57355

Многообразие органических соединений, их классификация. Органические вещества живой природы

Конспект урока

Педагогика и дидактика

Многообразие органических соединений определяется уникальной способностью атомов углерода соединяться друг с другом простыми и кратными связями образовывать соединения с практически неограниченным числом атомов связанных в цепи циклы бициклы трициклы полициклы каркасы и др.

Русский

2014-04-11

48.5 KB

19 чел.

Урок 8. Многообразие органических соединений, их классификация. Органические вещества живой природы. Уровни организации органических веществ. Природный и сопутствующие нефтяные газы, нефть, каменный уголь.

Многообразие органических соединений определяется уникальной способностью атомов углерода соединяться друг с другом простыми и кратными связями, образовывать соединения с практически неограниченным числом атомов, связанных в цепи, циклы, бициклы, трициклы, полициклы, каркасы и др., образовывать прочные связи почти со всеми элементами периодической системы (формирование как функциональных групп, так и различного рода соединений иного порядка), а также явлением изомерии  и гомологии - существованием разных по свойствам веществ, обладающих одним и тем же составом и молекулярной массой.

Органические вещества можно разделить на две основные группы – циклические и ациклические.

Ациклические также называют алифатическими. Ациклические разделяют на прямые и разветвлённые. Циклические на карбоциклические и ароматические. Особое значение имеет при этом наличие и характер функциональной группы.

Разнообразие органических соединений, усложнение их строения и функций – от метана да ДНК, связано преимущественно с неограниченными возможностями комбинирования структур, взаиморасположения атомов и фрагментов молекул при условии одного и того же состава.

Трудно вообразить себе число возможных органических соединений по этому поводу. Можно, конечно, попробовать, рассчитать (как звёзды на небе ) число возможных типов соединений, комбинаций и перекомбинаций. Это непосредственно будет связано с такой областью знаний как математика, а именно комбинаторика. (это Ваша вероятность выигрыша в азартной игре, лотерее и т.д.)

Формулы для вычисления:

Имеется n последовательно расположенных неодинаковых элементов. Требуется найти количество способов, которыми их можно переставить (построение изомеров, например, из атомов углерода и атомов функциональных групп – теоретический расчёт построения и возможности существования аминокислот, например – при этом, в результате невозможно будет осуществить синтез некоторых аминокислот ввиду термодинамических и стереохимических проблем и т.д.):

(восклицательным знаком обозначается факториал), где n – количество неодинаковых элементов.

Это относительно расположения элементов

Имеется n различных (неодинаковых, неповторяющихся) элементов. Требуется выбрать из них m элементов, безразлично, в каком порядке (построение первичной структуры – белковых цепочек из суммы возможных аминокислот, при этом часть структур в реальности существовать не будет, иные не будут иметь структур последующих порядков, а ещё часть будет нефункциональна – «теория отбора в биологии» )

имеется n различных элементов. Нужно выбрать из них m элементов, причем порядок расположения элементов важен! (к примеру, синтез белка, или синтез нуклеиновой кислоты осуществляется с выбором определённой аминокислоты или нуклеотида соответственно)

Стоит также отметить, что органические вещества способны к взаимопревращениям, что является основой искусственных синтезов веществ. При этом можно синтезировать вещества с заранее заданными свойствами. При этом стоит отметить, что строение, в особенности пространственное будет определять специфические функции белков, в особенности полимеров, действие лекарственных веществ.

Молекулярный уровень является продолжением атомарного и в то же время предшественником полимерного уровня.

Для многих органических веществ, составляющих организмы, присущ не только молекулярный, но и полимерный уровень организации.

Молекулярный уровень организации имеет ряд особенностей:

- ковалентная связь между атомами в молекулах

- постоянный состав молекул

-постоянная молекулярная масса

Стоит отметить два понятия

Конфигурация – особенности стойкого взаиморасположения атомов либо групп атомов в пространстве молекулы, (другие определения - равновесная конфигурация - расположение атомных ядер молекулы (иона, радикала) в пространстве, соответствующее минимуму её потенц. энергии. Конфигурация двухатомной молекулы характеризуется расстоянием между атомными ядрами. Для описания равновесной конфигурации многоатомных молекул используют длины связей, валентные углы, двугранные углы между направлениями хим. связей. Конфигурация может меняться при возбуждении молекулы. 2) Стерсохим. конфигурация характеризует пространств, расположение атомов в молекуле относительно стерич. центров (двойной связи, цикла или элемента хиральности). Напр., говорят о цис- или транс -конфигурации алкенов, D- или L- конфигурации аминокислот и углеводов. При одной и той же конфигурации, молекула может иметь множество конформаций)  

Изменение конфигурации жиров при жарке приводит к такому изменению конфигурации ненасыщенных карбоновых кислот, что образуются транс-жиры, которые содержат остатки элаидиновой кислоты, вредной при  встраивании её в состав плазматической оболочки клеток. (деструктуризация, нарушение обменных процессов, запуск свободнорадикальных процессов) Изменение пространственной конфигурации приводит к тому, что белки утрачивают свою активность, изменяется состав клеточных мембран, нарушаются их функции.

Конформация - (от лат. conformatio — форма, построение, расположение) молекул, геометрические формы, которые могут принимать молекулы органических соединений при вращении атомов или групп атомов (заместителей) вокруг простых связей при сохранении неизменными порядка химической связи атомов (химического строения), длины связей и валентных углов. Внутримолекулярное движение обуславливает изменение конформаций.

Крахмал. Полимер. Степени полимеризации. Характер Связей. ( водородные, гидрофильные и т.д.)  

Природный газ. Нефть. Каменный уголь.

Нефть — маслянистая жидкость темного (от бурого до черного) цвета с характерным запахом, нерастворимая в воде. Ее плотность меньше, чем у воды, поэтому, попадая в нее, нефть растекается по поверхности, препятствуя растворению кислорода и других газов воздуха в воде. Очевидно, что, попадая в природные водоемы, нефть вызывает гибель микроорганизмов и животных, приводя к экологическим бедствиям и даже катастрофам. Существуют бактерии, способные использовать компоненты нефти в качестве пищи, преобразуя ее в безвредные продукты своей жизнедеятельности.

Природный газ — смесь газообразных предельных углеводородов с небольшой молекулярной массой. Основным компонентом природного газа является метан, доля которого в зависимости от месторождения составляет от 75 до 99% по объему. Кроме метана в состав природного газа входят этан, пропан, бутан и изобутан, а также азот и углекислый газ.

Как и попутный нефтяной, природный газ используется и как топливо, и в качестве сырья для получения разнообразных органических и неорганических веществ. В качестве топлива природный газ используют на электростанциях, в котельных системах водяного отопления жилых домов и промышленных зданий, в доменном и мартеновском производствах. Чиркая спичкой и зажигая газ в кухонной газовой плите городского дома, вы «запускаете» цепную реакцию окисления алканов, входящих в состав природного газа., Кроме нефти, природного и попутного нефтяного газов, природным источником углеводородов является каменный уголь. 0н образует мощные пласты в земных недрах, его разведанные запасы значительно превышают запасы нефти. Как и нефть, каменный уголь содержит большое количество различных органических веществ. Кроме органических, в его состав входят и неорганические вещества, такие, например, как вода, аммиак, сероводород и конечно же сам углерод — уголь. Одним из основных способов переработки каменного угля является коксование — прокаливание без доступа воздуха.

PAGE   \* MERGEFORMAT 1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3050. Основы акушерской и гинекологической помощи 1.15 MB
  ЛЕКЦИЯ Организация акушерской и гинекологической помощи в России Материнская смертность (является ведущим показателем)  рассчитывается на 100 000 живорожденных В 1992 г. в России  она составила 56-60, в Ставропольском крае – ...
3051. Програмування в MathCad. Організація обчислень з розгалуженнями 236 KB
  Програмування в MathCad. Організація обчислень з розгалуженнями. Алгоритми і програми циклічної структури. Обробка елементів одновимірного та двовимірного масивів. Теоретичні відомості Для вставки програмного...
3052. Создание с помощью СУБД Access базы данных виртуального магазина 2.12 MB
  Введение Процесс решения любой задачи на компьютере представляет собой обработку данных по заданному алгоритму. Данными могут быть: числа, буквы, слова, фамилии и телефоны, показатели работы предприятия и др. Продолжительное время для решения каждой...
3053. Розв’язування задачі Коші для звичайних диференціальних рівнянь в середовищі системи MathCad 199.5 KB
  Розв’язування задачі Коші для звичайних диференціальних рівнянь в середовищі системи MathCad. Теоретичні відомості Диференціальні рівняння першого порядку можуть, за означенням, містити, крім шуканої функції, тільки її першу похідну. В біль...
3054. Обробка даних вимірювань. Апроксимація та інтерполяція даних 188 KB
  Обробка даних вимірювань. Апроксимація та інтерполяція даних. Мета: Вивчити процедури для апроксимації та інтерполяції даних в системі MathCad. Завдання. Побудувати апроксимаційний поліном 1-го степеня за методом найменших квадратів. Значення...
3055. Використання ранжованих змінних 79 KB
  Використання ранжованих змінних Табулювання функцій та побудова їх графіків. Розв’язання нелінійних рівнянь та їх систем засобами MathCad. Теоретичні відомості Ранжовані зміні - це клас змінних, що у MathCad замінюють управляючу структуру...
3056. Аналітичні обчислення. Спрощення арифметичних виразів 140 KB
  Аналітичні обчислення. Спрощення арифметичних виразів Обчислення похідної, первісної. Обчислення означеного інтегралу. Обчислення границь. Аналітичний розв’язок рівнянь та систем лінійних алгебричних рівнянь. Обчислення найпростіших сум та добу...
3057. Настройка горизонтального оптиметра и измерение наружного диаметра подшипника качения 45 KB
  Настройка горизонтального оптиметра и измерение наружного диаметра подшипника качения. Цель работы: Определить класс точности наружного кольца подшипника. Эскиз. Основные данные об измерительных приборах. Наименование прибора Цена деления прибора. П...
3058. Измерение линейных и диаметральных размеров деталей прямым относительным методом 43.5 KB
  Измерение линейных и диаметральных размеров деталей прямым относительным методом. Цель работы: Ознакомится с практическими навыками при измерении размеров прямым относительным методом. Получить представления об устройстве и процессе измерения при по...