Первоначальные понятия
об органических веществах
Опорный конспект № 6.2 Первоначальные понятия об органических веществах.
Проверяемый элемент содержания: ОГЭ 6.5. Первоначальные понятия об органических веществах как о соединениях углерода (метан, этан, этилен, ацетилен, этанол, глицерин, уксусная кислота). Понятие о биологически важных веществах: жирах, белках, углеводах — и их роли в жизни человека.
Вернуться к Списку конспектов
Что такое органические вещества
💡 Органическая химия — это химия соединений углерода. Углерод — единственный элемент, который может образовывать бесконечное количество соединений с другими элементами. Именно поэтому органических веществ известно более 10 миллионов (а неорганических — около 500 тысяч).
📌 Органические вещества — это соединения, в состав которых входит углерод (кроме оксидов углерода, угольной кислоты и карбонатов — их относят к неорганическим).
⚠️ Важно: в состав большинства органических веществ входят также водород, кислород, азот, сера, галогены и другие элементы.
Интересный факт: органическая химия получила своё название потому, что раньше считали, что органические вещества могут образовываться только в живых организмах. В 1828 году Ф. Вёлер синтезировал мочевину из неорганических веществ, доказав, что это не так.
Основные классы органических соединений
📌 Все органические вещества делятся на классы в зависимости от строения и наличия функциональных групп.
⚠️ Основные классы, которые нужно знать для ОГЭ:
| Класс | Особенность строения | Примеры |
| Алканы | Только одинарные связи C–C | Метан (CH₄), этан (C₂H₆) |
| Алкены | Есть двойная связь C=C | Этилен (C₂H₄) |
| Алкины | Есть тройная связь C≡C | Ацетилен (C₂H₂) |
| Спирты | Содержат гидроксогруппу –OH | Этанол (C₂H₅OH), глицерин (C₃H₅(OH)₃) |
| Карбоновые кислоты | Содержат карбоксильную группу –COOH | Уксусная кислота (CH₃COOH) |
Важнейшие органические вещества
Метан CH₄
📌 Строение: простейший углеводород, молекула имеет форму тетраэдра. Все связи C–H одинарные (ковалентные полярные).
📌 Физические свойства: газ без цвета и запаха, легче воздуха, плохо растворим в воде.
📌 Химические свойства:
- Горение (светит голубоватым пламенем):
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
- Реакции замещения (с галогенами на свету):
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl
💡 Метан — основной компонент природного газа (до 98%). Его используют как топливо и сырьё для химической промышленности.
Этан C₂H₆
📌 Строение: два атома углерода соединены одинарной связью, к каждому прикреплены атомы водорода.
CH₃–CH₃
📌 Физические свойства: газ, без цвета и запаха, легче воздуха.
📌 Химические свойства: горит, реагирует с галогенами (реакции замещения).
2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O
💡 Этан — компонент попутных нефтяных газов.
Этилен C₂H₄
📌 Строение: два атома углерода соединены двойной связью (C=C), поэтому этилен — непредельный углеводород.
CH₂=CH₂
📌 Физические свойства: газ с характерным сладковатым запахом, легче воздуха.
📌 Химические свойства:
- Горение (светит ярким пламенем):
C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O
- Реакции присоединения (водорода, галогенов, воды):
C₂H₄ + H₂ → C₂H₆ (присоединение водорода)
C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂ (обесцвечивание бромной воды — качественная реакция)
C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH (гидратация этилена)
- Полимеризация (образование полиэтилена):
nCH₂=CH₂ → (–CH₂–CH₂–)ₙ
💡 Этилен — важнейшее сырьё для производства пластмасс (полиэтилен, ПВХ), этилового спирта, полиэтиленгликолей.
⚠️ Важно: бромная вода (Br₂) обесцвечивается в присутствии этилена. Это качественная реакция на непредельные углеводороды (с двойной или тройной связью).
Ацетилен C₂H₂
📌 Строение: два атома углерода соединены тройной связью (C≡C).
CH≡CH
📌 Физические свойства: газ без цвета, с характерным запахом, легче воздуха.
📌 Химические свойства:
- Горение (светит очень ярким коптящим пламенем):
2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O
- Реакции присоединения (две стадии):
C₂H₂ + H₂ → C₂H₄ (первая стадия)
C₂H₄ + H₂ → C₂H₆ (вторая стадия)
- Реакция с бромной водой (обесцвечивание, качественная реакция):
C₂H₂ + 2Br₂ → C₂H₂Br₄
💡 Ацетилен используют для резки и сварки металлов (кислородно-ацетиленовое пламя даёт температуру до 3000 °С).
Этанол C₂H₅OH
📌 Строение: это спирт, содержит гидроксогруппу –OH.
CH₃–CH₂–OH
📌 Физические свойства: бесцветная жидкость с характерным запахом, хорошо растворима в воде (в любых соотношениях).
📌 Химические свойства:
- Горение:
C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O
- Реакция с натрием (качественная реакция на спирты — выделение водорода):
2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂↑
- Реакция с кислотами (образование сложных эфиров):
C₂H₅OH + CH₃COOH ⇄ CH₃COOC₂H₅ + H₂O
💡 Этанол — главный компонент алкогольных напитков. Также используется как растворитель, антисептик, как топливо (биоэтанол).
⚠️ Важно! Этанол токсичен. Он вызывает опьянение, а в больших дозах — отравление и смерть. Также он является психоактивным веществом и вызывает зависимость.
Глицерин C₃H₅(OH)₃
📌 Строение: трёхатомный спирт (содержит три гидроксогруппы –OH).
CH₂(OH)–CH(OH)–CH₂(OH)
📌 Физические свойства: бесцветная вязкая жидкость сладковатого вкуса, хорошо растворима в воде.
📌 Химические свойства:
- Реакция с натрием:
2C₃H₅(OH)₃ + 6Na → 2C₃H₅(ONa)₃ + 3H₂↑
- Реакция с щелочью — качественная реакция на глицерин (с Cu(OH)₂ образуется ярко-синее окрашивание).
2C₃H₅(OH)₃ + Cu(OH)₂ → [C₃H₅(OH)₂O]₂Cu + 2H₂O
💡 Глицерин широко используют в косметике (увлажнитель), в медицине, в пищевой промышленности (добавка E422).
Уксусная кислота CH₃COOH
📌 Строение: карбоновая кислота, содержит карбоксильную группу –COOH.
CH₃–COOH
📌 Физические свойства: бесцветная жидкость с резким характерным запахом (запах уксуса), хорошо растворима в воде.
📌 Химические свойства:
- Как кислота (взаимодействует с металлами, оксидами, основаниями):
2CH₃COOH + Mg → (CH₃COO)₂Mg + H₂↑
2CH₃COOH + CuO → (CH₃COO)₂Cu + H₂O
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
- Реакция этерификации (с образованием сложных эфиров):
CH₃COOH + C₂H₅OH ⇄ CH₃COOC₂H₅ + H₂O
💡 Уксусная кислота — главный компонент столового уксуса (3–9% раствор). Используется как приправа и консервант.
Биологически важные вещества
Жиры
📌 Жиры — это сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот.
📌 Роль жиров в организме:
- Энергетическая — при окислении 1 г жира выделяется 37 кДж энергии (в 2 раза больше, чем у углеводов и белков!).
- Теплоизоляционная — защита от холода.
- Защитная — механическая защита органов (жировая подушка вокруг почек, глаз).
- Строительная — входят в состав клеточных мембран.
- Регуляторная — участвуют в синтезе гормонов.
💡 Жиры бывают растительные (жидкие — масла) и животные (твёрдые — сало, сливочное масло).
Белки
📌 Белки — это высокомолекулярные полимеры, состоящие из аминокислот (20 видов аминокислот в природе).
📌 Роль белков в организме:
- Строительная — основной материал для клеток, тканей (мышцы, кожа, волосы, ногти).
- Каталитическая — ферменты (ускоряют реакции в организме).
- Транспортная — гемоглобин переносит кислород.
- Защитная — антитела (иммунитет).
- Регуляторная — гормоны (инсулин регулирует уровень сахара).
- Энергетическая — при окислении 1 г белка выделяется 17 кДж энергии.
💡 Белки — это основа жизни. Без них невозможны рост, размножение, движение, дыхание.
Углеводы
📌 Углеводы — это органические вещества, состоящие из углерода, водорода и кислорода (общая формула — Cₙ(H₂O)ₘ).
📌 Углеводы делятся на:
- Простые (моносахариды) — глюкоза (C₆H₁₂O₆), фруктоза.
- Сложные (дисахариды) — сахароза (C₁₂H₂₂O₁₁), мальтоза.
- Сложные (полисахариды) — крахмал, целлюлоза, гликоген.
📌 Роль углеводов в организме:
- Энергетическая — главный источник энергии (при окислении 1 г углеводов выделяется 17 кДж).
- Строительная — целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, хитин — в состав панцирей насекомых.
- Запасная — гликоген в печени, крахмал в растениях.
- Регуляторная — участвуют в обмене веществ.
💡 Глюкоза — основной источник энергии для клеток. Она содержится в сладких фруктах, мёде, винограде. Сахароза — обычный столовый сахар. Крахмал — главный углевод в картофеле, зерне.
Классификация органических веществ по группам
📌 Для ОГЭ важно знать разницу между:
| Тип соединения | Пример | Функциональная группа | Применение |
| Углеводороды | Метан, этан, этилен, ацетилен | Только C и H | Топливо, сырьё для синтеза |
| Спирты | Этанол, глицерин | –OH | Растворители, медицина, косметика |
| Карбоновые кислоты | Уксусная кислота | –COOH | Пищевая, консервирование |
| Сложные эфиры | Жиры | –COO– | Пищевая (масла, жиры) |
| Аминокислоты → белки | Полимеры | –NH₂ + –COOH | Строительная, ферменты |
| Углеводы | Глюкоза, крахмал | –OH + альдегид/кетон | Энергия, питание |
Первоначальные понятия об органических веществах
Практическое задание
📌 Задание 1. Напишите молекулярные формулы веществ:
- Метана
- Этана
- Этилена
- Ацетилена
- Этанола
- Уксусной кислоты
📌 Задание 2. Какая реакция является качественной для этилена? Почему?
📌 Задание 3. Напишите уравнение реакции горения этанола.
📌 Задание 4. Какие биологически важные вещества являются источниками энергии? (Перечислите все.)
📌 Задание 5. В чём заключается роль белков в организме?
⚡️ Проверьте себя:
- Задание 1: 1) CH₄; 2) C₂H₆; 3) C₂H₄; 4) C₂H₂; 5) C₂H₅OH; 6) CH₃COOH.
- Задание 2: Реакция с бромной водой — обесцвечивание (присоединение Br₂ по двойной связи).
- Задание 3: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O.
- Задание 4: жиры (37 кДж/г), белки (17 кДж/г), углеводы (17 кДж/г).
- Задание 5: строительная, каталитическая, транспортная, защитная, регуляторная, энергетическая.
Памятка
- ✅ Метан CH₄ — природный газ, горючий.
- ✅ Этан C₂H₆ — компонент попутных газов.
- ✅ Этилен C₂H₄ — непредельный углеводород, сырьё для пластмасс, обесцвечивает бромную воду.
- ✅ Ацетилен C₂H₂ — непредельный углеводород с тройной связью, сварка металлов.
- ✅ Этанол C₂H₅OH — спирт, растворитель, антисептик.
- ✅ Глицерин C₃H₅(OH)₃ — трёхатомный спирт, косметика, медицина.
- ✅ Уксусная кислота CH₃COOH — карбоновая кислота, уксус.
- ✅ Биологически важные вещества:
- Жиры — энергия (37 кДж/г), теплоизоляция.
- Белки — строительная функция, ферменты, антитела.
- Углеводы — энергия (17 кДж/г), клетчатка, гликоген.
Вы смотрели конспект урока химии по теме «Первоначальные понятия об органических веществах». Выберите дальнейшее действие:
- Перейти к Списку конспектов по химии (по классам)
- Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
- Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии
