Глоссарий

№

Русс/каз/англ.

Пояснение

1

Номенклатура органических соединений

Тривиальные, рациональные, международные названия органических соединений

Органикалык косылыстардын номенклатурасы

Nomenclature of organic compounds

2

Структурные формулы

Изображения органических соединений с помощью символов для элементов и черточек для обозначения

химических связей

Структуралык формулалар

Structural formulas

3

Природные газы

Дешевое и ценное сырье для получения различных органических веществ

Табиги газдар

Natural gases

4

Крекинг нефти

Термическое разложение при высокой температуре

Мунайды крекинглеу

Gracing

5

Этиленовые углеводороды

В молекулах которых между углеродными атомами имеется одна двойная связь

Этилещцк кемірсутектер

Ethylene nydrocarfons

6

Ацетилен

Ненасыщенный углеводород, содержащей в молекуле одну тройную связь

Ацетилен

Acetylene

7

Каучук

Высокомолекулярное соединение

Каучук

Caoutchouc

Например: -хлористый метил (хлорметан)

СН₃-С₂Н₅- Br- 1-бром пропан

Сабактың қысқаша мазмұны

Молекуласында сутек атомдары бір немесе бірнеше сутек галогенге алмасқан органикалық қосылыстарды галогентуындылар деп атайды. Көмірсутектегі сутек атомдарының галогенге алмасқан санына байланысты моно- және полигологентуындылар (ди-, три және т.б.) болып бөлінеді

Галогенмен байланысқан радикалдың сипатына байланысты қаныққан және қанықпаған түрлері анықталады.

Қарапайым моногалогентуындыларды атау үшін, галогенмен байланысқан көмірсутектің аты аталып, галогеннің орыны цифрамен көрсетіледі

Мысалы: -хлорлы метил (хлорметан)

СН₃-С₂Н₅- Br-1 бром пропан

Задание наСРС

1. Отдельные представители галогенпроизводных, применяемые для

изготовления строительных материалов. Примеры.

2. Полигологенпроизводные, строение, применение.

3. Хладогены, строение. Применение.

4. Непредельные галогенпроизводные, строение и свойства.

О 1с.131-133; 140

Д 3с. 89-90; 98

Сроки выполнения – 9 неделя. Вид заданий – контрольная работа.

Задание на СРСП

1. Напишите реакции нуклеофильного замещения

моногалогенпроизводных.

2. Закончите химические реакции:

С₂Н₅СL+NaOH 

C₂H₅J+AgNO₂ 

C₂H₅CL+NaOC₂H₅ 

3. Приведите пример реакции отщепления (элиминирования).

4. Напишите реакцию полимеризации хлористого винила.

О 1с.127-130

Д 3с. 91; 96-97

Контрольные вопросы

А) Для письменного контроля

1. Чем отличаются первичные и вторичные галогеналкилы?

2. Какой галогеналкин применяется для получения каучука?

3. В какие реакции вступают галогеналкилы?

4. Чем отличаются моногалогеналкилы от галогенпроизводных непредельных углеводородов?

Б) Для компьютерного тестирования

1.Укажите формулу 1-хлорбутана:

СН₃–(СН₂)₂-СН₂Сℓ

СН₃–СН₂-(СН Сℓ)-СН₃

СН₃–СН (СН₃)- СН₂Сℓ

СН₃–СН₂–СН₂- СН₂Br

2. Какая формула соответствует 2- хлорбутану.

СН₃–СН(Сℓ) –СН₂- СН₃

СН₃–СН₂-(СН Сℓ)-СН₃

СН₃–СН (СН₃)- СН₂Сℓ

СН₃–СН₂–СН₂- СН₂Br

3.Укажите общую формулу предельных моногалогенпроизводных:

С_nH_2n+1Hаℓ

С_nH_2n+2

С_nH_2nСООН

С_nH_2n

4.Сколько изомеров имеют галогенпроизводное СН₃–СН₂- СН₂ - СН₂Сℓ?

три

два

четыре

один

5.Укажите способ получения моногалогенопроизводных.

R-Сℓ+Na-I+Na CℓR-I+NaCℓ

С₂Н₄+Н₂С₂Н₆

CH₃I+2NaСН₃-Na+NaI

CH₃Сℓ+NaОНСН₃ОН+NaCℓ

6.Укажите формулу дихлорметана

СН₂Cℓ₂

СН₃Cℓ

СН_3- СНCℓ₂

СН₃Cℓ₂

7.Укажите формулу растворителя тетрахлорид углерода

СCℓ₄

СН₃Cℓ

СНCℓ₂- СНCℓ₂

СН₂Cℓ₂

8.Укажите формулу хлористого винила

СН₂=СНCℓ

СН₃Cℓ

СНCℓ₂- СНCℓ₂

СНCℓ= СНCℓ

9.На основе какого галогенпроизводного получают политетрафторэтилен?

СF₂= СF₂

СН₃F

СН₂ = СНF

СНF= СНF

10.Укажите формулу хлорпрена, из которого получают каучук:

СН₂ = С(Cℓ)- СН= СН₂

СН₂ = С(СН₃)- СН= СН₂

СН₂ = С(Cℓ) –СН₃

СН₂ = С(СН₃)- СН₃

Глоссарий

Литература:

Основная

1. Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 2003. – 605 с.

Дополнительная

3. Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 1987. – 430 с.

Лекция № 19

«Кислородержащие производные: одно- и многоатомные спирты»

Краткое содержание лекции

От числа гидроксильных групп спирты бывают одно- и многоатомные, в зависимости от характера радикала, связанного с гидроксильной группой спирты бывают предельными и непредельными:

СН₃ - СН₂ – ОН СН₂ - СН₂

этанол  

(предельный) ОН ОН

одноатомный этандиол

(предельный)

двухатомный

СН₂ = СН- СН₂ОН аллиловый спирт (предельный)

одноатомный

По систематической номенклатуре название одноатомных спиртов происходит от алкана с добавлением суффикса – ол; двухатомных спиртов-с добавлением суффикса – диол.

Спирты получают гидратацией алкенов, которая имеет важное промышленное значение, существуют и другие способы.

Химические свойства спиртов определяются реакционноспособной гидроксильной группой – ОН, входящей в состав молекулы. Характерны следующие реакции: замещение водорода, реакция этерификации, дегидратация, окисление и реакция получения полимеров из двух-, трехатомных спиртов.

Спирты применяются в различных областях промышленности.

Сабактың қысқаша мазмұны

Спирттер бір және көп атомды болады Гидроксил тобымен байланысқан радикалдың табиғатына байланысты спирттер қаныққан және қанықпаған болады

СН₃ - СН₂ – ОН СН₂ - СН₂

этанол  

(қаныққан) ОН ОН

бір атомды этандиол

(қаныққан екі атомды)

СН₂ = СН- СН₂ОН аллил спирті (қанықпаған бір атомды)

Систематикалық номенклатура бойынша бір атомды спиртті атау үшін алқанға ол жалғауын екі атомды спирттерге-диол жалғауын жалғайды.

Спирттердің химиялық қасиеттері молекула құрамында гидросил тобының –ОН реакцияға түскіштігімен анықталады. Сутектің орын басу, этерификация (эфирлену реакциясы), дегидратация, тотығу және екі-, үш атомды спирттерден полимерлер алу реакциялары спирттерге тән реакциялар.

Спирттер өнеркәсіптің көптеген салаларында қолданылады.

Задание на СРС

1. Реакция окисления спиртов.

2. Строение, свойства.

3. Химические свойства многоатомных спиртов.

0 1 с.152,163, 0 1 с. 158-160; 162.

Сроки выполнения - 9 неделя. Вид заданий – контрольная работа.

Задание на СРСП

1. Закончите уравнения химических реакций:

а) СН₃ OH+Na ОН 

б) СНз CL + КОН 

в) С₂Н₅ ОН+С₃Н₇+ ОН 

2.Предложите пути синтеза полиэфира из многоатомных спиртов.

3.Какие вещества образуются при окислении следующих спиртов:

а) пропонола-2

б) 2 метил-бутанола-2

в) этанола

4.Приведите основные области применения спиртов.

0[1] с.150-151; 152; 164; 166.

Д[3] с.102-106.

Контрольные вопросы

А) Для письменного тестирования

1. Приведите примеры первичных, вторичных и третичных спиртов?

2. Назовите основные способы получения спиртов, приведите химические реакции?

3. Какие химические реакции характерны для двух- и трехатомных спиртов?

4. Спирты какого строения применяются для синтеза полиэфиров?

Б) Для компьютерного тестирования

1. Назовите спирты следующего строения CH _{3 –} СН (ОН) – СН _{2 –} СН ₃?

а) бутанол - 2

б) бутанол - 3

в) пентанол - 2

г) гексанол – 3

2. Укажите реакцию получения этанола:

а) СH₃-СH₂ -СН= СН+ Н₂

б) CH₃-CH₃ +CL₂ 

в) СH₂ =СН +H₂O

г) СH₃ CL+НCL 

3. Какой алкен образуется при дегидратации изопропилового спирта?

а) этилен

б) пропилен

в) бутен

г) пентан

4. Укажите полимер на основе этиленгликоля и дикарбоновой кислоты:

а) полиэфир

б) полиамид

в) полиакрилат

г) поликарбонат

5. Назовите двухатомный спирт СН₃ – СН (ОН) – СН (ОН) – СН₃

а) бутандиол -1,2

б) бутандиол -2,3

в) пропандиол – 1,2

г) этандиол

6. Определите реакцию получения бутанола-1?

а) СН₂ = СН-СН₂ – СН₃ + Н₂ О

б) СН₃ = СН₂-СН₂ – СН₂ CL +NaОH

в) CН₃ –СН = СН₂ +НCL

г) CН₂ = СН₂ +Н₂ О 

7. Какой продукт образуется при окислении спирта пропанола - 2?

а) ацетон

б) бензол

в) пропан

г) уксусная кислота

8. Какая реакция соответствует получению глифталевого полимера?

а) поликонденсация

б) полимеризация

в) окисление

г) замещение

9. Назовите спирт: СН₂ =СН- СН₂ –СН₂ОН

а) бутанол-1

б) бутен – 1 –ол -4

в) бутандиол

г) бутан

10. Укажите реакцию получения глицерина:

а) омыление жиров

б) окисление альдегидов

в) замещение

Глоссарий

Литература

Основная

1. Артеменко А.И. Органическая химии. – М.: «Высшая школа», 2003. – 605 с.

Дополнительная

3. Артеменко А.И. Органическая химии. – М.: «Высшая школа», 1987– 403 с.

Лекция №20

Карбоновые кислоты

Краткое содержание лекции

Карбоновыми кислотами называют производные углеводородов, которые содержат в молекуле одну или несколько карбоксильных групп-СООН.

Общая формула R-COOH.

В зависимости от природы радикала, связанного с карбоксильной группой, карбоновые кислоты бывают предельные и непредельные. Число карбоксильных групп определяют основность кислот. По количеству углеродных атомов в радикале различают низшие (низкомолекулярные) и высшие (высокомолекулярные). Одноосновные насыщенные кислоты имеют общую форму: С_nН_2n+1 СООН.

Номенклатура. Карбоновые кислоты чаще всего называют согласно тривиальной номенклатуре, которых они были выделены впервые. По систематической номенклатуре название карбоновых кислот производят от названий соответсвующих предельных углеводородов с добавлением окончание-овая и слово «кислота». Нумерация главной цепи начинается с углерода, входящего в состав карбоксильной группы.

Изомерия. Первые три представителя гомологического ряда предельных одноосновных карбоновых кислот (муравьиная,уксусная, пропионовая) изомеров не имеют. Изомеры в этом ряду появляются у масляной кислоты, где в молекуле имеется четыре углеродных атома: СН₃ – СН₂ – СН₂ – СООН –масляная или бутановая кислота

Сабактың қысқаша мазмұны

Құрамында бір немесе бірнеше карбоксил тобы – СООН бар көмірсутектердің туындысы карбон қышқылдары деп аталады.

Жалпы формуласы: R – СООН

Карбоксил тобымен байланысқан радикалдың табиғатына қарай қаныққан және қанықпаған болады. Карбоксил тобының саны қышқылдың негізділігін көрсетеді, 1 – карбоксил тобы болса – бір негізді, 2 – карбоксил болса 2 – негізді т.б. Радикалдағы көміртек атомының санына байланысты төменгі және жоғары молекулалы қышқылдар болып бөлінеді. Бір негізді қаныққан карбон қышқылдарының жалпы формуласы:

С_nН_2n+1 СООН

Номенклатура. Карбон қышқылдары көбіне тривиалды номенклатура бойынша шығу табиғатына қарап аталады. Систематикалық номенклатура бойынша сәйкес келетін қаныққан СН-ге “қышқыл” деген сөзді қосып атайды, нумерация – СООН жақын жағынан басталады, рационалды номенклатура бойынша сірке қышқылының туындысы деп қарайды.

Н – СООН – құмырсқа қышқылы, метан қышқылы;

СН₃ – СООН – сірке қышқылы, этан қышқылы;

СН₃ – СН₂ – СООН – пропион, пропан қышқылы;

Изомерия. Көміртегінің 4 атомы бар қышқылдың екі изомері, 5 – атомында – 4 т.т. солай тізбек өскен сайын өсе береді.

1. а) СН₃ – СН₂ – СН₂ – СООН май қышқылы, бутан қышқылы;

CH₃

₃ ² ₁

б) CH₃ – CH – COOH – изомай қышқылы, диметил сірке қышқылы, систематикалық номенклатура бойынша 2 – метилпропан қышқылы.

Задание на СРС

1. Физические свойства одноосновных насыщенных карбоновых кислот.

2. Химические свойства одноосновных насыщенных кислот.

3. Физические свойства одноосновных ненасыщенных кислот.

4. Химические свойства одноосновных ненасыщенных кислот.

5. Применение.

О [1] с. 199-208

Сроки выполнения – девятая неделя. Виды заданий – реферат, контрольные задания

Задание на СРСП

1. Способы получения карбоновых кислот окислением спиртов, альдегидов, кетонов. Приведите примеры.

2. Напишите структурные формулы изомеров С₅Н₁₀О₂и С₆Н₁₂О₂кислот. Их назовите.

3. Напишите схему получения метакриловой кислоты из изомасляной кислоты. Какое производное метакриловой кислоты применяется в технике?

4. Допишите уравнение реакции:

O

R – C + PCl₅ 

OH

5. R–COOH+SOCl₂

О [1] с. 199-204 с. 198-205, 208

Д [2] с. 136-138, 144, 145,104, 126, 134

Контрольные вопросы

А) Для письменного контроля

1. Какие особенности имеют карбоксильные группы?

2. Как определяется основность кислоты?

3. Какая реакция называется реакцией этерификации?

4. Какими способами можно получить карбоновых кислот?

5. Чем отличается ненасыщенная карбоновая кислота от насыщенных кислот?

Б) Для компьютерного тестирования

1. Какой функциональной группой соединения называется карбоновой кислотой?

а) карбоксил

б) карбонил

в) гидроксил

г) нитро

2. Укажите формулу щавелевой кислоты, которая применяется в деревообработке:

а) НООС - СООН

б) СН₃- СООН

в) СН₂= СН - СООН

г) НООС – СН₂- СООН

3. Какой кислоте относится кротоновая кислота?

а) одноосновной ненасыщенной

б) одноосновной насыщенной

в) двухосновной

г) одноосновной

4. Укажите формулу янтарной кислоты?

а) НООС – (СН)₂- СООН

б) СН₃СООН

в) СН₃– (СН₂)₂- СООН

г) НООС - СООН

5. При растворении высших жирных кислот в растворе щелочей что образуется?

а) мыло

б) кислота

в) основание

г) альдегид

6. Чем определяется основность карбоновой кислоты?

а) числом карбоксильных групп

б) числом карбонильных групп

в) числом гидроксильных групп

г) числом нитрогрупп

7. Укажите формулу одноосновной ненасыщенной карбоновой кислоты:

а) СН₃= СН - СООН

б) СН₃– СН₂- СООН

в) НООС – СН = СН - СООН

г) СН₃ - СООН

д) НСООН

8. Определите формулу гександиовой кислоты, которой применяется в синтезе пластификаторов:

а) НООС – (СН₂)₄- СООН

б) СН₃– (СН₂)₄- СООН

в) НООС – СН₂– СООН

г) СН₃СООН

9. Реакция этерификации – это реакция карбоновой кислоты с:

а) спиртом

б) альдегидом

в) кетоном

г) водой

10. Высшие жирные кислоты в составе имеют атом углерода:

а) больше 10

б) меньше 10

в) 10

г) 5

Глоссарий

Литература

Основная:

1.Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 2003. – 605с.

Дополнительная:

3. Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 1987. – 430с.

Лекция №21

Двухосновные карбоновые кислоты

Краткое содержание лекции

Двухосновные или дикарбоновые кислоты содержат в молекуле две карбоксильные группы: НООС – R– СООН.

В зависимости от характера радикала Rдвухосновные кислоты могут быть предельными и непредельными.

По систематической номенклатуре названия двухосновных кислот составляются из названий соответствующих углеводородов и окончания – диовая или слов «дикарбоновая кислота»:

Изомерия предельных двухосновных кислот зависит от строения углеродной цепи, с которой связаны два карбоксила, а непредельных - от положения двойной связи в этой цепи. Кроме этого, непредельные двухосновные кислоты, подобно одноосновным непередельным, могут существовать в виде двух геометрических (цис-транс) изомеров. Например, простейшая двухосновная непредельная кислота НООС – СН = CH-СООН (этилен – 1,2 – дикарбоновая) существует в транс-форме (фумаровая кислота) и цис-форме (малеиновая кислота):

Н ─ C ─ СООН Н — С — СООН

║ ║

НООС ─ С ─ Н Н ─ С ─ СООН

Фумаровая кислота малеиновая

(транс-изомер) кислота

(цис-изомер)

Сабақтың қысқаша мазмұны

Екі негізді немесе дикарбон қышқылдары молекуласында екі карбоксил тобы НООС -R– СООН бар. РадикалдыңRтабиғатына қарай қаныққан және қанықпаған болып бөлінеді.

Систематикалық номенклатура бойынша екі негізді карбон қышқылын атау үшін, сәйкес келетін көмірсутекке “дикарбон қышқылы” сөздері жалғанады.

Қаныққан екі негізді қышқылдардың изомериясы екі карбоксил тобымен байланысқан көміртек тізбегінің құрылысына, ал қанықпаған қышқылдарда тізбектегі қос байланыстың орнына байланысты. Сонымен қатар қанықпаған екі негізді карбон қышқылдары екі геометриялық (цис-транс -) изомерлері түрінде болады. Мысалы, екі негізді қанықпаған НООС – СН= СН – СООН этилен-1,2-дикарбон қышқылы, транс-(фумар қышқылы) және цис – (малеин қышқылы) түрлерінде болады:

Н ─ C ─ СООН Н — С — СООН

║ ║

НООС ─ С ─ Н Н ─ С ─ СООН

фумар қышқылы малеин қышқылы

(транс-изомер) (цис-изомер)

Задание на СРС

1. Насыщенные и ненасыщенные двухосновные карбоновые кислоты.

2. Способы получения и химические свойства.

3. Укажите схему реакции полимеризации на примере метакриловой кислоты и гексаметилендиамина.

О [1] с. 219 – 221 - 224

Д [2] с. 149 – 155

Сроки выпонения – десятая неделя. Виды заданий – реферат, контрольные задания

Задание на СРСП

1. Окислением двухатомных спиртов получите двухатомную кислоту.

2. Янтарную кислоту получите гидролизом динитрилов.

3. Допишите уравнение реакции:

НООС – СН – СН – СООН →

│ │ - Н₂O

ОН Н

3. На основе какой реакции можно получить полиамид. Приведите пример.

4. На основе каких свойств ВЖК применяется в строительстве. Приведите пример.

О [1] с. 220, 212, 215 - 217

Д [3] с. 148 - 152, 154

Контрольные вопросы

А) Для письменного контроля

1. Какие кислоты называются непредельными двухосновными кислотами?

2. Применяемые в строительстве полимеры получают на основе какой кислоты?

1. Какие карбоновые кислоты применяются в строительстве?

2. Какие свойства придают высшие жирные кислоты строительным материалам?

3. Чем отличаются цис-и транс-изомеры?

Б) Для компьютерного тестирования

1.Сколько изомеров имеет эта кислота СН₃(СН₂)₃СООН?

а) четыре

б) три

в) пять

г) два

1. В результате какой реакции карбоновых кислот образуется спирт?

а) восстановление

б) окисление

в) замещение

г) обмена

2. Определите кислоту, на основе которой получается синтетическое волокно – анид

а) адипиновая

б) малоновая

в) фтальевая

г) янтарьная

3. Какие кислоты называются диокислотами?

а) двухосновные

б) ненасыщенные

в) насыщенные

г) высшее

4. Укажите формулу стеариновой кислоты

а) С₁₇Н₃₅СООН

б) С₁₁Н₂₃СООН

в) С₁₇Н₃₃СООН

г) С₄Н₉СООН

5. Укажите формулу муравьиной кислоты

а) НСООН

б) СН₃СООН

в) СН₃ – СН₂ - СООН

г) СН₂= СН - СООН

6. Радикал, связанный с карбоксильной группой, как определяет кислоту?

а) насыщенный, ненасыщенный

б) одноосновная

в) двухосновная

г) многоосновная

7. Назовите пространственный транс-изомер этилен – 1,2 – дикарбоновой кислоты

а) фумаровая

б) малеиновая

в) малоновая

г) щавелевая

8. Мономер для получения «органического стекла» является метиловым эфиром какой кислоты?

а) метакриловой

б) акриловой

в) адипиновой

г) бутеновой

9. Составу С₄Н₆О₂соответствует сколько изомера карбоновой кислоты:

а) три

б) четыре

в) два

г) шесть

Глоссарий

Литература

Основная:

1. Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 2003. – 605с.

Дополнительная:

2. Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 1987. – 430с.

Лекция № 22

«Ароматические углеводороды»

Краткое содержание лекции

Ароматические соединения имеют широкое практическое применение. Они используются в производстве полимеров, таких как фенолформальдегидных, глифталевых полиэфиров, эпоксидных и т. д. Они являются основой многих лакокрасочных материалов и клеев. Главным представителем ароматических соединений является бензол.

Рассматриваются вопросы строения ароматических соединений на примере молекулы бензола, приведены схемы образования единой -электронной системы в плоской циклической молекуле бензола; раскрывается смысл «ароматичности» циклических углеводородов, подчиняющийся правилу Э. Хюккеля; изомерия и номенклатура гомологов бензола.

Приведены способы получения ароматических углеводородов, основными природными источниками являются каменный уголь и нефть, гомологи бензола можно получить синтетическим путем.

Ароматические соединения (арены) — органические, соединения с плоской циклической структурой, в которой все углеродные атомы создают единую делокализованиую -электронную систему, содержа щую(4 п +2) -электронов.

К ароматическим соединениям относятся прежде всего бензол С₆Н₆ и его многочисленные гомологи и производные.

Ароматические соединения могут содержать в молекуле одно или не­сколько бензольных ядер (многоядерные ароматические соединения).

Ароматические соединения с одним бензольным ядром

Строение молекулы бензола

Главным представителем ароматических углеводородов является бензол С₆Н₆. Он обнаружен М. Фарадеем в 1825 г. в светильном (кок­совом) газе, а в 1833 г. получен Э. Митчерлихом сухой перегонкой бензойной кислоты с избытком извести.

Строение молекулы бензола чаще всего выражают формулой, предложенной немецким химиком А. Кекуле (1865)

Этой формулой пользуются и сейчас, но вкладывают в нее новый смысл.

Согласно Кекуле, бензол — замкнутая система с тремя сопряженными двойными связями — циклогексатриен-1,3,5. Но эта формула, соответствуя элементному составу молекулы бензола, не отвечает многим его свойствам. Например, согласно формуле Кекуле бензол формально является непре­дельной системой. В то же время он вступает преимущественно в реакции замещения, а не присоединения. Формула Кекуле также не в состоянии объяснить равенства расстояний между углеродными атомами, что имеет место в реальной молекуле бензола. Кроме того, она не может объяснить и высокой устойчивости бензольного кольца. Если исходить из классической формулы Кекуле, у бензола должно быть два орто- изомера:

Однако известен только один- орто- изомер.

Чтобы выйти из этого затруднения. Кекуле был вынужден допустить возможность постоянного изменения положения двойных связей в молекуле, т.е. выдвинул теорию «осцилляции», согласно которой двойные связи не фиксированы на одном месте.

Согласносовременном представлениям молекула бензола имеет строение плоского шестиугольника, стороны которого равны между собой и составляют 0,14 нм. Это расстояние является средним значе­нием между величинами 0,154 нм (длина одинарной связи) и 0,134 нм (длина двойной связи). Не только углеродные атомы, но и связанные с ними шесть атомов водорода лежат в одной плоскости. Углы, образо­ванные связями Н-С -С и С-С-С, равны 120° :

Все углеродные атомы в молекуле бензола находятся и состоянии sp²- гибридизации. Каждый из них связан тремя своими гибридными орбиталями с двумя такими же орбиталями двух соседних углеродных атомов и одной орбиталью атома водорода, образуя три -связи (две связи С-С и одну С-Н-связь).

Ароматичность — общий признак некоторых циклических органи­ческих соединений, обладающих совокупностью особых свойств.

Главной особенностью таких соединений является равномерное распределение -электронной плотности в плоской циклической моле­куле. Наличие единой замкнутой системы -электронов в молекуле — основной признак ароматичности. Ароматические соединения подчи­няются правилу Э. Хюккеля (1931): плоские моноциклические соеди­нения, имеющие сопряженную систему -электронов, могут быть аро­матическими, если число этих электронов равно 4п+2 (где п = 0, 1,2, 3, 4 и т.д., т.е. число -электронов в молекуле может быть 2, 6, 10, 14. 18 и т.д.

Эти особенности обусловливают все важнейшие физические и хи­мические свойства ароматических соединений. Например, они вступа­ют преимущественно в реакции замещения (в основном электрофильного), а не присоединения (несмотря на формальную ненасыщенность). Ароматические соединения обладают высокой устойчивостью, например к окислителям.

В незамещенной молекуле бензола -электронная плотность рав­номерно распределена между всеми углеродными атомами. Если же в бен­зольное кольцо ввести хотя бы один заместитель, то такая равномерность будет нарушена. В результате бензольное кольцо становится частично по­ляризованным и место вхождения второго заместителя будет определять­ся характером и природой первого заместителя.

На основании большого экспериментального материала выведены правила ориентации, в основу которых, положены теоретические пред­ставления о перераспределении -электронной плотности в бензольном кольце под влиянием заместителей.

Заместители, связанные с бензольным кольцом, по своему ориентирующему влиянию на вновь входящие заместители (атакующие реа­генты) делят на две группы.

Заместители (ориентанты) первого р о д а: -ОН, -OR, -OCOR, -SH,-SR, CH₂R, -CR₃, -NH₂, -NHCOR, -NHR, (Hal)*. Эти заместители, обладают электронодонорными свойствами, смещают электронную плотность в сторону бензольного кольца. Активируя кольцо, они облегчают вхождение электрофильных реагентов, ориентируя их в орто- и пара- положения. Поэтому такие заместители называют орто- и пара- ориентантами.

При действии нуклеофильных реагентов реакция замещения протекает с большим трудом ( при этом реагентов направляется в мета- положение.)

2. 1. Заместители (ориентанты)второго р о д а:

- СN, - COOН, -SO₃H, -СНО, -COR, -COOR, -NО₂ -N⁺H₃, ,ССl₃. Они смещают электронную плотность от бензольного кольца, т.е. обладают электроноакцепторными свойствами. Эти заместители дезактивируют бензольное кольцо, затрудняя вхождение электрофильных реагентов. При этом вновь входящий заместитель будет ориентирован в мета- положение. Такие заместители называют мета-ориентантами. В то же время заместители второго рода облегчают реакции с нуклеофильны-ми реагентами, способствуя орто- и пара-ориентации.

Таким образом, замещение атомов водорода вмолекуле бензола происходит с учетом природы заместителя, связанного с ядром (если заместителей несколько, то существенную роль играет их взаимное расположение), и характера, атакующего реагента.

Химические свойства ароматических соединений: реакции электрофильного замещения, некоторые реакции присоединения и окисления.

Следует обратить особое внимание на правило ориентации заместителей в бензольном ядре, так как при изучении химических свойств производных ароматических углеводородов возникает необходимость опираться на это правило.

Закончите химические реакции, исходя из правила ориентации заместителей:

1 СН₃



С

// \

НССН + НNО₃

/ //

НС СН

\\ /

СН

2. NO₂



С

// \

НССН +CL₂

/ //

НС СН

\\ /

СН

Сабактың қысқаша мазмұны

Ароматты қосылыстар іс жүзінде кеңінен қолданылады. Полимерлер өндірісінде әсіресе фенолформальдегидті, гліфталь, эпоксидті поли эфирлерін алуда көп пайдаланылады. Олар көптеген лак-бояу және желімдегіш материалдардың негізі болып табылады. Ароматты қосылыстардың басты өкілі бензол.

Ароматты қосылыстардың құрылысы бензол молекуласының мысалында қарастырылады. Бензол молекуласында біртұтас тұйық П-электрондық жүйесінің пайда болу схемасы, Э Хюккель ережесіне циклді көмірсутектердің “ароматтық” мағынасы ашылып көрсетіледі; бензол гомологтарының изомерия мен номенклатурасы беріледі.

Ароматты көмірсутектерді алу жолдары келтіріледі; негізгі табиғи шикізаттар: таскөмір мен мұнайдан алу және бензол гомологтарын синтетикалық жолмен алу жолдары беріледі.

Химиялық қасиеттері: электрофильдік орын басу реакциясы, кейбір қосып алу және тотығу реакциялары мысал ретінде көрсетіледі.

Ароматты қосылыстар туындыларының химиялық қасиеттерін оқығанда, әсіресе бензол сақинасындағы орынбасарлардың бағытталу ережесіне баса назар аудару қажет.

Орынбасарлардың бағыттау ережесіне сүйеніп химиялық реакцияларды аяқтаңыздар.

1. СН₃



С

// \

НССН + НNО₃

/ //

НС СН

\\ /

СН

2. NO₂



С

// \

НССН +CL₂

/ //

НС СН

\\ /

СН

Задание на СРС

1. Физические свойства ароматических углеводородов.

2. Отдельные представители ароматических углеводородов, применение.

3. Решить задачи: способы и химические свойства ароматических углеводородов

О[1] с. 379, 384 Д[3] с. 272, 273

Срки выполнения – 10 неделя. Вид заданий – контрольная работа.

Задание на СРСП

1. Закончите уравнения химических реакций:

а) C₆H₆+C₂H₅Cl

б) C₆H₅ -CH₃ +Cl₂ 

в) C₆H₅-C₂H₅+ HNO₃

2. Составьте уравнения химических реакций:

а) бензола с серной кислотой;

б) окисление толуола;

в) получение стирола из этилбензола

3. Предложите пути синтеза пропилбензола из бензола

4. Какие вещества образуются при каталитическом гидрировании:

а) толуола

б) стирола

в) изопропилбензола

Контрольные вопросы

А) Для письменного контроля

1. Какова общая формула углеводородов гомологического ряда бензола?

2. Какое строение имеет молекула бензола согласно современным представлениям?

3. Что означает термин «ароматичность» углеводородов?

4. Какие существуют синтетические способы получения ароматических соединений?

5. Какие реакции характеризуют электрофильное замещение ароматических углеводородов?

6. Назовите заместители I и II рода, каково их влияние на электронную плотность бензольного ядра?

7. При каких условиях протекают реакции окисления ароматических углеводородов?

Б) Для компьютерного тестирования

1. Какова общая формула углеводородов гомологического ряда бензола?

а) CnH_2n- 6

б) CnH_2n+ 2

в) CnH₂

г) CnH_2nO_n – 2

2. Назовите углеводород, на основе которого получают бензол:

а) пропан

б) циклогексан

в) метан

г) бутанол

3. Определите реакцию электрофильного замещения ароматических соединений:

а) CH₃-CH₃+CL₂ → CH₃-CH₂CL+HCL

б) C₆H₅- CH₃+CL₂ → C₆H₅-CHCL+HCL

в) C₆H₆+CL₂ → C₆H₅CL+HCL

г) С₂H₅OH+NaOH → C₂ H₅-ONa+H₂O

4. Какие продукты образуются при окислении толуола?

а) метан

б) ацетон

в) бензойная кислота

г) диоксан

5. Какова структурная формула стирола, применяющего для получения полистирола?

а) C₆H₅ – NO₂

б) CH₃COOH

в) C₆H₅ – SO₃H

г) C₆H₅ – CH= CH₂

6. В каком валентном состоянии находятся атомы углеводорода в молекуле бензола?

а) SP²– гибридизованном

б) SP¹– гибридизованном

в) SP³– гибридизованном

г) S-S– состоянии

7. Какое из приведенных соединений относится к гомологам бензола?

а) C₂H₅OH

б) CH₃COOH

в) C₆H₅- CH₃

г) C₃H₇ CL

8. Назовите правильно ароматический углеводород: C₆H₅-CH-CH₂

а) пропилен

б) пропадиен

в) ацетон

г) стирол

9. Какая реакция характеризует основные свойства бензола?

а) полимеризация

б) электрофильное замещение

в) обмена

г) деструкция

10. Какое ароматическое соединение применяется в качестве растворителей лаков, красок?

а) этилацетат

б) бензойная кислота

в) хлороформ

д) толуол

Глоссарий

Литература

Основная

1. Артеменко А.И. Органическая химии.–М.: «Высшая школа», 2003.– 605 с.

Дополнительная

1.Егембердиева Г.А. Полимеры в деревообработке: Учебное пособие. – Алматы: КазГАСА, 2004. – 108 с.

9.Травень В.Ф. Органическая химия.–М.: ИКУ «Академкнига», 2004.–727 с.

Лекция № 23

«Функциональные производные ароматических угдеводородов»

Краткое содержание лекции

Рассмотрены основные производные ароматических углеводородов: галоген-, сульфо-, кислородсодержащие. Наибольший интерес представляют одно-, многоатомные фенолы, их строение и свойства. Фенолы применяются в качестве исходного сырья для получения фенолоальдегидных полимеров, которые широко применяются в производстве строительных материалов. Необходимо привести строение и свойства производных ароматических углеводородов, уметь написать реакции электрофильного замещения.

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ АРОМАТИЧЕСКИХ

УГЛЕВОДОРОДОВ

В результате реакции галогенирования образуются ароматичес­кие галогенопроизводные — вещества, содержащие-в молекуле один или несколько атомов галогена, связанных непосредственно с арома­тическим ядром или с углеродом боковой цепи

Различают моно-, ди-, три- и полигалогенопроизводные.

Номенклатура и изомерия. По систематической номенклатуре названия ароматических галогенопроизводных образуют, добавляя на­звание галогена к названию ароматического углеводорода. Если атомов галогена в ядре два и более, то их положение указывают цифрами. При этом сумма номеров должна быть наименьшей, а перечисление Галогенов идет в алфавитном порядке.

Изомерия галогенопроизводных зависит от положения галогена в ядре

Галогенопроизводные вступают в реакцию нуклеофильного и электорофильного замещения.

Фенолы

Строение. Фенолы — органические соединения, содержащие в мо­лекуле гидроксіілъную группу, которая непосредственно связана с бен­зольным ядром

В зависимости от числа гидроксильньгх групп в бензольном кольце различают одно-, двух- и трехатомные фенолы.

Номенклатура и изомерия. Фенолы и их гомологи называют или

бензентриол-1,2,4

тривиальными названиями (например, фенол, крезол и т.д.), ш и по си­стематической номенклатуре, добавляя суффикс -ол к названию арома­тического углеводорода

За фенолом сохранилось и старое название—карболовая кислота («карболка­»). Метильному гомологу фенола — крезолу соответствуют три изомера

Двухатомные фенолы (дигидрокеибензолы) также существуют в виде трех изомеров*:

Существуют три изомерных трехатомных фенола (тригидроксибензола):

пирогаллол гидроксигидрохинон флороглюцин

(бензентриол-1,2,3) (бензентриол-1,2,4) (бензентриол-1,3,5)

Получение. Фенол (моногидроксибензол) и его метальные го- мологи (крезолы) в значительных количествах содержатся в камен- ноугольной смоле. Однако сам фенол чаще получают синтетически­ ми способами.

Сабақтың қысқаша мазмұны

Ароматты көмірсутектердің негізгі туындылары: галоген-, сульфо-, оттекті. Осылардың арасында кеңінен қолданыс тапқаны бір-, көп атомды фенолдар. Фенолдар құрылыс материалдар өндірісінде кеңінен қолданылатын фенолальдегидті полимерлерді алатын негізгі шикізат. Ароматты көмірсутектердің туындыларының құрылысы мен қасиеттерін, электрофильдік орынбасу реакцияларын жаза білу керек.

Задание наСРС

1. Заместители первого и второго рода, влияние их на электронную плотность бензольного ядра.

2. Отдельные представители производных ароматических углеводородов, их применение.

3. Алькильные и ацильные производные ароматических углеводородов.

O[1].с. 394, 397, 399-403

Сроки выполнения – 11 неделя. Виды заданий – конспект.

Задание на СРСП

1. Напишите реакции электрофильного замещения производных ароматических углеводородов.

2. Какие реакции могут протекать при наличии в бензольном ядре заместителей II рода. Примеры.

3. Закончите химические реакции:

С₆Н₅ОН + NaOH

С₆Н₅SO₃H + NaOH

С₆Н₅ОН + CH₃Cl

Контрольные вопросы

А) Для письменного контроля

1. Какой из изомеров ксилола легче бромируется в ядро? Ответ поясните.

2. Как влияют на активность бензольного ядра заместители I и II рода?

3. Какие изомеры существуют для двухатомных фенолов?

4. Какая ароматическая кислота применяется для получения глифталевых полиэфиров?

Б) Для компьютерного тестирования

1. Какое из перечисленных соединений входит в состав красителей:

а) антрацен

б) метан

в) этанол

г) уксусная кислота

2. Какое уравнение реакции показывает получение ароматического соединения – фенола?

а) C₆H₅CI+NaOH→C₆H₅OH+NaCl

б) СН₃Cl + NaOH → СН₃ОН+ NaСl

в) СН₃CООН + NH₃ → СН₃СООNН₄

г) СН₄ + НОNO2 → СН₃NО₂ + Н₂О

3. Какое органическое соединение входит в состав красителей?

а) гидрохинон

б) пентан

в) изопрен

г) ацетон

4. Какое соединение входит в состав красителей?

а) антрацен

б) ксилол

в) изопрен

г) дивинил

5. Назовите правильно ароматический углеводород: C6H5- SO3H:

а) бензол сульфокислота

б) метилбензол

в) хлорбензол

г) сульфид бензола

6. На основе какого производного бензола получают в промышленности красители?

а) пропилбензол

б) бромбензол

в) винилбензол

г) аминобензол (анилин)

Глоссарий

Литература:

Основная

1.Артеменко А.И. Органическая химия.–М.: «Высшая школа», 2003.- 605 с.

Дополнительная

9. Травень В.Ф. Органическая химия – М.: ИКУ «Академкнига», 2000.-727 с.

Лекция № 24

«Высокомолекулярные соединения»

Краткое содержание лекции

Рассмотрены общие свойства молекулярных соединений, их строение, классификация, особенности, понятие о молекулярной массе полимеров. Основными источниками получения полимеров являются природные и синтетические материалы. Рассмотрены агрегатные и фазовые состояния полимеров.

Высокомолекулярные соединения (ВМС) – это химические вещества, которые состоят из большого числа повторяющихся группировок (мономерных звеньев), соединенных между собой химическими связями..

Несмотря на многие сотни атомов, входящих в состав одной макромолекулы, ее химическое строение часто бывает не таким уж и сложным. Дело в том, что макромолекулы большинства высокомолекулярных соединений построены из одинаковых, многократно повторяющихся групп атомов – элементарных (мономерных) звеньев, связанных друг с другом. Например, молекулы полиэтилена и поливинилхлорида

… - СН₂ - СН₂ - СН₂ - СН₂ - … … - СН₂ – СН - СН₂ – СН - …

| |

Cl Cl

полиэтилен поливинилхлорид

построены из элементарных звеньев – остатков мономеров

- СН₂ - СН₂ - и - СН₂ - СН –

|

Cl

Для натурального каучука элементарным звеном служит остаток молекулы изопрена

- СН₂ – С = СН - СН₂ -

|

CН₃

Это позволяет использовать для изображения полимеров суммарные формулы, например:

[- CH₂–CH₂ -]_nили [-C₂ Н₄] _n[- СН₂–СНСl -] _nили [С₂Н₃Сl] _n

полиэтилен поливинилхлорид

- СН₂– С = СН – СН₂–

| или [С₅Н₈] _n

СН₃

полиизопрен

Высокомолекулярные соединения часто называют просто полимерами.

Число элементарных звеньев в макромолекуле (n) является одной из главных характеристик полимера и называется степенью полимеризации(Р) полимера. Между этой величиной и молекулярной массой полимера имеется соотношение:P=M/m, гдеm– молекулярная масса элементарного звена. Следовательно, молекулярная масса полимера равнаM= Рm. Полимеры с высокой степенью полимеризации называютсявысокополимерами, а с небольшой - олигомерами.

Согласно способам получения все органические полимеры делят на три группы: природные, или биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, натуральный каучук и др.) синтетические (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и др.) и искусственные,которые получают путем химической модификации природных полимеров (эфиры целлюлозы, хлорированный натуральный каучук и др.).

По химическому составу основной макромолекулярной цепи ВМС делят на два больших класса: гомоцепные, цепи которых построены из одинаковых атомов, и гетероцепные, макромолекулярная цепь которых содержит атомы различных элементов. Среди гомоцепных полимеров наиболее распространены карбоцепные, их макромолекулярные цепи содержат только углеродные атомы.

Сабақтың қысқаша мазмұны

Жоғары молекулалық қосылыстардың жалпы қасиеттері, құрылысы, жіктелуі (классификациясы), ерекшеліктері полимерлердің молекулалық массасы туралы ұғым қарастырылады. Полимерлерді алатын негізгі шикізат көздері: табиғи және синтетикалық материалдар. Полимерлердің агрегаттық және фазалық күйлері жөнінде мәліметтер беріледі.

Задание наСРС

1. Природные и синтетические источники получения полимеров.

2. Пространственная структура макромолекул. Приведите примеры.

3. Понятие полярных и неполярных полимеров.

Ос.500-504. Дс.352-357.

Сроки выполнения – 12 неделя. Вид заданий – конспект.

Задание на СРСП

1. Понятие о среднестатической величине молекулярной массы полимеров.

2. Стереорегулярное строение макромолекул.

3. Особенности термопластичных и термореактивных полимеров.

Контрольные вопросы

А) Для письменного тестирования

1. Какие соединения относятся к полимерам?

2. Чем отличаются высокомолекулярные соединения от низкомолекулярных?

3. Какова роль полимеров в производстве строительных материалов?

Б) Для компьютерного тестирования:

1. Укажите полимер, на основе которого получают резину:

а) каучук

б) полистирол

г) поливинлацетат

д) полиакрилат

2. К какому классу органических соединений относится полиэтилен?

а) полимерам

б) красителям

в) углеводам

г) гетероциклическим

3. Какое из приведенных соединений относится к высокомолекулярным?

а) [- СН₂ – СН₂-]n

б) СН₃СООН

в) С₆ Н₅NН₂

г) СН3Сl

4. Какова структурная формула изопрена, который составляет основу натурального каучука?

а) СН₂= С(СН₃) – СH=СН₂

б) СН₃- СООН

в) СН₄

г) С₂ Н₃

5. Какое из приведенных соединений относится к высокомолекулярным?

а) [-СН_,2 -СН(CL)-]_n

б) С₆H_l4

в) СН₃ – О – СН₃

г) С₆ Н₁₂О₆

Глоссарий

Литература

Основная

1. Артеменко А.И. Органическая химия.–М.: «Высшая школа», 2003.-605 с.

Дополнительная

9.Травень В.Ф. Органическая химия. – М.: ИКУ «Академкнига», 2004.-727 с.

Лекция № 25

«Способы получения полимеров»

Краткое содержание лекции

Существуют два основных способов получения полимеров: цепная полимеризация и поликонденсация.

Реакция соединения нескольких молекул мономера, при которой не происходит выделения побочных низкомолекулярных продуктов, т.е. она не сопровождается изменением элементного состава мономера, называется полимеризацией.

В полимеризацию вступают в основном непредельные мономеры, у которых двойная связь находится между углеродными атомами

nCH₂ = CH – Cl → СН₂ – СН –

|

Cl

n

винилхлорид поливинилхлорид

или между атомом углерода и другим атомом

О

//

nН – С → [СН₂– О -]_n

\

Н

формальдегид полиформальдегид

В первом случае образуются карбоцепные полимеры, во втором – гетероцепные.

Возможна полимеризация и предельных соединений циклического строения с гетероатомом в цикле. Полимеризация этих соединений происходит с размыканием цикла, в результате чего образуется гетероцепной линейный полимер.

nH₂C–CH₂ → [- СН₂– СН₂– О -]n

\ /

О

оксид этилена полиэтиленоксид

Как и любая химическая реакция, полимеризация начинается с разрыва одних химических связей и возникновения других. Такой разрыв, как известно, может происходить или по гетеролитическому, или по гомолитическому механизму. В первом случае образуются ионы, а во втором – свободные радикалы. Полимеризация, протекающая через образование ионов, называется ионной полимеризацией, а идущая с участием свободных радикалов, -радикальной.Таким образом, радикальная и ионная полимеризации различаются природой а к т и в н о г о ц е н т р а , начинающего и ведущего макромолекулярную цепь.

Сабақтың қысқаша мазмұны

Полимерлерді алудың негізгі екі тәсілі бар: тізбекті полимерлеу және поликонденсация. Тізбекті полимерлеу реакциясының механизмі, оның түрлері: радикалдық және иондық қарастырылды (мысал келтіру). Полимеризацияны жүргізу жолдары, полимерлеу тәсілімен алынған өндірістік полимерлер: полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, поливинилацетат, каучуктер, полиакрилаттар т.б.

Задание наСРС

1. Способы проведения цепной полимеризации.

2. Отдельные представители полимеров, получаемых реакцией полимеризации и сополимеризации.

О[1] с. 519-530

Сроки выполнения – 12 неделя. Виды заданий – конспект.

Задание на СРСП

1. Назовите вещества, используемые в качестве инициаторов, укажите их строение.

2. Напишите механизм радикальной полимеризации стирола, применение в производстве строительных материалов.

3. Приведите механизм реакции катионной полимеризации винилацетата, применение ПВА.

Д[3] с. 309,369

Контрольные вопросы

А) Для письменного контроля

1. Какие инициаторы применяются в радикальной полимеризации? Привести примеры.

2. Какие катализаторы используются в анионной и катионной полимеризации? Примеры.

3. Каково строение мономеров, вступающих в реакцию полимеризации? Примеры.

Б) Для компьютерного тестирования

1. Какая реакция соответствует получению полимера поливинилхлорида (ПВХ):

а) n С₆Н₅ –CH= СН₂ → [ - С₆Н₅ –CH -СН₂- ] n

б) СН₂ = СН₂ + Н₂О →СН₃СН₂ОН

в) СН₃Вr + NаОН →СН₃ОН + NаВr

г) СН₄ + Сl →СН₃С1+ НС1

2. Какой полимер применяется для изготовления деталей мебели:

а) полиэтилен

б) каучук

в) крахмал

г) полиэфир

3. Какое строение имеет полимер – полистирол:

а) [ -СН₂-СН(С₆Н₅)- ] n

б) [ -СН₂ - СН₂- ] n

в) СН₃ = СН₃

СН₃ ОН

4. Какое уравнение реакции соответствует реакции полимеризации стирола?

а) nC₆H₅-CH=СН₂→[-CH₂-CH-( C₆H₅)]n

б) nCH₂=CH₂→[-CH₂-CH₂-]n

в) С₆Н₆+ Cl₂→ С₆Н₅Cl + НCl

г) СН₂ = СН – СН₃ + Н₂ →СН₃ – СН₃ – СН₃

5. Какое уравнение реакции показывает радикальную полимеризацию винилхлорида?

а) n СН₂ = СН (Сl) +R→ R - [- СН₂ – СН/ Сl -]n

б) СН₂ = СН₂ + Н₂ → СН₃ – СН₃

в)СН3 ОН + NаOН → СН3 ОNа

г) СН₂Сl - СН₂Сl → СН₃ –СН₃

6. Какой продукт образуется при восстановлении D – глюкозы?

а) D-сорбит

б) глицерин

в) этиленгликоль

г) гексанол

7. Какое строение имеет полимер акриловой кислоты?

а) [- СН₂ –СН (СООН)-]n

б) [- СН₂ – СН (Сl) -]n

в)С₂ Н₅ – О – С₂Н₅

г) [- СН₂ – СН₂ -]n

8. Какова структурная формула стирола, применяющего для получения полистирола?

а) C₆H₅ – CH= CH₂

б) C₆H5 – NO₂

в)CH₃COOH

г) C₆H₅ – SO₃H

9. Какая реакция соответствует получению бензола?

а) реакция Н.Д. Зелинского

б) реакция Н.Н. Семенова

в) реакция М.В. Коновалова

г) реакция окисления

Глоссарий

Литература:

Основная

1.Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 2003.-605 с.

Дополнительная

3.Артеменко А.И. Органическая химия.–М.: «Высшая школа», 1987.-430с.

Лекция №26

«Способ получения полимеров реакцией поликонденсации»

Краткое содержание лекции

Поликонденсация – процесс образования полимеров путем химического взаимодействия молекул мономеров, сопровождающийся выделением низкомолекулярных веществ (воды, хлорводорода, аммиака, спирта и др.).

При поликонденсации происходит взаимодействие между функциональными группами, входящими в состав мономеров (-ОН, -СООН, -NH₂, -СНО и др.). Мономеры, вступающие в реакцию поликонденсации, должны быть не менее чем бифункциональными.

Приведем примеры некоторых реакций поликонденсации. При взаимодействии адипиновой кислоты с гексаметилендиамином на первой стадии образуется устойчивое соединение с функциональностью, равной исходному мономеру

ОН + Н

НООС – (СН₂)₄– СОNH– (CH₂)₆–NH₂→

→ HOOC – (CH₂)₄ – CO –NH – (CH₂)₆ – NH₂ + H₂O

В дальнейшем процесс наращивания полимерной цепи может идти различными путями: либо взаимодействием образовавшегося димера с одним или двумя различными мономерами, либо реакцией между отдельными фрагментами будущего полимера:

НООС – (СН₂)₄– СОNH- (CH₂)₆–NH₂→

1. HOOC – (CH₂)₄ – COOH; H₂N – (CH₂)₆ – NH₂

2. HOOC – (CH₂)₄ – CONH – (CH₂)₆ – NH₂

-H₂O

→ HOOC–(CH₂)₄–CONH–(CH₂)₆–CONH-(CH₂)₄–CONH–(CH₂)₆–NH₂

В результате реакции образуется полимер, из которого получают полиамидное волокно – нейлон.

Как и всякий процесс образования полимеров, поликонденсация также состоит из трех элементарных актов:

1. О б р а з о в а н и е а к т и в н ы х ц е н т р о в (ф у н к ц и о н а л ь н ы х г р у п п). Процесс поликонденсации отличается от полимеризации тем, что образование функциональных групп в мономере должно происходить заранее, еще до проведения реакции поликонденсации (сравните с реакцией полимеризации, когда активные центры образуются в процессе образования полимеров). Однако бывает и так, что эти группы создаются непосредственно в процессе реакции поликонденсации. Например, при синтезе фенолформальдегидных полимеров активные центры (метилольные группы) образуются при взаимодействии фенола с формальдегидом

OHОН

| |

О

// СН₂ОН

+ Н – С →

\

Н

Затем эти группы вступают в реакцию поликонденсации между собой.

2. Р о с т ц е п и. В процессе роста цепи происходит выделение низкомолекулярных веществ (H₂O,HCl,NH₃и др.). это приводит к тому, что с о с т а в э л е м е н т а р н ы х з в е н ь е в п о л и м е р а н е с о т в е т с т в у е т с о с т а в у и с х о д н о г о м о н о м е р а. В этом состоит одно из основных отличий реакции поликонденсации от реакции полимеризации.

Особенностью стадии роста цепи при поликонденсации является независимость отдельных актов роста друг от друга. Поэтому процесс поликонденсации можно представить как сумму однотипных реакций, проходящих между молекулами мономера, димера, тримера и т.д.

3. П р е к р а щ е н и е р о с т а и о б р ы в ц е п и. Вторая характерная особенность реакции поликонденсации – ее о б р а т и м ы й х а р а к т е р. При достижении состояния равновесия скорость образования полимера на каждой стадии взаимодействия мономеров равна скорости его разрушения (деструкции). Для получения полимеров с большой молекулярной массой необходимо нарушать это равновесие, удаляя выделяющиеся в процессе поликонденсации низкомолекулярные продукты. Для этого или повышают температуру реакционной среды, или процесс ведут при пониженном давлении. Первое необходимо для понижения вязкости реакционной среды, которая возрастает по мере течения реакции поликонденсации, а к снижению давления в реакторе прибегают, чтобы высокая температура не разрушала полимер. Таким образом, молекулярная масса полимера и скорость поликонденсации зависят от положения равновесия. Оно, в свою очередь, определяется концентрацией мономера, температурой, катализатором и т.д.

Процесс поликонденсации может прекратиться по многим причинам: вследствие установившегося равновесного состояния, изменения структуры и нарушения эквивалентности функциональных групп, увеличения вязкости реакционной среды и связанного с этим уменьшение подвижности макромолекул.

Продукты поликонденсации представляют собой сложную смесь. В ее состав могут входить фракции полимергомологов, низкомолекулярные соединения, некоторое количество не вступивших поликонденсацию мономеров и даже побочные продукты.

Процесс поликонденсации проводят в основном двумя способами: в расплавеили в растворе.В первом случае обходятся без растворителя (в токе инертного газа), нагревая мономеры или олигомеры до температуры на 10-20°C выше плавления образующегося полимера. Во втором – мономеры и полимер находятся в одной жидкой фазе в растворенном состоянии.

Сабақтың қысқаша мазмұны

Поликонденсациялау реакциясының анықтамасы және мономердің құрылысының поликонденсациялануға қабілеттілігі түсіндіріледі. Поликонденсациялау түрлері: гомо-, гетерополиконденсация (мысал келтіру). Реакцияны жүргізу жолдары. Поликонденсациялау реакциясымен алынған негізгі полимерлер: полиэфирлер, полиамидтер, эпоксидті смолалар, фенолальдегидті, карбамидті және т.б. Осы полимерлердің қолданылуы.

Задание на СРС

1.Строение мономеров, имеющих несколько функциональных групп.

2.Схему реакции поликонденсации фталевой кислоты и глицерина. Определить, какие структуры полимеров возможны в этой реакции.

3.Процесс сополиконденсации, примеры.

4.Применение поликонденсационных полимеров в деревообработке

О[1] с. 531-534

Форма контроля – конспект. Срок – 13 неделя.

Задание на СРСП

1. Приведите механизм реакции поликонденсации фталевой кислоты и глицерина, применение полиэфира в строительстве.

2. Напишите поликонденсацию фенола и формальдегида.

3. Получение эпоксидного полимера.

4. Виды реакции поликонденсации, привести примеры.

Контрольные вопросы

1. Какая реакция называется поликонденсацией?

2. Понятие о функциональности мономеров, примеры.

3. Какова зависимость молекулярной массы полимеров от природы и строения мономеров?

4. Каковы основные закономерности равновесной и неравновесной поликонденсации?

5. Основные стадии получения фенолформальдегидных полимеров.

6. Каковы практические способы проведения процесса поликонденсации?

Глоссарий

Литература

Основная

1. Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 2003.

2. Егембердиева Г.А. Полимеры в деревообработке: Учебное пособие. – Алматы: КазГАСА, 2004. – 108 с.

Дополнительная

9.Травень В.Ф. Органическая химия – М.: ИКУ «Академкнига», 2004.

Лекция №27

«Физико-химические и механические свойства полимеров»

Краткое содержание лекции

Особенности физических свойств высокомолекулярных соединений. Природа гибкости молекулярных цепей. Межмолекулярные взаимодействия. Адгезия и когезия в полимерах. Понятие об агрегатном, фазовом и физическом состоянии полимера. Деформация полимеров. Термомеханические кривые аморфных полимеров. Характеристика высокоэластичного, стеклообразного и вязкотекучего состояния аморфного полимера.

Области применения полимеров во многом определяются их физическими свойствами.

Высокомолекулярные соединения, в отличие от низкомолекулярных, могут находиться только в двух агрегатных состояниях: в твердомижидком. Что же касается фазовых состояний, то полимеры бываютаморфными иликристаллическими.

Аморфное строение имеют полимеры, макромолекулы которых расположены неупорядоченно, хаотично. Такое состояние характерно для макромолекул нерегулярного строения. Например, аморфными являются атактический полипропилен, многие каучуки. Аморфные полимеры – мягкие, эластичные материалы. Они могут существовать в трех физических состояниях – вязкотекучем, высокоэластическом и стеклообразном.

Вязкотекучие полимеры, имеющие аморфное строение (например, низкомолекулярный полиизобутилен, фенолформальдегидные полимеры - резолы), необратимо изменяют свою форму под воздействием даже незначительных механических нагрузок.

Высокоэластические полимеры (эластомеры), имеющие в ненапряженном состоянии аморфное строение (например, каучуки и резины), подвергаются обратимой деформации под воздействием небольших нагрузок. Такие полимеры не имеют вязкого течения ни в растянутом состоянии, ни после снятия напряжения. Высокоэластическими становятся многие твердые полимеры (полистирол, поливинилхлорид и др.) при нагревании.

Высокоэластические полимеры занимают промежуточное положение между аморфными и кристаллическими полимерами. Дело в том, что эластические свойства полимеров обусловлены или очень слабыми межмолекулярными силами, или нерегулярностью структуры, что придает таким полимерам высокую степень аморфности. Однако при приложении напряжения и происходящей при этом деформации (удлинении) материала макромолекулярные цепи в аморфных областях выпрямляются и располагаются почти параллельно. Это приводит к состоянию с высокой степенью кристалличности, которое, однако, устойчиво лишь при приложенной внешней нагрузке (напряжении), так как межмолекулярные силы слишком слабы для того, чтобы в отсутствие этого напряжения сохранилось кристаллическое состояние.

Стеклообразные полимеры – твердые высокомолекулярные соединения, не успевшие при охлаждении закристаллизоваться, но потерявшие текучесть. Они имеют аморфное или кристаллическое строение и мало изменяет свою форму даже при больших нагрузках. После устранения напряжения эти полимеры способны восстанавливать свою первоначальную форму.

Полимеры, которые переходят из высокоэластического состояния в стеклообразное при температурах ниже комнатной, относят к эластомерам, а при более высоких температурах – кпластикам(например, поливилхлорид или фенопласты).

Сабақтың қысқаша мазмұны

Жоғары молекулалық қосылыстардың физикалық қасиеттерінің ерекшеліктері, молекулалық тізбектің иілгіштігі. Молекулааралық әрекеттесу. Полимерлердегі адгезия мен когезия. Полимерлердің деформациясы. Аморфты полимерлердің термомеханикалық қисығы. Аморфты полимерлердің жоғарғыэластикалық, шынытәрізді және тұтқыраққыш күйдегі сипаттамасы.

Задание наСРС

1. Факторы, влияющие на гибкость молекулярных цепей.

2. Основные законы деформации твердых тел.

3. Влияние молекулярной массы на эластичность полимера.

О[1] с. 512, 513

Сроки выполнения –13 неделя. Вид занятий – конспект.

Задание на СРСП

1. Приведите термомеханические кривые аморфных полимеров, назовите области физических состояний.

2. Характеристика гибкости полимеров.

3. Адгезия и когезия полимеров.

Контрольные вопросы

<

А) Для письменного контроля

1. Каков физический смысл процессов адгезии и когезии полимеров?

2.Какие виды межмолекулярных взаимодействий характерны для высокомолекулярных соединений?

3.В каких агрегатных и физических состояниях могут находиться полимеры?

Б) Для компьютерного тестирования

1. Какой процесс улучшает физико-механические свойства полимеров:

а) пластификация

б) нагревание

в) деформация

г) деструкция

2. Какое физическое состояние характерно только для полимеров при нагревании?

а) высокоэластическое

б) газообразное

в) кристаллическое

г) жидкое

3. Какой процесс вызывает старение полимеров:

а) деструкция

б) измельчение

в) набухание

г) пластификация

4. В каких физических состояниях могут находиться полимеры при нагревании?

а) вязкотекучем

б) газообразном

в) твердом

г) аморфном.

5. Какой процесс предшествует растворению полимеров?

а) набухание

б) флокуляция

в) гидротация

г) окислени.

6. Каково влияние пластификатора при введении его в полимер?

а) улучшает физико-механические свойства полимера

б) не влияет

в) ухудшает свойства полимера

г) влияет незначительно

7. Какие факторы ускоряют процесс старения полимеров?

а) нагревание и окисление

б) измельчение

в) набухание

г) растворение

8. В каком физическом состоянии полимеры подвергаются необратимой деформации?

а) твердом

б) коллоидном

в) газообразном

г) аморфном

9. Какие вещества вводятся в полимеры для улучшения физико-механических свойств полимеров?

а) пластификаторы

б) катализаторы

в) стабилизаторы

г) ингибиторы

Глоссарий

Литература

Основная

1.Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 2003.-605 с.

Дополнительная

9.Травень В.Ф. Органическая химия. – М.: ИКУ «Академкнига», 2004.-727 с.

1. Егембердиева Г.А. Полимеры в деревообработке. Учебное пособие. – Алматы: КазГАСА, 2004. – 108 с.

Лекция № 28

«Кремний органические соединения»

Краткое содержание лекции

. Среди элементоорганических соединений IV группы особое место занимают кремнийорганические соединения (КОС). В лекции рассматриваются классификация, строение, номенклатура, свойства КОС, применение в строительстве и других отраслях хозяйства – в машиностроении, стройтельстве, сельском хозяйстве, медицине. Кремнийорганические соединения используют в качестве гидрофобных веществ, гидравлических жидкостей, высокотемпературных смазок, теплоносителей, герметиков, диэлектриков и эластомеров.

Все кремнийорганические соединения делят на две большие группы: низкомолекулярные и высокомолекулярные.

В основу классификации этих соеденений положены кремнийводороды, или силаны, общая формула которых Si_nH_2n+2. Все остальные классы кремнийорганических соедений можно рассматривать как производные силанов. Например, к низкомолекулярным кремнийорганическим соединениям относят:

алкилсиланы R_nSiH_4-n,

алкоксисиланы Si(OR)₄,

алкокси(арилокси)галогенсиланы (RO)_nSiH_4-n,_{n4-n 2-n}

алкил(арил)галогенсиланы R_nSiX_4-n,

алкил(арил)галогенсидридсиланы R_nHSiX_3-n,

алкил(арил)гидроксисиланы R_nSi(OH)_4-n,

силазаны R_nSi(NH₂) _4-n,

алкилсиланоляты RSi(OH₂)OMeи др.

Высокомолекулярные кремнийорганические соединения в зависимости от характера связей в макроцепи делят на:

полиорганосиланы –Si–Si–,

полиорганокарбосиланы –Si–C–Si–,

полиорганосилоксаны –Si–O–Si–,

полиорганокарбосилоксаны –Si–C–Si–O–,

полиметаллорганосилоксаны –Si–O–Me–O–Si–

2СH₃Cl+Si(CH₃)₂SiCl₂

^{диметилдихлорсилан}

Полимерные кремнийорганические соедения (полиорганосилоксаны) получают поликонденсацией диалкил (диарил) силандилов, которые образуются, в свою очередь, гидролизм, алкил (арил) хлорсиланов или алкил (арил) гидроксисиланов:

R₂SiCl

R₂Si(OH)₂

R₂Si(OR’)₂ ^{диалкилдигидрок-}

^сислан

R R R

| | |

nR2Si(OH)2 HO–Si–O– –Si–O– –––Si–OH

| | |

RR_n-2R

Строение полиорганосилоксанов зависит от функциональности исходных кремнийорганических мономеров. При гидролизе диалкил (диарил) дихлорсиланов образуются линейные полимеры, а при гидролизе алкил (арил) тихлорсиланов – разветвленные ил пространственные полимеры.

Органгосиланы проявляют большую химическую активность, чем алканы. Особенно реакционноспособные те кремнийорганические соединения, в молекулах которых атом кремния связаны с водородогалогеном (кроме фтора), амино- или гидроксильной группой.

Сабақтың қысқаша мазмұны

IV топтың элементорганикалық қосылыстарының ішінде ең маңыздысы кремний органикалық қосылыстар (КОҚ). КОҚ класификациясы, құрылысы, номенклатурасы, қасиеттері қарастырылады. Олардың құрылыста және шаруашылықтың басқада салаларында қолданылуы беріледі.

Задание на СРС

1. Химия кремнийорганических соединений.

2. Синтез кремнийорганических соединений.

3. Применение кремнийорганических соединений.

О[2]с. 26-40; О[1] с. 277,278.

Сроки выполнения – 13 неделя. Вид заданий – конспект.

Задание на СРСП

1. Номенклатура КОС. Примеры.

2. Получение кремний органических полимеров.

3. Гидрофобизаторы на основе кремнийорганических соединений.

Контрольные вопросы

А) Для письменного контроля

1. Какие соединения кремния называются силанами?

2.По какому характеру макроцепи высокомолекулярные кремнийорганические соединения делятся?

3. В каких случаях образуются линейные полимеры?

4. Гидрофобизация строительных материалов.

5.Применение кремнийорганических соединений в производстве стройматериалов.

6.С чем связано гидрофобизирующее действие кремнийорганических соединений?

7. Что представляют собой кремнийорганические жидкости?

Б) Для компьютерного тестирования

1. Укажите формулу метилсилана:

а) СН₂SiН₃

б) СН₃ SiCL₃

в) С₂Н₅ SiН₃

г) С₂Н₅ SiCL₃

2.Укажите кремнийорганические жидкости, которые применяются для строительных материалов как гидрофобизирующие препараты

а) ГЖК-10, ГЖК-11

б) БПК-20

в) Б-123

г) БФ-21

3.Укажите область применения алкилсиланолята натрия.

а) гидрофобизация строительных материалов

б) гидротехника

в) вулканизация полимерных материалов

г) гидрофобизация полимерных материалов

4.Укажите молекулярную массу кремнийорганических жидкостей:

а) от 500 до 25.000

б) от 50 до 500

в) выше 25.000

г) ниже 500

5.Где применяется кремнийорганическая резина?

а) авиационная промышленность

б) пищевая промышленность

в) текстильная промышленность

г) деревообрабатывающая промышленность

Глоссарий

Литература:

Основная

1. Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 2003.-605 с

2. Пащенко А.А. Физ.химия силикатов. – М.: «Высшая школа», 1986. – 368 с.