Лекция по химии" Генетическая связь между классами органических и неорганических веществ"

Лекция № 19  Итоговое   занятие.  Генетическая   связь   между   классами Тема: органических и неорганических веществ. Оборудование: периодическая система химических элементов. План изучения темы:  (перечень вопросов, обязательных к изучению): 1. Определение   понятия:   «генетическая   связь»,   «   генетический   ряд элементов»  Правило генетических связей. 2. 3. Генетическая связь между классами неорганических веществ. 4. Генетическая связь между классами органических веществ. 5. Генетическая   связь   между   классами   органических   и   неорганических веществ. Содержание лекции: Л.Фейербах: «Где нет простора для  проявления способности, там нет и способности».  Определение   понятия:   «генетическая   связь»,   «   генетический   ряд 1.     элементов».  Все классы веществ состоят из тех же химических элементов: металлов и   неметаллов.   Существует   ли   связь   между   отдельными   классами неорганических   соединений?   Вещества   одного   класса   взаимодействуют   с другими веществами. При этом образуются  соединения других классов. То есть   путем   химических   превращений   соединения   одного   класса   можно превратить в другие. Следовательно, мы можем говорить, что между классами неорганических   соединений   существует   генетическая   связь,   то   есть   они взаимопревращаются во время химических реакций. Также существует связь и между органическими и неорганическими веществами. Генетическая связь ( от греч. «генезис» ­ происхождение). Генетической связью – называется связь между веществами разных классов, основанная  на их взаимопревращениях и отражающая единство их происхождения, то есть генезис веществ. Генетическая связь отражает возможность взаимных превращений.     Что же означает понятие  «генетическая связь»: 1 Превращение веществ одного класса соединений в вещества других классов. 2 Химические свойства веществ 3 Возможность получения сложных веществ из простых. 4 Взаимосвязь простых и сложных веществ всех классов веществ.      А теперь перейдем к рассмотрению понятия генетического ряда веществ, который  является частным проявлением генетической связи. Генетическим называют   ряд веществ  –  представителей   разных классов веществ являющихся соединениями одного химического элемента, связанных   взаимопревращениями   и   отражающими   общность происхождения этих веществ.      Рассмотрим признаки генетического ряда веществ: 1 Все   вещества   генетического   ряда   должны   быть   образованы   одним химическим элементом. 2 Вещества,   образованные   одним   и   тем   же   химическим   элементом, должны принадлежать к разным классам ( т.е. отражать разные формы существования химического элемента) 3 Вещества, образующие генетический ряд одного химического элемента, должны быть связаны взаимопревращениями. По этому признаку   можно различать полные   и неполные генетические ряды.  Рассмотрим   вначале   генетическую   связь   неорганических   веществ   и разделим их на  2 разновидности генетических рядов: а) генетический ряд металла; б) генетический ряд неметалла. 2. Правило генетических связей: 1)   количество   стрелок   в   схеме   соответствует   количеству   уравнений химических реакций, которые необходимо сложить;  2) соединения, записанные перед стрелочкой обязательно должны вступить в химическую реакцию; 3)соединения, записанные после стрелочки должны образоваться в результате реакции. 3.Генетическая связь между классами неорганических веществ. Имея   правила   генетических   связей,   давайте   вместе   совершим   такое преобразование:  С СО→ 2  Поэтому для неметаллов схема будет иметь такой вид:  Н→ 2СО3 СаСО → 3 Неметалл  Кислотный оксид  Кислота Соль → → → Давайте сложим такую же схему для металлов: → Металл  Основной оксид  Основание Соль Амфотерний оксид Амфотерная основа  Соль → → → → Генетический ряд металла. Рассмотрим ряд меди:      Cu       Медь         оксид          сульфат          гидроксид          оксид         медь  → CuO  → Cu  → Cu(OH)2    → CuSO4     → CuO меди(II)       меди (II)        меди(II)               меди(II)          металл         основной     соль               основание           основной   металл                               оксид                                                              оксид       1 2Cu + O2 → 2CuO 2 CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O 3 CuSO4 + 2KOH → Cu(OH)2 + K2SO4 4 Cu(OH)2 → CuO + H2O 5 CuO + C→Cu + CO Генетический  ряд неметалла рассмотрим на примере генетического  ряда  фосфора.   P→ 2O5           P                Фосфор        оксид             фосфорная      фосфат                                 фосфора (v)    кислота           кальция          неметалл    кислотный      кислота           соль                                 оксид   H→ 3PO4    Ca→ 2(PO4)2  1 4P + 5O2 → 2P2O5  2 P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 3 2H3PO4 + 3Ca   Ca→ 3( PO4)2 + 3H2 4        Генетическая связь между классами органических веществ. Основу  генетического ряда в органической химии (химии углеродных  соединений) составляют соединения с одинаковым числом атомов  углерода в молекуле.   → C2H5OH→CH3CHO   → CH3 – COOH →CH2Cl – COOH →NH2CH2COOH Например: C2H6 →C2H4 Этан           этен          этанол             этаналь                уксусная кислота     хлорэтановая кислота   аминоэтановая к­та алкан         алкен        алканол           алканаль              карбоновая кислота хлоркарбоновая кислота аминокислота 1 C2H6 → C2H4 + H2 2 C2H4 + H2O → C2H5 OH 3 C2 H5OH + [O] → CH3CHO + H2O 4 CH3CHO + [O] → CH3COOH 5 CH3COOH + Cl2 → CH2Cl  ­ COOH 6 CH2Cl  ­ COOH + NH3  2 CH2 – COOH + HCl  NH→ 5.Генетическая связь между классами органических и неорганических веществ. Задание:   Установите   соответствие   между   схемой   химического уравнения и веществом образовавшемся в результате реакции.       Вариант 1 А) С + Х1 Б) 2 СН4      t        t        СН4         Х1 + 3Н2 В) Х1 + Н2      t ,кат.             Х2 Х1 1 С2Н2 2 С2Н4 3 Н2 4 С2Н5ОН 5 С2Н2 Х2 С2Н5ОН СН3 СОО С2Н5 С2Н4 Г) Х1 + НОН     t ,Н 3 РО 4        Х2 Д) СН3СООН + Х1     t,Н 2 SO 4        Х2 Вариант 2 А) СаС2 + 2Х1 Б)  Х1 + НОН      HgSO4           Х2 + Са(ОН)2   Х2 В) Х1 + Ag2O    t, NH3 р­р     Х2+2Ag Г) Х1 + CL2      Р       Х2 + HCL  Х1 1 С2Н2 2 С3 СООН 3 2Н2  O 4 С LCН2 COОН 5 СН3 COH Х2 СН3 CОН С LCН2 COОН С2Н2 NH2CH2 COOH СН3 COOH               Х2 +NH4CL Д) Х1+ 2NH3 Проверка результатов ( А3, Б1, В5,  Г2, Д4 ) По ходу проверки задания на доске записывается схема: 1) С        СН4             С2Н2               С2Н4            С2Н5ОН          СН3 COO С2Н5 2)СаС2            С2Н2             СН3 COH                  СН3 COОH               С LCН2 COОН        NH2CH2­ COOH   ­   Какая   закономерность   прослеживается   при   выполнении задания? Вывод:  между   органическими   и   неорганическими   веществами существует генетическая связь. Контроль знаний: 1. Задание:  А)  Fe2О3; FeCl3; Fe; Fe(ОН)3  Б)  S; Н2SО3; SО2; K2SО3 • Дайте названия каждого вещества в группе А и Б. • Назовите классы веществ, к которым эти соединения относятся? • Составьте генетические ряды железа и серы. 2.Осуществить превращения: С3Н8                 С3Н6            С3  Н7COОH                    СН3СН2 СОН СО2 3. Осуществить превращения: СаС2             С2Н2             СН3 COH                  СН3 COОH               С LCН2 COОН        NH2CH2­ COOH 4.Установите   соответствие   между   формулами   исходных   веществ   и продуктов реакции: Формулы исходных веществ              Формулы продуктов 1)NaOH+ CO2                                               A) NaOH + H2 2)NaOH +CO2                                               Б) Na2CO3 + H2O 3)Na + H2O                                                   В) NaHCO3 4)NaOH + HCl                                                 Г) NaCl + H2O Формулы исходных веществ              Формулы продуктов 1)Fe + Cl2                                                     A) FeCl2 2)Fe + HCl                                                    Б) FeCl3 3)FeO + HCl                                                 В) FeCl2 + H2 4)Fe2O3 +HCl                                                Г)FeCl3 + H2                                                                 Д) FeCl2 + H2O                                                                 Е ) FeCl3 + H2O 5 Элементом «Э», участвующим в цепочке превращений:   Э→ 2О5   Н→ 3ЭО4   Э   а) N        б) Mn       в) P      г) Cl  → Na3ЭO4              ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: повторить материал.