WWW.KONFERENCIYA.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Конференции, лекции

 

РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Лекции по химии

для студентов лечебного, педиатрического,

московского и стоматологического факультетов

Подготовлено соответствии с ФГОС-3

в рамках реализации

Программы развития РНИМУ

Кафедра общей и биоорганической химии

1 Часть 2. Органическая химия проф. Ю.И. Бауков, проф. И.Ю. Белавин, проф. В.В. Негребецкий Тема 10 Строение органических соединений, взаимное влияние атомов в их молекулах и их кислотные и основные свойства Общая редакция — зав. кафедрой ОБОХимии, проф. В.В. Негребецкий Строение органических соединений, взаимное влияние атомов в их молекулах и их кислотные и основные свойства Введение в химию органических соединений Электронное строение органических соединений Гибридизация атомных орбиталей Химические связи атома углерода Сопряжение Понятие ароматичности Основные характеристики ковалентных связей o Электронные эффекты Кислотность и основность органических соединений Типы кислот и оснований Факторы, определяющие кислотность и основность

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

— химия соединений углерода Некоторые термины и определения, используемые в курсе органической химии, имеющем медицинскую направленность • Биополимеры (и их структурные компоненты) — высокомолекулярные природные соединения, служащие структурной основой живых организмов (пептиды и белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, липиды) • Биорегуляторы — соединения, регулирующие обмен веществ (витамины, гормоны, синтетические биологически активные вещества, в том числе лекарственные средства) • Метаболиты — вещества, образующиеся или распадающиеся в процессах обмена веществ • Ферменты — биокатализаторы белковой природы, увеличивающие скорости биохимических реакций в 106 – 1010 раз • Коферменты – низкомолекулярные вещества, необходимые для функционирования некоторых ферментов • Ксенобиотики – чужеродные для живого организма вещества:

вещества, загрязняющие окружающую среду, лекарственные препараты, яды, наркотики Метаболизм (обмен веществ) — совокупность химических реакций, протекающих в организме; дает энергию и вещества, необходимые для функционирования организма Катаболизм – реакции распада (выделение энергии; окисление [O]) Анаболизм – реакции биосинтеза (затрата энергии; восстановление [Н]) "Биосинтез" – химические реакции, приводящие в условиях организма к получению конкретного класса соединений "in vitro" – вне организма "in vivo" – в условиях организма Электронное строение органических соединений Электронная орбиталь — область пространства, в которой вероятность нахождения данного электрона наиболее велика (90%).

Атомные орбитали атома углерода и других элементов второго периода z z z z y y y y x x x x Распределение электронов по орбиталям у атома углерода в основном (С) и возбужденном (С*) состоянии Энергии s и p орбиталей различны, но все четыре (0.154 нм) и все валентные углы равны (109.5°) H Молекула метана – идеальный тетраэдр.

Ответ: гибридизация атомных орбиталей Гибридизация атомных орбиталей — смешивание нескольких атомных орбиталей различной формы и близкой энергии с образованием такого же числа новых гибридных орбиталей, расположение которых в пространстве соответствует геометрии молекулы.

– для элементов 2-го периода гибридные орбитали имеют одинаковую форму и энергию;

– гибридные орбитали за счет более эффективного перекрывания образуют более прочные связи (по сравнению с негибридизованными орбиталями);

– тип гибридизации определяет направленность гибридных орбиталей в пространстве и, следовательно, геометрию молекул и ионов Сколько орбиталей гибридизуется – столько и образуется +++= sp3-Гибридные АО направлены в пространстве (тетраэдрическая конфигурация) sp2-Гибридные АО лежат в одной плоскости, а негибридизованная 2р-АО перпендикулярна этой плоскости Атом С в алкенах, карбонильной и карбоксильной группах sp-Гибридные АО расположены под углом 180°, а две негибридизованные 2р-АО — во взаимно перпендикулярных плоскостях (линейная конфигурация) Ковалентная связь химическая связь, образованная в результате обобществления электронов связываемых атомов -Связь ковалентная одинарная связь, образованная при перекрывании АО с максимумом перекрывания на прямой (оси), Образование -связей в метане Образование -связей в этане Атом С образует -связи только с использованием гибридных орбиталей -Связь химическая связь, образованная при боковом перекрывании негибридизованных р-АО с максимумом перекрывания по обе стороны от прямой (оси), соединяющей боковое перекрывание Двойная связь — сочетание одной - и одной -связи.

Структурная формула — изображение при помощи химических символов последовательности связывания атомов в молекуле.

Сегментная модель (полусферическая, Стюарта-Бриглеба) Пространственная конфигурация - и -связей Ковалентный радиус атомов углерода Тройная связь — сочетание одной - и двух -связей.

Молекулярные модели ацетилена (молекула линейная) Локализованная связь ковалентая связь, электронная пара которой находится в поле двух ядер и связывает только два атома Делокализованная связь ковалентая связь, молекулярные орбитали которой охватывают более двух атомов Сопряжение наличие в молекуле единой р-электронной системы, включающей три или более атомов за счет Сопряженные системы с открытой цепью Сопряжение имеет место в структурах, содержащих систему чередующихся простых и кратных связей Сопряженные системы – термодинамически выгодны Гипотетическая структура Выравнивание связей и зарядов Энергия сопряжения — выигрыш в энергии за счет сопряжения;



Структура с негибридизованными -Каротин Сопряженная система, включающая 22 р-электрона Сопряженные системы с замкнутой цепью сопряжения.

Бензол как прототип ароматических соединений Бензол – плоский правильный шестиугольник с валентными углами 120°, все связи СС равноценны (0.139 нм) и все атомы углерода sp2-гибридизованы; все связи СС и СН Ф.А. Кекуле Совокупность характерных свойств ароматических соединений Устойчивость к действию окислителей и температуры несмотря на высокую степень ненасыщенности;

склонность вступать в реакции замещения, а не присоединения;

повышенная термодинамическая стабильность по сравнению с сопряженными системами с открытой цепью.

Соединение ароматично, если оно имеет плоский цикл и сопряженную -электронную систему, охватывающую все атомы цикла и содержащую 4n + 2 р-электрона (n = 0, 1, 2, 3 и т.д., правило Хюккеля, 1931) СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ БЕНЗОЛА (6 P-ЭЛЕКТРОНОВ, n = 1) p-орбитали не показаны негибридизованные Выравнивание Термодинамическая стабильность бензола (его энергия cопряжения или энергия делокализации) — 150 кДж/моль Примеры ароматических соединений Конденсированные ароматические системы 10 -электронов 14 -электронов Ароматические гетероциклы Гипотетическая Окончательная (входит в состав кислородпереносящего белка гемоглобина) HOOCCH2CH HOOCCH2CH Основные характеристики ковалентной связи Длина связи расстояние между центрами связанных атомов (нм) 0.154 0.134 0.120 0.143 0.121 0.147 0.128 0. Двойная связь короче одинарной, тройная – короче двойной Энергия связи средняя величина энергии, необходимой для гомолитического разрыва связи (энергия диссоциации, кДж/моль) Чем больше энергия связи, тем связь прочнее;

чем длиннее связь тем меньше ее энергия (т.е. связь слабее) Электроотрицательность (ЭО) — способность атома в молекуле притягивать электроны, участвующие в образовании химической связи

ШКАЛА ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТИ ПОЛИНГА

Лайнус Полинг 1901 – Полярность связи неравномерное распределение электронной плотности между связанными атомами, вызванное ее смещением в Неполярная связь – пары электронов связи в равной степени принадлежат обоим связываемым атомам Полярная связь – ковалентная связь, электронная плотность которой смещена в сторону более электроотрицательного атома Разница в электроотрицательности ( ) характеризует степень полярности связи.

• Взаимное влияние атомов в молекулах передается с помощью электронных и пространственных эффектов.

Индуктивный эффект (I-эффект) — передача электронного влияния 1893– Электронодонорные заместители — СН3 и др. алкилы, Li, Na, Mg, O — обладают положительным I-эффектом (+I) Электроноакцепторные заместители — Hal, OH, H2O+, NH2, NH3+, NO2, CN, C(O)H, C(O)R, COOH, COOR, SO3H — обладают Мезомерный эффект (M-эффект) — передача электронного влияния Электронодонорные заместители — С=C, C6H5, OH, OR, O, NH

СН2 СН С М СООН С

Электроноакцепторные заместители — C=O, COOH, C=C, C6H5, NO — Индуктивные и мезомерные эффекты заместителей могут не — эти эффекты влияют на реакционную способность соединений Электронные эффекты некоторых заместителей Кислотность и основность органических соединений Кислота – нейтральная молекула или ион, способная Основание – нейтральная молекула или ион, способная Й.-Н. Брёнстед Сопряженные кислотно-основные пары 1879— Т. М. Лоури 1874— OH-кислоты (ROH, RCOOH) SH-кислоты (RSH) NH-кислоты Кислотный центр — атом и связанный с ним атом водорода, потенциально способный к парой или -связь, отщеплению в виде способные присоединить Примеры сопряженных кислот и оснований +NH СН СОО– + Н+ Факторы, определяющие кислотность стабильностью сопряженного этой кислоте основания (аниона) (чем стабильнее анион, тем сильнее кислота) Природой и зарядом атома в кислотном центре (электроотрицательностью и поляризуемостью атома, отдающего протон) природа атома в заряд атома в кислотном Возможностью стабилизации аниона (за счет сопряжения или характера органического радикала, связанного с кислотным центром);

(т.е. взаимодействию с растворителем) Увеличение устойчивости аниона за счет делокализации отрицательного Изменение донорноакцепторных свойств органического радикала Электроноакцепторные (ЭА) заместители повышают кислотность, электронодонорные (ЭД) — понижают кислотность Факторы, определяющие основность Их влияние, как правило, противоположно, влиянию факторов, Природа атома Изменение донорноакцепторных свойств органического радикала Электроноакцепторные (ЭА) заместители понижают основность, электронодонорные (ЭД) – повышают основность

Похожие работы:

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина Утверждено на заседании кафедры государственно-правовых дисциплин и менеджмента Протокол № 5 от 25.12.2006 г. Зав. кафедрой канд. юрид. наук, доц. Ю.М. Буравлев ТЕОРИЯ ГОСУДАРСТВА И ПРАВА Планы семинарских занятий Рязань 2007 ББК 67.0я73 Т33 Печатается по решению редакционно-издательского совета Государственного...»

«РАСПИСАНИЕ Учебных занятий 1 курса геологического факультета на ВЕСЕННИЙ семестр 2012-2013 учебного года Время 101(10) 102 (17) 119(14) 103(13) 111(5) 104(21) 105(13) 112(15) 126(11) 106(16) 107(22) 108(12) 109(20) 110(21) день Время день Ч/н Ч/н Ч/Н с 18.02. практикум ФИЗИКА Минералогия МИНЕРАЛОГИЯ С Ч/Н с 11.02. ОБЩАЯ физфак 339, 4 часа Общая геология КРИСТАЛЛОХИМИЯ с основ.кристал. ОСН. КРИСТАЛ. практикум ГЕОЛОГИЯ 9:00- 9:00доп.гл.) Урусов В.С., Еремин Н.Н. Ряховская С.К. Ч/Н с 11.02. лекция...»

«РАСПИСАНИЕ Учебных занятий 1 курса геологического факультета на ВЕСЕННИЙ семестр 2013-2014 учебного года 104(138) (21+12) день Время Время день 101(13) 102 (12) 119(8) 103(11) 111(6) 105(20) 112(15) 126(6) 106(14) 107(19) 108(12) 109(21) 110(20) Ч/н Ч/н Ч/Н с 17.02. практикум ФИЗИКА 1/2 гр. Общая геология МИНЕРАЛОГИЯ ВЫСШАЯ КРИСТАЛЛОХИМИЯ Ч/Н с 10.02. практикум физфак 339, 4 часа МИНЕРАЛОГИЯ С С ОСН. КРИСТАЛ. МАТЕМАТИКА ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЯ 9:00- 9:00доп.гл.) Еремин Н.Н. ФИЗИКА Ч/Н с 10.02. лекция...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет Кафедра лесных машин и технологии лесозаготовок А. П. Матвейко, А. С. Федоренчик ТЕХНОЛОГИЯ И МАШИНЫ ЛЕСОСЕЧНЫХ И ЛЕСОСКЛАДСКИХ РАБОТ Тексты лекций по одноименной дисциплине для студентов специальности Лесоинженерное дело специализации Транспорт леса Минск 2014 ЛЕКЦИЯ 1 1.1. Лесные ресурсы Республики Беларусь, их значение для национальной экономики и общества Леса занимают...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. Ломоносова П.А. Форш       ЗАДАЧИ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ ДЛЯ ХИМИКОВ                 Москва 2010     Оглавление  Предисловие Глава 1. Ньютоновская механика § 1. Уравнения Ньютона Глава 2. Уравнения Лагранжа § 2. Обобщенные координаты § 3. Уравнения Лагранжа в независимых координатах § 4. Уравнения Лагранжа при наличии диссипативных и электромагнитных сил Глава 3. Интегрирование уравнений движения § 5. Законы сохранения § 6. Одномерное...»









 
2014 www.konferenciya.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Конференции, лекции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.