах. Конечно, классов намного больше и некоторые из них рассмотрим и с биологической стороны, т.к. их роль в обмене веществ огромна.

 

 Итак, начинаем изучать органическую химию!

 

 

Как эффективно подготовиться к экзамену

Вопрос «Как эффективно подготовиться к экзамену» мне задают ОЧЕНЬ часто, есть несколько мнений по этому поводу, я озвучу здесь свое личное мнение, которое за 7 лет работы принесло определенные хорошие результаты.

 

 

Задачи на фенолы

Задачи на фенолы

 

Фенолы отличаются от алифатических спиртов наличием бензольного кольца и исключительно кислотными свойствами -OH — группы (т.е. отщепляется только водород).

 

Задачи на фенолы пример №1

 

 

Внимание: с бромной водой будет реагировать только фенол (качественная реакция) !

 

С₆H₅-OH + Br₂ = C₆H₄Br(OH) + HBr

 

 

Т.е. выпавший осадок массой 33.1 г — 2,4,6-бромфенол.

 

n(C₆H₂Br₃(OH))=m\Mr=33.1\331 = 0.1 моль

 

n(C₆H₅OH)=n(C₆H₂Br₃(OH))= 0.1 моль

 

m(C₆H₅OH)=n*Mr = 0.1*94=9.4 г

 

Значит, масса ароматического углеводорода  m = m(cмеси) — m(C₆H₅OH) = 14-9.4 = 4,6 г

 

Mr(C_nH_2n-6)= m\n=4,6 \ 0.05 = 92

 

Подставляем значение молярной массы в общую формулу аренов:

 

12n + 2n -6 = 92

 

14n=98

 

n=7

 

C₇H₈ — толуол

 

Задачи на фенолы пример №2

 

При обработке 4,18 г смеси бензилового спирта, крезола и фенола избытком  калия выделилось 448 мл (н.у.) газа. Вычислите массовую долю фенола в исходной смеси.

Итак, сначала определимся с формулами:

бензиловый спирт: С₆H₅CH₂OH:

крезол:  С₆H₄₍CH₃₎OH

фенол: С₆H₅OH:

 

Бензиловый спирт С6Н5СН2ОН и крезол СН3С6Н4ОН являются изомерами состава С7Н8О. Их массу в смеси обозначим через х, а объем выделившегося водорода – у, тогда реакцию изомеров с калием можно записать одним уравнением:

2C₇H₇OH + 2K = 2C₇H₇OK + H₂

В реакции фенола с калием масса фенола (4,18 – х) г, а объем выделившегося водорода
V_(Н2) = z л.

2С₆H₅OH+2K=2C₆H₅OK+H₂

Всего в реакциях выделилось 0,448 л газа: у + z = 0,448 л,
22,4х/(2*108) + 22,4*(4,18 – х)/(2*94) = 0,448.
Отсюда х = 3,24 г.
Масса фенола равна: 4,18 – 3,24 = 0,94 г.
Массовая доля фенола в смеси:
w_(С6Н5ОН) = 0,94/4,18 = 0,225, или 22,5%.

Далее считаем сколько водорода выделилось при реакции с фенолом и по разности находим объем водорода выделяемый смесью бензилового спирта и крезола массой 3,24 г. Составляем еще одну систему уравнений.

 

_______________________________________________________________________________________________________________

 

Как видите, все задачи на фенолы сводятся к отличительным особенностям их химических свойств.

 

Задачи на спирты

Спирты в органической химии довольно разные и, соответственно, отличаются по химическим свойствам. Давайте рассмотрим основные примеры .

 

Задачи на спирты

 

Осуществить цепочку превращений

Осуществить цепочку превращений

 

Допустим, нам в задании С3 ЕГЭ по химии дана такая цепочка превращений:

 

 

Какой вообще алгоритм действий при решении таких задач?

Названия спиртов

У спиртов общая формула:

 

R — OH

 

Однако,

Названия спиртов

очень отличаются, как и их свойства

 

Спирты и фенолы

Задачи на спирты и фенолы

 

Все задачи на тему спирты и фенолы сводятся к определению различий их химических свойств. Не смотря на то, что спирты и фенолы имеют одну функциональную группу -OH, различие в строении радикала R приводит к разным химическим реакциям.