Метиловый спирт модель молекулы — Справочник химика 21
В. Захариасен, используя полученную Г. Стюартом и Р. Морроу кривую интенсивности для метилового спирта, рассчитал функцию распределения атомов. На основании ее анализа он нашел межатомное расстояние С—О и О—Н. .. О соседних молекул, равное соответственно 1,4 и 2,6 А построил модель ассоциации молекул метилового спирта, согласно которой каждая молекула СН3ОН посредством водородных связей координирована с двумя соседними (см. рис. 9.8). Аналогичные результаты были получены в работе Г. Гарвея, который применил метод интегрального анализа кривых интенсивности для исследования структуры метилового и этилового спиртов. Результатом его работы явилось определение внутримолекулярных расстояний С—О и С —С, равных 1,43 и 1,54 А соответственно. Межмолекулярное расстояние О—Н. .. О было найдено равным 2,7 А для мета- [c.237]
Изобразите атомно-орбитальную модель молекулы муравьиной кислоты.
Необходимо приготовить также модели молекулы этана, бутана, изобутана, метилового, этилового спиртов, уксусного альдегида, уксусной кислоты, ацетона, нитросоединений, аминосоединений, бензола, этилена, ацетилена и т. д. [c.23]
Нарисуйте атомно-орбитальную модель молекулы метилового спирта. Дайте общую характеристику связей С—О и О— Н. Что можно сказать о реакционной способности спиртов на основании этих данных
Приведите атомно-орбитальную модель молекулы метилового спирта. Охарактеризуйте иолярность связей С—О и О —Н. Какие ионы образуются ири гетеролитическом разрыве связи О —Н Какие свойства спиртов связаны с этим процессом [c.52]
Была принята следующая модель раствора. Координационное число квазирешетки z предполагали равным 4. Допускали, что молекула спирта занимает в решетке Пс + 1 мест (см. рис. VII.6). Исходя из соотношений молекулярных объемов метилового спирта и циклогексана, молекуле последнего отводилось 5 мест в решетке. Заметим, что для линейных алканов число мест обычно приравнивается числу атомов углерода в цепи Пс. Значение г = Пс — 1 для циклогексана можно рассматривать как эмпирический учет цикличности молекул. Число мест, занимаемых молекулой пер-фторбензола, по аналогии с циклогексаном и бензолом также приравнивалось 5.
Сравнение выводов теории с опытом. Применим выведенные здесь уравнения для расчета термодинамических функций растворов метиловый спирт — четыреххлористый углерод и этиловый спирт — четыреххлористый углерод [26. Модели молекул СН3ОН, СаНзОН и СС изображены на рис. 79. На этом рисунке Н обозначает контактные участки, соответствующие водороду гидроксильной
При исследовании влияния фенольных веществ на сульфирование ванилинового спирта как модели лигнина Мигита с сотрудниками [154, 158] нашли, что пиносильвин и его метиловые эфиры легко конденсировались с алкоголем при pH 2 и, по-види-мому, в пара-положении к каждой фенольной гидроксильной группе. При этом были образованы продукты конденсации (XXVn), двух молекул ванилинового спирта и одной молекулы пиносильвина. Это предохраняло спирт от сульфирования. [c.408]
Рентгепоструктурные исследования жидких одноатомпых спиртов впервые были выполнены Стюартом и Морроу [377]. На основании этих данных Захариазен [378] рассчитал кривые радиального распределения электронной плотности для метилового и нонилового спиртов, а также предложил модель, согласно которой молекулы спирта за счет водородных связей ассоциированы в цепочку. К этим результатам пришли Остер и Кирквуд [379, 380]. Расчет по кривым радиального распределения привел к следующим значениям координационных чисел в структуре спиртов метиловый и этиловый-2, амиловый — 3,2, гептиловый — 3,5, дециловый — 5,3 [310]. Об этом свидетельствуют и результаты других работ.
Метанол. Этанол. Водородная связь — урок. Химия, 10 класс.
Метанол. Этанол
Формула метанола Ch4OH.
Рис. \(1\). Модель молекулы метанола
Метанол кипит при \(64,7°C\). При обычных условиях это бесцветное жидкое вещество с характерным запахом, неограниченно растворимое в воде.
Формула этанола C2H5OH.
Рис. \(2\). Модель молекулы этанола
По физическим свойствам этанол похож на метанол. Это тоже бесцветная жидкость со специфическим запахом, которая смешивается с водой в любых соотношениях. Температура кипения этанола выше, чем у метанола. Она составляет \(78,4°C\).
Метанол ядовит. Небольшое количество этого спирта при попадании в организм может привести к потере зрения и даже к гибели.
Этанол обладает наркотическим действием.
Строение гидроксильной группы
Мы видим, что спирты отличаются от углеводородов физическими свойствами: при обычных условиях метанол и этанол жидкие, а гомологические ряды алканов, алкенов и алкинов начинаются с газов; спирты неограниченно смешиваются с водой, а углеводороды в воде практически нерастворимы.
Высокие по сравнению с углеводородами температуры кипения спиртов и хорошая растворимость в воде обусловлены полярностью гидроксильной группы. Атом кислорода более электроотрицателен по сравнению с атомами углерода и водорода. Поэтому связи C−O и O−H полярные.
Атом кислорода имеет частичный отрицательный заряд, а связанный с ним атом углерода и атом водорода гидроксильной группы — частичные положительные заряды: h4Cδ+→Oδ−←Hδ+.
Водородная связь
Между молекулами спирта возникают водородные связи, которые и обуславливают его довольно высокую температуру кипения и жидкое агрегатное состояние при обычных условиях.
Рис. \(3\). Водородные связи между молекулами спирта
Водородные связи образуются также в водных растворах между молекулами спирта и воды. С этим связана хорошая растворимость метанола и других спиртов.
Рис. \(4\). Водородные связи между молекулами спирта и воды
Источники:
Рис. 1. Модель молекулы метанола https://image.shutterstock.com/image-vector/ethanol-ve-methanol-molecular-models-600w-1904884336.jpg
Рис. 2. Модель молекулы этанола https://image.shutterstock.com/image-vector/ethanol-ve-methanol-molecular-models-600w-1904884336.jpg
Рис. 3. Водородные связи между молекулами спирта © ЯКласс
Рис. 4. Водородные связи между молекулами спирта и воды © ЯКласс
Химики СПбГУ с помощью компьютерной модели обнаружили возможности для более «зеленого» использования карбида кальция
Научная работа опубликована в журнале Королевского химического общества Chemical Science.
Карбид кальция известен человечеству уже более 150 лет — это твердое вещество желтовато-белого, бежевого или серого цвета, полученное в результате соединения кальция с углеродом. Сегодня карбид кальция используют для получения газообразного ацетилена, который широко применяется в промышленности — от производства уксусной кислоты и этилового спирта, до пластмассы, каучука и ракетных двигателей.
Углерод, необходимый для синтеза карбида кальция, добывается не оптимальным с точки зрения концепции устойчивого развития способом — в шахтах. В результате запасы ископаемого ресурса истощаются (не устойчивый подход), а над поверхностью земли растет количество углерода. «Мы работаем над стратегией углерод-нейтрального цикла производства. В частности, для получения карбида кальция можно использовать углерод, добываемый при термическом разложении (пиролизе) отходов, а полученное в результате вещество — применять в промышленности для создания новых соединений», — отметил Константин Родыгин, научный сотрудник лаборатории кластерного катализа СПбГУ.
Исследование было поддержано грантом СПбГУ и проводилось в рамках проекта по актуальной химии карбида кальция, которым занимается лаборатория кластерного катализа Университета при участии исследователей из Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН. Значительная часть моделирования была проведена с помощью мощностей РЦ «Вычислительный центр» Научного парка СПбГУ.
«Главным вызовом для человечества сегодня является создание промышленных процессов нового поколения, позволяющих получать важнейшие органические соединения и материалы в рамках углерод-нейтрального подхода. Особое значение имеет замена ископаемых ресурсов на возобновляемые и решение таким образом экологических задач. Как было показано в наших работах, органический синтез на базе карбида кальция открывает новые возможности для реализации углерод-нейтральных технологий. Причем ключевое значение имеет понимание химических процессов трансформации карбидных частиц в химических процессах в растворе», — отметил руководитель лаборатории кластерного катализа СПбГУ, заведующий лабораторией металлокомплексных и наноразмерных катализаторов Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН академик РАН Валентин Анаников.
Предложить новую стратегию использования вещества химики смогли с помощью моделирования процессов, возникающих на уровне атомов и молекул при взаимодействии карбида кальция с водой и растворителем диметилсульфоксидом. Карбид кальция — это, по сути, соль, включающая отрицательно заряженные кислотные остатки ацетилена (так называемые ацетиленид-анионы с зарядом −2) и положительно заряженные ионы кальция. В работе исследовались кислотно-основные свойства ацетиленид-анионов, воды и некоторых других веществ в растворителе диметилсульфоксиде. В таком растворителе можно наблюдать необычную ситуацию: взаимодействие ацетиленид-анионов и воды, называемое гидролизом, идет не полностью. Образуются анионы с зарядом −1, которые потом могут вступать в широкий спектр ключевых для органического синтеза химических реакций.
«После проведения анализа выяснилось, что вместо воды можно использовать и другие протонирующие вещества для перевода ацетиленида в раствор, а в качестве растворителя для реакций с карбидом кальция можно искать альтернативные диметилсульфоксиду, еще менее токсичные и «зеленые» растворители», — рассказал соавтор статьи, ассистент Института химии СПбГУ Михаил Полынский.
Таким образом, производство с участием карбида кальция в перспективе может стать более «зеленым» не только из-за потенциально более безопасных способов добычи углерода, но и благодаря возможности карбида кальция вступать в реакции с менее токсичными растворителями.
Ассистент Института химии СПбГУ Михаил Полынский
Отметим, что одним из авторов статьи стала выпускница СПбГУ Мария Сапова, начавшая работу над проектом во время обучения в магистратуре. «Задача меня сразу привлекла: идея комбинации различных расчетных методов открывает большие возможности для моделирования сложных процессов, как, например, процесс растворения в нашем случае. Эта работа помогла не просто расширить кругозор, а выйти за рамки задач по моделированию кристаллов, которыми я занималась, и почувствовать границы применимости различных методов расчетной химии. Думаю, что такие сложные многоступенчатые подходы в моделировании должны развиваться дальше: это позволит нам приблизиться к описанию реальных экспериментов», — отметила Мария Сапова.
Как уточнил Михаил Полынский, работа на данном этапе — полностью теоретическая и заключалась в компьютерном моделировании процесса получения ацетиленидов из карбида кальция. «Для моделирования мы использовали так называемые квантово-химические методы, борн-оппенгеймеровскую молекулярную динамику. В результате такого моделирования можно сделать короткое молекулярное кино, показывающее, как выглядит движение атомов и молекул на очень коротких, пикосекундных временных интервалах», — заключил Михаил Полынский.
найдите в интернете и установить на свой компьютер программу построения 3D моделей молекул
Для чего нужна химия сор по естествознанию
В предложенном перечне укажите название электролита, при диссоциации которого в качестве катионов образуются только катионы водорода: гидроксид лития … гидросульфид натрия карбонат кальция азотная кислота 2)В предложенном перечне отметьте название электролита, при диссоциации которого в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы: хлорид аммония гидроксид стронция дигидрофосфат калия серная кислота 3)В предложенном перечне отметьте название электролита, при диссоциации которого образуются катионы металла (или катион аммония) и анионы кислотного остатка: азотная кислота хлорид аммония гидроксид кальция бромоводородная кислота 4)В предложенном перечне отметьте верное утверждение: при диссоциации кислот образуются гидроксид-ионы нет подходящего ответа при диссоциации оснований образуются катионы гидроксогрупп при диссоциации кислот образуются анионы кислотного остатка 5)Выберите ряд, в котором все записанные вещества диссоциируют по ступеням: сероводородная кислота, сернистая кислота сероводородная кислота, соляная кислота хлорид магния, сульфат натрия сероводородная кислота, азотистая кислота 6)В предложенном перечне отыщите верное утверждение: при диссоциации кислот образуются анионы водорода при диссоциации солей и оснований образуются катионы металла нет подходящего ответа при диссоциации оснований образуются анионы кислотного остатка 7)Выберите ряд, в котором все записанные вещества диссоциируют по ступеням: серная кислота, хлороводородная кислота сероводородная кислота, угольная кислота сульфат аммония, фосфат натрия азотистая кислота, фосфорная кислота 8)Какие из предложенных веществ диссоциируют без ступеней: бромид калия хлорид магния сульфат натрия фосфорная кислота 9)Какие из предложенных ионов образуются при диссоциации азотистой кислоты? Это: нитрит-ион ни один из ионов катион натрия катион водорода
обчислити який об’єм водню утвортвся, якщо в реакцію з цинком вступило 120г 8% сульфатної кислоти
загальна формула насичених одноманітних спиртів Cnh3n+2O молярна маса 60г/моль.Установіть формулу спирту. Вкажіть кількість атомів у молекулі.
помогите пжжжжжжжж и объясните почему этот ответ выбрали
чем отличается серебро от алюминия?
Химия 10 класс, помогите пожалуйста
ОВР Cl2 + Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(CIO)2 + h3O
СРОЧНО!40 баллов!! Какие явления физические, а какие химические? Дыхание рыбы Пищеварение человека Дробление-измельчения серебра Замерзание азота Исп … арение воды с поверхности водоема плавление золота Ржавления железа
является ли глина веществом ?
с 30 г алкоголя в день начинается рост смертности
ПЬЕМ «ПО-СЕВЕРНОМУ»
Россия известна как страна с «северной моделью» употребления алкоголя — так эксперты называют способ пить ударными дозами. Вместе с нами в этом ряду выделяются Беларусь, Казахстан, Украина и страны Балтии. При «южной модели», куда менее опасной для здоровья — ее практикуют, например, Италия, Испания, Франция, Греция — граждане пьют достаточно регулярно, но понемногу и менее крепкий алкоголь: бокал сухого вина за обедом или ужином.
Как отмечают специалисты, в целом россияне в последнее сокращают свои «возлияния» — по официальным данным в 2016 г. на каждого человека приходилось менее 10 литров алкоголя в год, что ощутимо меньше, чем в 2015-м (в то время как в благополучном европейском регионе есть страны, где пьют по 14 л в год). Однако у нас сохраняется и преобладает экстремальный метод, когда люди «принимают на грудь» большие дозы, вплоть до смертельно опасных.
«Это, например, больше 1 л водки за один раз, — поясняет заведующая отделением профилактики рисков здоровья Центрального НИИ информатизации здравоохранения Минздрава России Дарья Халтурина. — При этом надо понимать, что с возрастом способность выносить экстремальные алкогольные нагрузки значительно сокращается. Например, если в 18 лет, будучи здоровым, можно, выпив литр водки, отделаться сильным похмельем, то организм 45-летнего мужчины такое может уже не пережить». У нас в стране очень высока смертность именно от передозировки.
КАК НЕ ПЕРЕБРАТЬ?
Существуют ли безопасные дозы алкоголя и каковы они? По этому вопросу ведется немало споров, встречаются разные мнения. На что же ориентироваться простому человеку? Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) указывает границу абсолютно опасной дозы: 60 мл этанола для мужчин и 50 мл для женщин. В пересчете на спиртные напитки это соответственно 180 или 150 г водки, или 1,5 пива, или 0,5 л вина в сутки. За этими границами начинается критически опасное потребление. Однако по эпидемиологическим данным (то есть по итогам многолетним наблюдений за большими группами населения. — Авт.) видно, что уже с 30 мл этанола в день начинается рост смертности, говорит Дарья Халтурина. Это 90 г водки, 800 мл пива или большой бокал вина. То есть выпивая столько, человек уже однозначно себе вредит.
— При этом я не могу призывать не пить вообще, так как есть данные, что алкоголь снижает риск атеросклероза (то есть закупорки кровеносных сосудов холестериновыми бляшками. — Авт.), но здесь речь идет исключительно о низких дозах алкоголя, — подчеркивает эксперт. Например, один небольшой бокал (не более 150 мл) сухого красного вина и далеко не каждый день — ВОЗ рекомендует минимум два дня в неделю полностью воздерживаться от алкоголя.
НЕ ТОЛЬКО ЦИРРОЗ
Что же грозит тем, кто пьет, не видя берегов? Многие традиционно вспоминают цирроз печени, однако на самом деле масштаб повреждения и даже разрушения организма намного шире, предупреждают врачи. Алкоголь это канцероген, поэтому злоупотребление спиртным ведет к развитию заболеваний, которые больше всего пугают людей — различных видов рака. В частности, доказано, что с употреблением алкоголя связано увеличение риска развития рака молочной железы, губы, языка, пищевода, печени, желудка, мочевого пузыря.
«Если человек употребляет больше 30 мл этанола в день, у него также повышаются риски нейродегенерации», — поясняет Дарья Халтурина. В результате снижается интеллект, ухудшается память, характер, растет вероятность развития болезней Альцгеймера и Паркинсона. Причем, с возрастом наша нервная система становится все более подвержена опасному воздействию алкоголя. В целом же многолетние исследования и наблюдения за десятками тысяч людей показали, что злоупотребление алкоголем, в частности регулярное употребление водки, сокращает дизнь человека в среднем на 8 лет.
ВАЖНО
Не менее сильно, чем на пожилых людей, алкоголь негативно действует на молодой организм. Мозг человека активно формируется до 25 лет, и прием алкоголя до этого возраста затормаживает развитие мозга, в результате страдает и уровень мышления, и гормональный фон, а в дальнейшем это сказывает не только на здоровье, но и на карьере, уровне дохода человека и т. д., отмечают эксперты.
ЦИФРЫ И ФАКТЫ
— 82% всех убийств в России совершаются в состоянии алкогольного опьянения.
— Каждый 60-й российский мужчина сейчас в тюрьме, и причина этого чаще всего в алкоголе.
— 55% жертв при пожарах не трезвы в момент смерти.
(данные на основе официальной статистики, предоставлены Д.Халтуриной).
ВОПРОС-РЕБРОМ
Как спасаться от «зеленого змия»?
Мировая научно-обоснованная практика говорит о том, что основа — это ограничительные действия. Неспроста многие люди, которые признают свою зависимость от каких-то сайтов в Интернете, просто ставят себе блокировку на них, отмечают эксперты. В нашей стране самыми эффективными на сегодня оказались снижение ценовой доступности крепкого алкоголя, сокращение количества мест продажи и ограничения продажи по времени.
Также сейчас очень активно работает система ЕГАИС, которая отслеживает потребление алкоголя, напоминает Дарья Халтурина. Изначально ЕГАИС учитывала только производство алкоголя, но с 2016 года распространена также на розничную продажу, и теперь, когда продаются спиртные напитки, на чеке появляется qr-код, где зашифрована вся информация о каждой бутылке. Для магазинов это пресекает возможность закупать нелегальный алкоголь и продавать его — если на чеке не будет нужного qr-кода, торговая точка рискует лишиться лицензии. А покупатели всегда могут убедиться в легальности алкоголя, узнать производителя, сканируя qr-кода с чека с помощью специального приложения для смартфона.
Как показали результаты всеобщей диспансеризации, у подавляющего большинства россиян высок риск развития неинфекционных заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной систем, диабета и злокачественных опухолей. У 24,3 % наших сограждан – из-за неправильного питания, у 19,6% – из-за низкой физической активности, у 17,3 % и 16,7 % из-за пагубных привычек – курения и чрезмерного потребления алкоголя соответственно. Неумеренное потребление алкоголя в медицинской классификации относится к изменяемым или поведенческим факторам риска развития неинфекционных заболеваний.
Лучше – меньше
Хотя в России с 2008 по 2014 год наблюдалось постепенное снижение потребления алкоголя с 16,2 л чистого спирта до 11,5 л на душу населения, мы все еще значительно опережаем по этому показателю страны Западной Европы. Для сравнения, там потребление алкогольной продукции на душу населения в год составляет всего 9,8 л. По данным исследований, 75% российского населения умеренно потребляют спиртные напитки, 5 % больны алкоголизмом и 20 % потребляют алкоголь в чрезмерных количествах.
Этиловый спирт – яд для организма. Молекула этанола хорошо растворяется в воде и жирах, поэтому легко проникает практически во все ткани, оказывая пагубное действие на организм. Уже появились такие диагнозы, как алкогольный гастрит, гепатит, жировая дистрофия печени, хронический панкреатит, кардиомиопатия и даже полинейропатия. Особенно от воздействия этилового спирта страдает сердце, сосуды и головной мозг, а в последние годы в научной литературе появляются сообщения о патогенной роли этанола в развитии онкологических заболеваний. Этиловый спирт препятствует естественному разрушению попадающих в организм канцерогенных веществ.
Любовь россиян к спиртному обходится дорого и стране в целом, и каждому отдельному ее гражданину. Ежегодно от последствий, вызываемых злоупотреблением спиртным, умирают 500 тысяч человек, большинство из которых – мужчины трудоспособного возраста. Еще больше число тех, кто заболевает хроническими неинфекционными заболеваниями или получают травмы и попадают в несчастные случаи. На почве пагубной привычки возникают и другие социально-экономические проблемы, в том числе низкая производительность труда и рост преступности, с которым безуспешно борются власти.
Знать меру
Есть в медицине понятие «стандартная доза» (one drink), под которой понимается количество алкогольного напитка, в котором содержится определенное количество чистого этилового спирта. От страны к стране этот показатель незначительно отличается. Эксперты ВОЗ предложили стандарт, который сейчас принят в большинстве стран мира: 10 г чистого спирта. Такое количество спирта содержится в 150 мл сухого вина, или 50 мл крепкого алкоголя (водки, коньяка и т.д.). В бутылке пива крепостью 4,5° содержится 1,6 стандартной дозы.
Специалисты подсчитали и уровень потребления алкоголя, при котором не увеличивается риск последствий для здоровья. Для здоровых мужчин в возрасте до 65 лет он составляет 3 стандартных дозы в день или 14 – в неделю. Для здоровых женщин и мужчин старше 65 лет – 2 дозы в день или 7 — в неделю. Важно, чтобы оба показателя укладывались в рамки ВОЗ. Например, если среднестатистический россиянин выпивает две рюмки водки в день (100 мл), он не превышает дневной лимит, но превышаете недельный.
Некоторым категориям граждан нельзя пить алкоголь вообще: беременным женщинам, людям, принимающим лекарственные средства, несовместимые со спиртным, или страдающим рядом хронических заболеваний , а также представителям профессий, где требуется предельная концентрация внимания и автомобилистам, если они собираются в ближайшее время сесть за руль.
Мифам бой
Среди россиян распространено мнение, что алкоголь снижает уровень холестерина и даже чистит сосуды, как Тирет – трубы. Это опасный миф. Чрезмерное потребление алкоголя разрушает стенки сосудов, способствует отложению в их стенках атеросклеротических бляшек и образованию тромбов, а также вызывает спазм сосудов (после их кратковременного расширения), что в сочетании с атеросклерозом может стать причиной инфаркта и инсульта. По материалам исследования, проведенного в 15 городах страны, выявлено, что среди мужского населения алкоголь занимает второе место по вкладу в общий риск распространённости артериальной гипертонии. А у пожилых людей, лиц с сердечно-сосудистыми заболеваниями внезапная смерть в связи с приемом алкоголя нередко наступает при относительно невысокой концентрации алкоголя в крови.
Диспансеризация выявила проблемы российского общества, а у врачей появился инструмент, позволяющий оценить уровень потребления алкоголя, назначить гражданам из группы риска дополнительные исследования, чтобы в последствие оказать им адекватную помощь. Сейчас Минздрав разрабатывает для отечественных врачей специальную обучающую программу, в которой будет учтен положительный опыт зарубежных коллег в этой области. Возможно, практические результаты этой программы помогут России решить проблему вымирания, которая напрямую связана, по мнению экспертов ВОЗ, с чрезмерным потреблением алкоголя.
Каждая бутылка на учете
В России наметилась тенденция к снижению потребления алкоголя на душу населения. По данным Минздрава, сегодня оно достигло 10 л в год в пересчете на чистый спирт. Вадим Дробиз, директор Центра исследований федерального и региональных рынков алкоголя («ЦИФРРА»), считает, что снижение связано в первую очередь с совершенствованием системы подсчетов и внедрением системы ЕГАИС, а Дарья Халтурина, завотделением профилактики рисков здоровья Центрального НИИ информатизации здравоохранения Минздрава России, объясняет его жесткой антиалкогольной политикой со стороны государства.
С 2016 года в систему ЕГАИС была включена розница. Сначала в городах, а с июля 2017 года она заработала и в торговых точках в сельской местности, и в предприятиях общественного питания. По словам экспертов алкогольного рынка, внедрение системы ЕГАИС позволило на 25% увеличились выплаты акцизов, а отравления от алкоголя снизились на 12%.
Теперь у каждой бутылки есть свой QR-код, где содержится полная информация о продукте: название, производитель, дата розлива, крепость, объем. Сейчас можно скачать приложения для смартфонов, которые позволяют не только прочесть информацию, зашифрованную в двухмерном коде, но и уведомить Федеральную службу по регулированию алкогольного рынка о выявленных нарушениях. Нелегальная продажа алкоголя грозит торговой точке потерей лицензии на его продажу, а тем, кто продает без нее – штрафами. Сейчас Минздрав России активно борется за их увеличение, чтобы продавать нелегально было экономически невыгодно.
К числу других мер, которые способствовали, снижению потребления алкоголя эксперты относят сокращение мест продажи, запрет на продажу возле образовательных и спортивных учреждений, распития алкогольных напитков в общественных местах, запрет рекламы и т.д. Однако решающее значение сыграло уменьшение ценовой доступности алкоголя. Впрочем, так происходит каждый раз, когда алкоголь становится менее доступным для населения в силу экономических или политических причин. Например, во времена антиалкогольной компании в эпоху Горбачева число смертей прямо и косвенно связанных с алкоголем сократилось на 300 тыс в год, что за 3,5 года составило более 1 млн спасенных жизней. Причем, уменьшилось не только число алкогольных отравлений, но и убийств и самоубийств, совершаемых в состоянии алкогольного опьянения, а также смертности от заболеваний сердечно-сосудистой системы, пневмонии и цирроза.
В следующем году цены на крепкий алкоголь повышаться не будут, а даже, напротив, планируется их понизить на уровень инфляции. Впрочем, большинство экспертов сохраняют оптимизм и считают, что 2018 год – идеальное время для повышения акцизов на алкоголь. Чтобы наполнить бюджет и продолжать сокращать потребление.
Спирты. Состав, классификация и изомерия спиртов. Физические свойства. Межмолекулярная водородная связь
Алматинская область Кааратальский район г.Уштобе
Сш им Пушкина с ДМЦ . Учитель химийй Амиржанова Анар Сагинтаевна
План-конспект урока по химии (10 класс) на тему
ТЕМА:СПИРТЫ. СОСТАВ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ИЗОМЕРИЯ СПИРТОВ. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНАЯ ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ.
Цели урока. Рассмотреть строение, гомологические ряды спиртов различных типов. Познакомить учащихся с основами номенклатуры и типами изомерии спиртов. Дать понятие о межмолекулярной водородной связи и познакомить учащихся с физическими свойствами спиртов.
Оборудование: Модель молекулы этилового спирта, образцы спиртов.
ХОД УРОКА
Организационный этап
Он включает приветствие, фиксацию отсутствующих, организацию внимания.
Подготовительная работа к изучению нового материала.
Фронтальная беседа с учащимися.
1. Дайте определение предельным углеводородам.
2. Изобразите развернутую структурную формулу этана.
3. Какое химическое свойство наиболее характерно для предельных углеводородов?
4. Напишите реакцию хлорирования этана и для продукта реакции напишите развернутую структурную формулу.
Учитель: Путем замены одного или нескольких атомов водорода на другие атомы или группы атомов можно получить соединения других гомологических рядов, других классов. Если подействовать на хлорэтан водным раствором щелочи атом хлора заместится на группу – ОН.
СН3— СН2-СI +NaOH= CH3-CH2-OH+NaCI
Получилось соединение состава СН3 – СН 2– ОН
Учитель: Мы уже знакомились в 9 классе с классом этих веществ, это этиловый спирт или этанол.
Учитель:Ребята, вам уже известно, что помимо углерода и водорода в состав органических соединений могут входить атомы кислорода, азота, серы, фосфора и некоторых других элементов. Эти элементы называются органогенами (рождающими органические вещества). Понятно, что если соединение состоит из трех элементов – углерода, водорода и кислорода, то оно называется кислородсодержащим. Простейшими кислородсодержащими органическими веществами являются спирты. Помните ли вы, как выглядит функциональная группа спиртов и как она называется?
Ученик: Это гидроксильная группа – ОН.
Учитель: Функциональными группами называются группы атомов, которые обуславливают характерные химические свойства данного класса веществ. Давайте посмотрим на таблицу
«ВАЖНЕЙШИЕ ОДНОАТОМНЫЕ ПРЕДЕЛЬНЫЕ СПИРТЫ»
Химическая формула | Структурная формула | Название | Температура кипения |
СН3ОН
| СН3 – ОН
| Метанол, или метиловый спирт
| 64,7 С
|
С2Н5ОН
| СН3 – СН2 – ОН
| Этанол, или этиловый спирт
| 78,3 С
|
С3Н7ОН
| СН3-СН2-СН2-ОН
| Пропанол – 1, или пропиловый спирт
| 97,2 С
|
С3Н7ОН
| СН3-СН-СН3 I ОН
| Пропанол – 2, или изопропиловый спирт
Бутанол – 1, первичный бутиловый спирт
| 117,7 С
|
С4Н9ОН
| СН3-СН2-СН2-СН2-ОН
|
117,7 С
|
Проверьте, соблюдается ли гомологическая разность состава. Кто сможет вывести общую формулу спиртов? (Учащиеся выводят общую формулу СnH2n+1OHили R– OH)
Учитель:Общая формула показывает, что данные спирты могут считаться производными углеводородов, в молекулах которых один атом водорода заменен гидроксильной группой. Дайте определение спиртам.
Ученик:Спиртами называются органические вещества, молекулы которых содержат одну или несколько гидроксильных групп, соединенных с углеводородным радикалом.
ИЗОМЕРИЯ И НОМЕНКЛАТУРА СПИРТОВ
Для изучения этого вопроса используем таблицу «Важнейшие одноатомные предельные спирты».
Учитель:Родоначальником гомологического ряда спиртов является метанол. У него и у второго гомолога – этанола – изомеров нет. Изомерия спиртов начинается с третьего представителя гомологического ряда. При образовании названий спиртов к названию углеводорода, соответствующего спирту, добавляют суффикс – ол.
Цифрами после суффикса указывают положение гидроксильной группы в главной цепи. В спиртах впервые встретился новый тип изомерии – изомерия положения функциональной группы. Какой второй тип изомерии характерен для спиртов?
Ученик:Это изомерия углеродного скелета. Начиная с четвертого члена гомологического ряда для спиртов характерен этот вид изомерии.
Учитель: Ребята, для спиртов характерна межклассовая изомерия – спирты изомерны простым эфирам:
СН3 – СН2 – ОН и СН3 – О – СН3
Этанол диметиловый эфир
Самостоятельная работа по карточкам (5 минут).
Назвать вещества СН3
1 группа: I
А) СН3 – СН2 – СН – СН3; Б) СН3 – СН2 – С – СН3;
I I
ОН ОН
ОН
I
В) СН3 – С – СН2 – СН3
I
СН2
I
СН3
Назвать вещества
2 группа:
А) НО – СН2 –СН2 – СН2 – СН2 – СН3; Б) СН3 – СН2 – СН – СН3;
I
СН2 – СН2-ОН
В) СН3 – СН2 – СН – СН – СН3
I I
СН3 ОН
Назвать вещества
3 группа:
ОН
I
А) СН3 – СН – С – СН3; Б) СН3 – СН – СН – ОН;
I I I I
СН3 СН3 СН3 СН3
СН3
I
В) СН3 – СН – С – СН3.
I I
С2Н5 ОН
Выполненная самостоятельная работа записана на диске и проецируется на экран. Учащиеся осуществляют самоконтроль.
КЛАССИФИКАЦИЯ СПИРТОВ
Учитель: Спирты классифицируют по трем признакам: по типу углеводородного радикала; числу гидроксильных групп; по типу атома углерода, связанного с группой – ОН.
1. По характеру углеводородного радикала выделяют следующие спирты: предельные, содержащие в молекуле лишь предельные углеводородные радикалы; непредельные, содержащие в молекуле кратные (двойные или тройные) связи между атомами углерода; ароматические, то есть спирты, содержащие в молекуле бензольное кольцо и гидроксильную группу, связанные друг с другом не непосредственно, а через атомы углерода.
Органические вещества, содержащие в молекуле гидроксильные группы, связанные непосредственно с атомом углерода бензольного кольца, существенно отличаются по химическим свойствам от спиртов и поэтому выделены в самостоятельный класс – фенолы. С ними подробнее познакомимся позже. Существуют и многоатомные спирты, содержащие более трех гидроксильных групп в молекуле.
2. По числу гидроксильных групп спирты делятся на:одноатомные, двухатомные (гликоли), трехатомные.
3. По характеру атома углерода, с которым связана гидроксильная группа, спирты делятся на: первичные, в молекулах которых гидроксильная группа связана с первичным атомом углерода; вторичные, в молекулах которых гидроксильная группа связана с вторичным атомом углерода; третичные, в молекулах которых гидроксильная группа связана с третичным атомом углерода
Пазывает на интерактивной доске таблицу
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ
Учитель: Природа функциональной группы оказывает существенное влияние на физические свойства веществ. Вы обратили внимание, что в отличие от ранее рассматривавшихся предельных и непредельных углеводородов в данном гомологическом ряду нет газообразных веществ. Одноатомные предельные спирты с короткой цепью углеродных атомов – жидкости, а высшие (начиная с С12Н25ОН) – твердые вещества. С увеличением относительной молекулярной массы спиртов, повышаются их температура кипения. Это можно объяснить образованием особого рода химических связей, называемых водородными. Определение водородной связи довольно путанное, в различных учебниках трактуется по-разному и плохо запоминается. Запишите определение в тетради.
Химическая связь между электронодефицитным атомом водорода и электроноизбыточным атомом элемента с большей электроотрицательностью (F, О, N) называется водородной.
О – Н … О – Н … О – Н … О – Н
I I I I
R R R R
Водородная связь может появиться как между молекулами спиртов, так и между молекулами спиртов и воды.
R– O Н
\ \
Н … О — Н
В молекулах спиртов и воды водородные связи образуются за счет свободных электронных пар у атомов кислорода: атом кислорода может взаимодействовать с атомом водорода другой молекулы, имеющей небольшой положительный заряд. Прочность водородной связи примерно в 10 раз меньше ковалентной связи. Происходит как бы своеобразная «полимеризация» за счет водородных связей:
… Н – О … Н – О … Н – О … Н – О …
I I I I
R R R R
Образование водородных связей приводит к уменьшению летучести, т.е. к повышению температуры кипения. Метанол, этанол и пропанол в воде растворяются в неограниченных количествах. Растворимость других гомологов значительно меньше. Высшие спирты в воде практически нерастворимы. Метанол, этанол и пропанол имеют специфический алкогольный запах, у следующих гомологов сильный неприятный запах, высшие спирты без запаха.
Учитель: Ребята, перед вами на доске таблица, в которой представлены физические характеристики этанола и метанола, вам надо будет заполнить две первые строки, определить цвет и запах. Желающие поработать у доски? (два ученика получают cклянки с соответствующими этикетками метилового и этилового спирта, и описывают внешние признаки, записывая их в таблицу).
Физические характеристики спиртов
Физические характеристики спиртов | Этанол |
Метанол
|
Учитель: Какие характеристики этих спиртов могут быть использованы для их распознавания?
Ученик: Этанол можно отличить от метанола по температуре кипения, относительной плотности, коэффициенту рефракции. Но сделать это можно только в лабораторных условиях, при наличии оборудования. Относительную плотность можно определить с помощью ореометра, но плотности этих спиртов очень близки, поэтому никакой гарантии точности распознавания нет.
Учитель: Эти спирты находясь рядом в гомологическом ряду, имеют близкие химические и физические свойства, их очень трудно различить, именно поэтому так часто происходит отравление метанолом. Возникает естественный вопрос: может быть стоит вообще отказаться от применения метанола и заменить его этанолом.
Ученик: Это сделать невозможно, т.к. метанол является сырьем для производства фенолформальдегида и уксусной кислоты, растворителем лаков и красок. Метанол – неплохая альтернатива бензину в качестве автомобильного топлива с точки зрения экологии. В Бразилии из бензина уже довольно успешно конкурируют метиловый и этиловый спирты, получаемые из дешевого сельскохозяйственного сырья (обмолоченных кукурузных початков).
Учитель: Пожалуй, нет ни одного класса химических соединений, которые бы так противоречиво вошли в историю человечества, как спирты, и главным образом благодаря одному своему представителю – этиловому спирту.
Виноградорство и виноделие с древнейших времен почитались как достойное и прибыльное занятие для крестьян многих стран, таких, как Франция, Италия, Греция. На территории бывшего СССР виноделием славились Грузия, Молдавия, Армения, Азербайджан. Вино – неотъемлемый элемент культурных традиций многих народов мира. И в то же время распространение алкоголизма и связанных с ним болезней и преступлений является серьезной проблемой для многих стран. Похитители рассудка – так именуют алкоголь с древних времен.
Сообщения учеников
1. АЛКОГОЛЬ В ИСТОРИИ РОССИИ.
2.ОТНОШЕНИЕ К АЛКОГОЛЮ В МИРОВЫХ РЕЛИГИЯХ
3.ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ АЛКОГОЛЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА.
4. АЛКОГОЛЬ И ПРЕСТУПНОСТЬ.
5. МЕТАНОЛ ОЧЕНЬ ЯДОВИТ!
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА.
Работа с тестами.
Учитель:Ребята, у вас на партах лежат листочки с тестами. Давайте устно поработаем с ними.
Учитель: По правильным ответам теста составим устный рассказ.
Ученик:
Домашнее задание:
Подведение итогов:
Подведение итогов урока, комментарии отметок и оценка работы учащихся.
gaz.wiki — gaz.wiki
- Main page
Languages
- Deutsch
- Français
- Nederlands
- Русский
- Italiano
- Español
- Polski
- Português
- Norsk
- Suomen kieli
- Magyar
- Čeština
- Türkçe
- Dansk
- Română
- Svenska
Что такое алкоголь? — Образовательное партнерство по фармакологии алкоголя
Исторически алкоголь использовался в связи с общественной деятельностью, включая религиозные и нерелигиозные ритуалы, в качестве диетического компонента и лечебного средства. Употребление алкоголя в различных культурах предшествовало письменной истории. Хотя когда-то он использовался в терапевтических целях, он больше не рекомендуется в качестве терапевтического из-за его способности вызывать интоксикацию. Способность проглоченного алкоголя попадать из кишечника в кровоток и в мозг, где он вызывает опьяняющий эффект, обусловлена его химической структурой и растворимостью в воде.
Химическая структура спирта
Спирты — это органических молекул, состоящих из атомов углерода (C), кислорода (O) и водорода (H). Когда присутствует 2 атома углерода, спирт называется этанолом (также известным как этиловый спирт). Этанол — это форма алкоголя, содержащаяся в напитках, включая пиво, вино и ликеры.
Узнайте больше об образовании алкоголя в напитках.
Химический состав этанола можно представить в виде 1) молекулярной формулы или 2) структурной формулы.Молекулярная формула этанола — C2H6O, что указывает на то, что этанол содержит два атома углерода и кислород. Однако структурная формула этанола, C2H5OH, дает немного больше деталей и указывает на наличие гидроксильной группы (-OH) на конце 2-углеродной цепи (рис. 1.1). Группа -ОН характерна для всех спиртов.
Рисунок 1.1 Показаны два распространенных способа представления структуры этанола. Слева — атомарная палочка, представляющая структурную формулу, а справа — модель шара и клюшки.
Алкоголь в алкогольных напитках — этанол. Этанол представляет собой двухуглеродный спирт с концевой гидроксильной группой (-ОН).
Этанол растворим в воде
Этанол — интересная молекула. Это полярный или гидрофильный (водолюбивый) из-за наличия концевой гидроксильной группы, поэтому он растворяется в воде. Однако из-за 2-х углеродной цепи он имеет немного неполярный характер. Между атомами углерода нет разделения электрических зарядов, что сводит к минимуму межмолекулярные взаимодействия в водных растворах.Как правило, углеродные цепи (насыщенные атомами водорода) придают молекуле гидрофобный (водобоязненный) характер, что делает ее менее растворимой в воде. Однако в случае этанола углеродная цепь достаточно короткая, так что преобладает более полярная группа -ОН, что придает этанолу его полярный характер. В спиртах с относительно длинными углеродными цепями (4 или более) полярные эффекты группы -ОН недостаточны для преодоления гидрофобной природы углеродной цепи, в результате чего спирты становятся все менее растворимыми в воде.
Характеристики растворимости этанола становятся важными с точки зрения его способности перемещаться через биологические мембраны и по всему телу. Поскольку это небольшая молекула (молекулярная масса = 46 г / моль), она проходит через поры (отверстия) в биологической мембране. Фактически, он распространяется в любой области тела, в которой находится вода. Однако 2-углеродная цепь в этаноле делает его слегка липофильным (любящим липиды), поэтому он также может проникать через липидные бислои биологических мембран.
Рисунок 1.2 Растворимость спирта зависит от присутствия концевой гидроксильной (ОН) группы и длины его углеродной цепи.
Способность этанола распределяться по организму обусловлена его небольшим размером и полярной гидроксильной (ОН) группой.
Amazon.com: Набор 3D молекулярных моделей алкоголя (этанола): игрушки и игры
В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
- Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
- Полный набор моделей спирта (этанола)
- Идеально подходит для любителей алкоголя и / или ботаников
- Поставляется в собранном виде
Характеристики этого продукта
Фирменное наименование | hBARSCI |
---|---|
Ean | 0849230056520 |
Количество позиций | 1 |
Номер детали | АЛКОГОЛЬМОДЕЛЬ |
Код UNSPSC | 41000000 |
UPC | 849230056520 |
, построенная с помощью Indigo Instrument (indigoinstruments.com) Атомы и облигации.
Детали60150E | Atom, Molymod, белый (водород), полусфера, 19 мм | 6 |
60200E | Atom, Molymod, красный (кислород), 2 отверстия, 105 градусов | 1 |
60400E | Atom, Molymod, черный (карбон), 4 отверстия, 109,5 градуса, 23 мм | 2 |
61012E | Bond, Molymod, серый (одинарный), 20 мм | 2 |
61015E | Bond , Молимод, непрозрачный, 2мм (для моделей с заполнением) | 6 |
спирт этиловый , 121182-78-3 , 64-17-5 , 8024-45-1 , 8000-16-6 , 68475-56-9 , 71076-86-3 , 71329-38-9 , Этиловый спирт и вода, 50% , Этиловый спирт и вода, 60% , Этиловый спирт и вода, 70% , Этиловый спирт и вода, 80% , Этиловый спирт и вода, 95% , Этиловый спирт и вода, 96% , Этиловый спирт, безводный , Этилгидрат , Этил гидроксид , Этиловый спирт , Этиловый спирт , Ферментационный спирт , Джейсол , Джейсол С , Меласса алкогольная , NCI-C03134 , NSC85228 , Картофельный спирт , SD Alchol 23-водород , Винные спирты , Спирт , Tecsol , Танол , WLN: Q2 , Абсолютный этиловый спирт , 459828_ALDRICH , 02878_FLUKA , 187380_ALDRICH , 02882_FLUKA , 02883_FLUKA , 459836_ALDRICH , Великобритания Промышленный метилированный спирт , 02884_FLUKA , Alcare Hand Degermer , (C6-C9) Алкиловый спирт , Спирты, C6-9 , 02890_FLUKA , 34963_RIEDEL , D00068 , Обезвоженный этанол (JP15) , Дегидратированный этанол (TN) , 02891_FLUKA , 676829_SIAL , Спирты C1-3 , Антитело против EphB1 (рецептора ELK) -CY, продуцируемое у овец , Дистиллят высшего спирта , E7517_SIGMA , 02875_FLUKA , [Ch3Me (OH)] , c0038 , одеколоны (алкоголь) , SD спирт 23-водород , дух , D06542 , Этанол (JP15) , Этанол (TN) , EOH , 24102_RIEDEL , 41322_FLUKA , EOX , ЭТИЛОКСНАЯ ГРУППА , 24103_RIEDEL , 39278_FLUKA , 02877_FLUKA , CDA 19 , 270741_ALDRICH , 24105_RIEDEL , 493511_SIAL , алкоголь этилико , 493538_ALDRICH , 277649_ALDRICH , Фиксатор этанол 80% об. / Об. , 24106_RIEDEL , 493546_ALDRICH , AIDS006139 , OXA , ОКСИДИМЕТИЛЕНОВАЯ ГРУППА , 32294_RIEDEL , 32205_RIEDEL , ГИДРОКСИЭТИЛОВАЯ ГРУППА , Ethicap , 02857_FLUKA , 29221_FLUKA , 40210_RIEDEL , 02858_FLUKA , 245119_ALDRICH , Спирты, C> 30 , 24194_RIEDEL , SY Fresh M , 02870_FLUKA , Дублирующая жидкость 100C.NPA , 02860_FLUKA , 32221_RIEDEL , AIDS-006139 , QMHAIh @ , Эсумиру В.К. 88 , 459844_SIAL , 100C.NPA , C2H5OH , ЧЕБИ: 16236 , C00469 , Обезвоженный этанол , Метилкарбинол , этанол , spiritus vini , 48075_SUPELCO , InChI = 1 / C2H6O / c1-2-3 / h4H, 2h3,1H , ETOH , абсолютный алкоголь , алкоголь , Алкоголь , Ангидрол , 2858_SIGMA , Одеколонский спирт , Hinetoless , Метилированный спирт , [OEtH] , Алкоголь (USP) , 1-гидроксиэтан , AI3-01706 , Aethanol [немецкий] , Aethylalkohol [немецкий] , Спирт (этиловый спирт) , Алкоголь обезвоженный , Спирт, этил , Alcool ethylique [французский] , Alcool etilico [итальянский] , Alkohol [немецкий] , Alkoholu etylowego [польский] , CCRIS 945 , Касуэлл Нет.430 , Денатурированный спирт , Дистиллированные спирты , EINECS 200-578-6 , Код химического пестицида EPA 001501 , Etanolo [итальянский] , Раствор этанола , Этанол, неденатурированный , Этиловый спирт и вода , Этиловый спирт безводный , Этиловый спирт в алкогольных напитках , Этиловый спирт usp , Этиловый спирт, неденатурированный , Этиловый спирт [голландский] , Etylowy alkohol [польский] , FEMA № 2419 , FEMA номер 2419 , HSDB 82 , Гидроксиэтан , НСК 85228 , AHD 2000 , SDM No.37 , Tecsol C , Этанол (9Cl) , 02483_FLUKA , Этиловый спирт (6CI, 7CI, 8CI) , E2385_SIGMA , IMS 99 , Infinity Pure , Люкс , ПДД 3А , ПДД 40-2 , Стандарты этанола 10% (об. / Об.) , Секундасприт , Synasol , 458600_ALDRICH , NCGC00091458-01 , Ангидрол PM 4085 , E7023_ALDRICH , Безводный спирт , E7148_ALDRICH , 02865_FLUKA , 02851_FLUKA , 02853_FLUKA , 34870_SIAL , CDA 19-200 , 02854_FLUKA , Обезвоженный спирт , 02855_FLUKA , Дезинфектол ЭЛ , 02856_FLUKA , ZINC04795012 , EINECS 270-649-4 , Абсолютный этанол , Этанол , Этилалкохол , Спирт, безводный , Алкоголь, обезвоженный , Спирт, разбавленный , Спирты , Этиликовый спирт , Alcool etilico , Альгрейн , этиловый спирт , зерновой спирт , Одеколонные спиртные напитки , Денатурированный спирт CD-10 , Денатурированный спирт CD-5 , Денатурированный спирт CD-5a , Денатурированный спирт SD-1 , Денатурированный спирт SD-13a , Денатурированный спирт SD-17 , Денатурированный спирт SD-23a , Денатурированный спирт SD-28 , Денатурированный спирт SD-30 , Денатурированный спирт SD-39b , Денатурированный спирт SD-39c , Денатурированный спирт SD-3a , Денатурированный спирт СД-40м , Денатурированный этанол , Этаноло , Этанол 200 пробы , Этиловый спирт , Этиловый спирт и вода, 10% , Этиловый спирт и вода, 20% , Этиловый спирт и вода, 30% , Этиловый спирт и вода, 40% , Этиловый спирт и вода, 5%
Здание молекулы
Введение
Набор для сборки молекул с шариком и клюшкой
Ковалентные связи образуются, когда электроны разделяются между атомами.Водород, например, может делить одну пару электронов с другим атомом, поэтому мы говорим, что он образует одну связь. Точно так же кислород образует два, азот обычно — три, а углерод формирует четыре. (Помните правило «HONC» … H = 1, O = 2, N = 3, C = 4, но учтите, что могут образовываться нестабильные молекулы, создавая исключения.) Соотношения атомов в различных молекулах выражаются их химическими формулы. Например, «H 2 O» представляет воду, а «C 6 H 12 O 6 » представляет глюкозу.Однако это только часть истории. В биологии форма молекула часто так же важна, как и ее химическая формула. Например, ферментам требуется точная трехмерная подходят к их подложкам, как бейсбольный мяч и поношенный перчатка аутфилдера. В этом исследовании мы попытаемся построить молекулярную модели некоторых распространенных веществ из биологии. В некоторых случаях появятся необычные свойства, которые нельзя было предсказать из плоские проекции, которые обычно рисуют на бумаге.
Общие группыПодсказки : эфир образуется, когда кислород имеет углерод с обеих сторон. Альдегид образуется, когда углерод присоединен к водороду и связан двойной связью с кислородом. Кетон образуется, когда C = O находится в середине цепочки атомов углерода. Карбоновая кислота образуется, когда углерод связан двойной связью с одним кислородом и присоединен ко второму кислороду группой -O-H. Группа -O-H самостоятельно производит алкоголь .
Префиксы мет-эт-проп-бут-пент-гекс-гепт-окт-нон-дек- представляют возрастающее количество атомов углерода от 1 до 10.
Методы
Если вы проводите этот урок лично , используйте набор для построения молекул.
Мы будем работать с деревянными шарами для представления атомов. Водороды (белый или желтый) имеют одно отверстие, кислород (красный) имеет два отверстия, атомы азота (синий) имеют три отверстия, а угли (серый) имеют четыре отверстия. Используйте деревянные дюбели для одинарных соединений и гибкие пластиковые трубки для двойных облигации.Каждая дыра должна быть заполнена, каждая «связка» должна быть закрыта. Для некоторых из более крупных примеров может потребоваться поделиться частями с другие группы.
Поэкспериментируйте с каждым из следующих примеров, пока не получите удовлетворены тем, что у вас есть единственное правильное решение.
На отдельном листе бумаги нарисуйте каждый из этих примеров в виде Трехмерная форма, а не просто фигурка. Обозначьте каждый эскиз цветом как нужный.
Если вы проводите этот урок онлайн , используйте приложение Build a Molecule , чтобы построить молекулы, перечисленные ниже.Вы будете переходить от более простых структур к более сложным. Используйте вкладку «Большие молекулы» и нажимайте желтые стрелки, чтобы перемещаться между наборами атомов, чтобы найти тот, в котором есть все материалы, которые вам понадобятся для каждой структуры. Просто перетащите атомы рядом друг с другом, и образуется связь. Щелкните между атомами, чтобы разорвать связь. Выбросьте ненужные кусочки обратно в лоток, и они сами разберутся. Щелкните Refill Kit, чтобы очистить весь экран. В руководстве для учителей есть больше инструкций по использованию этого инструмента, но оно довольно интуитивно понятно, и вы, вероятно, сможете разобраться в нем через несколько минут изучения.
Создайте следующий
(Сначала попробуйте построить их, используя только подсказки ниже. Затем проверьте свою работу, щелкнув ссылку.)
- Водород газ — самая простая и мельчайшая из возможных молекул.
- Кислород газ требует двойной связи.
- Озон имеет химическую формулу O 3
- Двуокись углерода требует двух двойных связей. (Подсказка: ди- означает 2).
- Вы знакомы с водой (H 2 O), но перекись водорода , используемая для обесцвечивания волос и дезинфекции порезов, имеет еще один кислород.
- Добавьте один углерод в воду, и вы получите формальдегид , канцероген и консервант.
- Аммиак — простейшая из возможных молекул, состоящая из азота и водорода.
- Метан — простейшая из возможных молекул углерода и водорода.
- Метанол похож на метан, но также имеет один атом кислорода. Также называется древесным спиртом, он токсичен для питья.
- Этанол имеет формулу C 2 H 6 O.(Подсказка: требуется одна связь O-H!). Этанол — это алкоголь, содержащийся в пиве, вине и спиртных напитках.
- Диметиловый эфир представляет собой изомер этанола; то есть, он имеет ту же химическую формулу, но другую структуру. (Подсказка: у него нет связи O-H!)
- Угольная кислота имеет формулу H 2 CO 3 и является критически важным буфером pH в вашей крови. (Подсказка: требуется одна двойная связь, а не трехатомные кольца!)
- Уксусная кислота при смешивании с водой образует уксус и имеет формулу C 2 H 4 O 2
- Мочевина имеет формулу CH 4 N 2 O.Так ваше тело выводит излишки азота из белков, которые вы едите. (Подсказка: левая и правая стороны симметричны!)
- Аланин — одна из самых простых аминокислот, из которых состоят белки. К его центральному углероду присоединены: атом водорода, аминогруппа (NH 2 ), метильная группа (CH 3 ) и карбоксильная группа (CO 2 H). Посмотрите, сможете ли вы построить второй, который будет зеркальным отражением оригинала.
Обсуждение
- Почему углерод был в основе всех более крупных примеров? Почему нет какой-нибудь другой атом, такой как водород или кислород?
- Если вы нашли зеркальное отображение своей модели аланина, было ли там каким-то образом вы могли повернуть или повернуть две версии, чтобы они идентичный? Почему или почему нет?
- Почему могут существовать правосторонние и левосторонние версии аланина, а не мочевину или угольную кислоту?
- Как могут молекулы с одинаковой химической формулой, такие как этанол и диметиловый эфир, иметь различные физические свойства?
- Когда вино или пиво подвергаются воздействию кислорода, этанол превращается в уксусную кислоту , и образуется вода.Сравните эти два соединения и запишите уравнение преобразования.
- В научно-фантастических фильмах иногда идея жизни на основе кремния предлагается как альтернатива углероду. Вы можете догадаться, почему? Подсказка: это рядом с углеродом в периодической таблице.
Дальнейшее расследование
Исследуйте периодику Таблица элементов на вашем Mac или воспользуйтесь этой онлайн-таблицей Менделеева. Если вам нужен более мощный конструктор молекул, попробуйте Jmol.
Упражнение на критическое мышление : Узнайте о дигидриде Моноксид, тихий убийца.
ChemTeam Lab: построение молекулярных моделей простых ковалентных молекул
ChemTeam Lab: построение молекулярных моделей простых ковалентных молекул — день третийПостроение молекулярных моделей простых ковалентных молекул
День третийПрежде чем задавать своему учителю вопросы о том, как выполнять лабораторную работу, пожалуйста, внимательно дважды прочтите весь документ «День третий».
Особое примечание: я вычту 10% из вашей оценки за игру с модельными наборами; как в «Посмотрите, мистер.ChemTeam, в этой странной структуре, которую я создал », или если я увижу, что вы создаете структуру, которой нет в задании. Во втором случае я обнулю вашу оценку.
Цель
1) Используя набор для построения моделей, постройте модели множества простых ковалентных молекул.
2) Нарисуйте структуры Льюиса и / или структурные формулы выбранных моделей.
3) Нарисуйте все изомеры выбранных формул.
Краткий обзор
В 1874 году Дж.Х. ван ‘т-Хофф (лауреат Нобелевской премии по химии 1901 г.) был первым, кто предположил, что молекулы имеют трехмерную структуру. Он использовал эту идею, чтобы объяснить несколько ранее озадачивающих фактов о химических соединениях.В этой лабораторной работе мы будем использовать набор для моделирования трехмерной структуры ряда молекул, в том числе нескольких, на которых сосредоточился Ван’т Хофф. После построения молекулярных моделей вы нарисуете их на бумаге так, чтобы они отображали трехмерный вид. Вы также нарисуете структуры Льюиса для некоторых молекул, а также изомерные структуры для тех формул, в которых они есть.
Безопасность
Детали комплектов не являются игрушками. Используйте их только в соответствии с инструкциями и только в лабораторных целях.
Перечень оборудования
Набор для одной молекулярной модели
Процедура
Часть I. Предварительные шаги1) При необходимости обратитесь к Первому дню за инструкциями. Если нет, переходите непосредственно к Части II.Часть II. Экспериментальные шагиЧасть III.Этапы очистки2) Продолжайте строить модели, следуя приведенному ниже списку.Не хватает атомов, чтобы построить все молекулы, обсуждаемые ниже, поэтому создайте несколько, затем разбейте их, а затем создайте еще.
а) Спирты (5 структурных, 4 Льюиса) представляют собой соединения, которые имеют одну (или несколько) -ОН-группу (групп), присоединенную к атому углерода. Некоторые из перечисленных ниже спиртов имеют изомеры, в которых отсутствует группа -ОН. Эти «не-ОН» структуры не являются спиртами, поэтому не включайте их сюда. Они появятся в другом месте. Постройте следующие модели:1. метанол, CH 3 OH (также называемый метиловым спиртом) Изображение метанола
2.этанол, C 2 H 5 OH (также называемый этиловым спиртом) Изображение этанола
3. пропанол, C 3 H 7 OH (также называемый пропиловым спиртом) Изображение пропанола
4. бутанол, C 4 H 9 OH (также называемый бутиловым спиртом) Изображение бутанолаОбратите внимание, что существует изомер для C 3 H 7 OH, который отличается только расположением группы -OH. Они являются структурными изомерами друг друга. В своей таблице данных нарисуйте оба.Вот фото обеих моделей. Спирт с прямой цепью называется н-пропанолом, тот, где разветвляется группа -ОН, называется 2-пропанолом (старое название — изопропиловый спирт, также называемый медицинским спиртом).
Обратите внимание, что для бутанола показана только одна структура; его название — н-бутанол. Есть три других изомера (с формулой C 4 H 9 OH), в которых группа -ОН сохраняется. Это будет рассмотрено в разделе обсуждения.
b) Простые эфиры (4 структурных, 2 Льюиса) — это вещества, содержащие кислород, который сам связан с двумя другими атомами углерода.Любое вещество, которое содержит структуру C-O-C, считается эфиром. Постройте следующие модели:
5. диметиловый эфир, CH 3 OCH 3 Изображение диметилового эфира
6. метилэтиловый эфир, CH 3 OC 2 H 5 Изображение метилэтилового эфира
7. диэтиловый эфир, C 2 H 5 OC 2 H 5 Изображение диэтилового эфира (верхняя структура)
8. Можете ли вы назвать нижнюю структуру на изображении, связанном чуть выше? Подсказка: оно начинается с «метил» и заканчивается «эфир», между ними есть еще одно слово.Изобразите его структуру в таблице данных.c) Альдегиды (2 структурных, 2 Льюиса) — это вещества, которые имеют кислород с двойной связью, связанный с КОНЕЧНЫМ углеродом (концевым углеродом в цепи). Также ДОЛЖЕН быть водород, связанный с концевым углеродом. Постройте следующие модели:
9. метаналь, CH 2 O (также называемый формальдегидом) Изображение метаналя
10. этаналь, CH 3 CHO (также называемый ацетальдегидом) Изображение этаналяd) Кетоны (1 структурный, 1 Льюис) — это вещества, у которых есть двойная связь кислорода с углеродом, и углерод НЕ является концевым углеродом.Постройте следующую модель:
11. Ацетон, CH 3 COCH 3 Изображение ацетонаe) Кислоты (2 структурных, 2 Льюиса) — это вещества, которые имеют два атома, присоединенные к концевому углероду: кислород с двойной связью И группа -ОН. Оба прикреплены к ОДНОМУ углероду. Постройте следующие модели:
12. метановая кислота (также известная как муравьиная кислота), HCOOH Изображение метановой кислоты
13. этановая кислота (также известная как уксусная кислота), CH 3 COOH Изображение этановой кислоты3) Отсоедините все связи от моделей атома и замените их в коробке. Осмотрите столешницу и пол на предмет потерянных атомов или связей.
Таблица данных
Сделайте таблицу данных в стиле инструкций первого дня. Необходимо нарисовать 14 структурных формул и 11 структур Льюиса.
Обсуждение
Изомеры для C 4 H 9 OH
Есть 4 изомера, которые имеют формулу C 4 H 9 OH.Обратите внимание, что важно сохранить группу -OH. Я хочу, чтобы вы нарисовали все 4 структуры. Это означает, что я хочу, чтобы вы изобразили структуру н-бутанола второй раз, а затем выяснили три других. Имейте в виду, что структурные изомеры имеют разные связности, и это означает, что вы должны удалить часть структуры и поместить ее в другое место. Кроме того, имейте в виду, что если, только сгибая и скручивая, вы можете преобразовать свою «новую» структуру в «старую» структуру, то они являются одним и тем же веществом и НЕ являются изомерами.
Подсказка: переместите группу -OH, чтобы создать возможные изомеры, а также переместить углерод. Если вы получите больше 4 (все с сохраненной группой -OH), то у вас есть повторяющиеся структуры.
Изомеры для C 5 H 11 OH
Существует 8 изомеров, которые имеют формулу C 5 H 11 OH и сохраняют группу -OH. Информацию об изомерах можно найти здесь.
Между прочим, есть шесть дополнительных изомеров для C 5 H 12 O, которые не сохраняют -ОН.Эти шесть — все эфиры. Обратите внимание, что я написал формулу по-другому, чтобы подчеркнуть эфирный аспект. Ответ на эти шесть структур можно найти здесь.
Обратите внимание, что нет никаких назначений относительно C 5 H 12 O. Информация, приведенная выше, предназначена только для информационных целей.
Перейдите к инструкциям четвертого дня для этой лабораторной работы.
20.2 Спирты и простые эфиры — Химия
Простые эфиры — это соединения, содержащие функциональную группу –O–.У эфиров нет обозначенного суффикса, как у других типов молекул, которые мы до сих пор называли. В системе ИЮПАК атом кислорода и меньшая углеродная ветвь называются алкоксизаместителем, а остальная часть молекулы — основной цепью, как в алканах. Как показано в следующем соединении, красные символы представляют меньшую алкильную группу и атом кислорода, который будет называться «метокси». Более крупной углеродной ветвью будет этан, образующий молекулу метоксиэтана. Многие эфиры упоминаются под общими именами вместо системных имен IUPAC.Для общепринятых названий две ветви, связанные с атомом кислорода, называются отдельно и сопровождаются словом «эфир». Обычное название соединения, показанного в Примере 2, — этилметиловый эфир:
Пример 2
Именование эфиров
Укажите IUPAC и общее имя для эфира, показанного здесь:
Раствор
ИЮПАК: Молекула состоит из этоксигруппы, присоединенной к цепи этана, поэтому ИЮПАК будет называть этоксиэтан.
Общее: Обе группы, присоединенные к атому кислорода, являются этильными группами, поэтому общее название — диэтиловый эфир.
Проверьте свои знания
Укажите IUPAC и общее название для показанного эфира:
Ответ:
ИЮПАК: 2-метоксипропан; обычный: изопропилметиловый эфир
Эфиры могут быть получены из спиртов путем отщепления одной молекулы воды от двух молекул спирта. Например, когда этанол обрабатывают ограниченным количеством серной кислоты и нагревают до 140 ° C, образуются диэтиловый эфир и вода:
В общей формуле для простых эфиров R — O -R углеводородные группы ( R) могут быть одинаковыми или разными.Диэтиловый эфир, наиболее широко используемое соединение этого класса, представляет собой бесцветную летучую жидкость, которая легко воспламеняется. Впервые он был использован в 1846 году в качестве анестетика, но теперь его место в значительной степени заняли более качественные анестетики. Диэтиловый эфир и другие простые эфиры в настоящее время используются в основном в качестве растворителей для камедей, жиров, восков и смол. Третичный -бутилметиловый эфир, C 4 H 9 OCH 3 (сокращенно МТБЭ — выделенные курсивом части названий не учитываются при ранжировании групп в алфавитном порядке — поэтому бутил стоит перед метилом в общем названии), используется как добавка к бензину.МТБЭ принадлежит к группе химических веществ, известных как оксигенаты, из-за их способности увеличивать содержание кислорода в бензине.
Хотите попрактиковаться в присвоении имен эфирам? Этот краткий видеообзор обобщает номенклатуру эфиров.
Углеводы и диабет
Углеводы — это большие биомолекулы, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Диетические формы углеводов — это продукты, богатые этими типами молекул, такие как макаронные изделия, хлеб и конфеты. Название «углевод» происходит от формулы молекул, которые можно описать общей формулой C m (H 2 O) n , которая показывает, что они в некотором смысле являются «углеродом и водой» или «Гидраты углерода.«Во многих случаях значения m и n имеют одинаковое значение, но могут быть разными. Меньшие углеводы обычно называют «сахарами», биохимический термин для этой группы молекул — «сахарид» от греческого слова, обозначающего сахар (рис. 1). В зависимости от количества соединенных вместе сахарных единиц они могут быть классифицированы как моносахариды (одна сахарная единица), дисахариды (две сахарные единицы), олигосахариды (несколько сахаров) или полисахариды (полимерная версия сахаров — полимеры были описаны в раздел, посвященный переработке пластмасс ранее в этой главе).Научные названия сахаров можно узнать по суффиксу -оза в конце названия (например, фруктовый сахар — это моносахарид, называемый «фруктоза», а молочный сахар — это дисахарид, называемый лактозой, состоящий из двух моносахаридов, глюкозы и галактозы. , соединены вместе). Сахара содержат некоторые из функциональных групп, которые мы обсуждали: Обратите внимание на спиртовые группы, присутствующие в структурах, и то, как моносахаридные звенья связаны с образованием дисахарида путем образования простого эфира.
Рисунок 1. На иллюстрациях показаны молекулярные структуры фруктозы, пятиуглеродного моносахарида, и лактозы, дисахарида, состоящего из двух изомерных шестиуглеродных сахаров.Организмы используют углеводы для множества функций. Углеводы могут накапливать энергию, такую как полисахариды гликоген у животных или крахмал у растений. Они также обеспечивают структурную поддержку, такую как полисахаридная целлюлоза в растениях и модифицированный полисахаридный хитин в грибах и животных. Сахара рибоза и дезоксирибоза являются компонентами скелета РНК и ДНК соответственно.Другие сахара играют ключевую роль в функционировании иммунной системы, в распознавании клеток и во многих других биологических функциях.
Диабет — это группа метаболических заболеваний, при которых у человека повышена концентрация сахара в крови (рис. 2). Диабет может быть вызван недостаточной выработкой инсулина поджелудочной железой или клетками организма, которые не реагируют должным образом на вырабатываемый инсулин. У здорового человека инсулин вырабатывается, когда он необходим, и выполняет функцию транспортировки глюкозы из крови в клетки, где ее можно использовать для получения энергии.Долгосрочные осложнения диабета могут включать потерю зрения, болезни сердца и почечную недостаточность.
По оценкам, в 2013 году примерно 3,3% населения мира (~ 380 миллионов человек) страдали диабетом, что приводило к более чем миллиону смертей ежегодно. Профилактика включает в себя здоровое питание, много физических упражнений и поддержание нормальной массы тела. Лечение включает в себя все эти методы образа жизни и может потребовать инъекций инсулина.
Рисунок 2. Диабет — это заболевание, характеризующееся высоким содержанием глюкозы в крови. Лечение диабета включает изменение образа жизни, контроль уровня сахара в крови и иногда инъекции инсулина. (Источник: «Blausen Medical Communications» / Wikimedia Commons)спиртов и эфиров | Химия для майоров: сначала атомы
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Опишите строение и свойства спиртов
- Опишите строение и свойства эфиров
- Назовите и начертите структуру спиртов и эфиров
Спирты
Включение атома кислорода в углеродные и водородсодержащие молекулы приводит к новым функциональным группам и новым семействам соединений.Когда атом кислорода связан одинарными связями, молекула представляет собой спирт или эфир.
Спирты представляют собой производные углеводородов, в которых группа –ОН заменяет атом водорода. Хотя все спирты имеют одну или несколько гидроксильных (–OH) функциональных групп, они не ведут себя как основания, такие как NaOH и KOH. NaOH и KOH — ионные соединения, содержащие ионы OH — . Спирты — ковалентные молекулы; группа –ОН в молекуле спирта присоединена к атому углерода ковалентной связью.
Этанол, CH 3 CH 2 OH, также называемый этиловым спиртом, является особенно важным спиртом для использования человеком. Этанол — это спирт, производимый некоторыми видами дрожжей, который содержится в вине, пиве и дистиллированных напитках. Его уже давно приготовили люди, использующие метаболические усилия дрожжей для ферментации различных сахаров:
Большие количества этанола синтезируются в результате реакции присоединения воды к этилену с использованием кислоты в качестве катализатора:
Могут быть получены спирты, содержащие две или более гидроксильных группы.Примеры включают 1,2-этандиол (этиленгликоль, используемый в антифризах) и 1,2,3-пропантриол (глицерин, используемый в качестве растворителя для косметики и лекарств):
Именование спиртов
Название спирта происходит от углеводорода, из которого он был получен. Окончательное — e в названии углеводорода заменяется на -ol , а атом углерода, с которым связана группа –OH, обозначается числом перед названием.
Пример 1: присвоение имен спиртам
Рассмотрим следующий пример.Как его назвать?
Показать ответУглеродная цепь содержит пять атомов углерода. Если бы гидроксильная группа отсутствовала, мы бы назвали эту молекулу пентаном. Чтобы решить тот факт, что гидроксильная группа присутствует, мы меняем окончание названия на –ol . В этом случае, поскольку –ОН присоединен к углероду 2 в цепи, мы назвали бы эту молекулу 2-пентанолом.
Проверьте свои знания
Назовите следующую молекулу:
Показать ответ2-метил-2-пентанол
Эфиров
Простые эфиры — это соединения, содержащие функциональную группу –O–.У эфиров нет обозначенного суффикса, как у других типов молекул, которые мы до сих пор называли. В системе ИЮПАК атом кислорода и меньшая углеродная ветвь называются алкоксизаместителем, а остальная часть молекулы — основной цепью, как в алканах. Как показано в следующем соединении, красные символы представляют меньшую алкильную группу и атом кислорода, который будет называться «метокси». Более крупной углеродной ветвью будет этан, образующий молекулу метоксиэтана. Многие эфиры упоминаются под общими именами вместо системных имен IUPAC.Для общепринятых названий две ветви, связанные с атомом кислорода, называются отдельно, за ними следует –ether. Обычное название соединения, показанного в примере 2, — этилметиловый эфир:
.Пример 2: Именование эфиров
Укажите IUPAC и общее название для показанного здесь эфира:
Показать ответ- ИЮПАК: молекула состоит из этоксигруппы, присоединенной к цепи этана, поэтому название ИЮПАК будет этоксиэтан.
- Общее: Обе группы, присоединенные к атому кислорода, являются этильными группами, поэтому общее название — диэтиловый эфир.
Проверьте свои знания
Укажите IUPAC и общее название для показанного эфира:
Показать ответИЮПАК: 2-метоксипропан; обычный: изопропилметиловый эфир
Эфиры могут быть получены из спиртов путем отщепления одной молекулы воды от двух молекул спирта. Например, когда этанол обрабатывают ограниченным количеством серной кислоты и нагревают до 140 ° C, образуются диэтиловый эфир и вода:
В общей формуле простых эфиров R — O -R углеводородные группы (R) могут быть одинаковыми или разными.Диэтиловый эфир, наиболее широко используемое соединение этого класса, представляет собой бесцветную летучую жидкость, которая легко воспламеняется. Впервые он был использован в 1846 году в качестве анестетика, но теперь его место в значительной степени заняли более качественные анестетики. Диэтиловый эфир и другие простые эфиры в настоящее время используются в основном в качестве растворителей для камедей, жиров, восков и смол. Третичный -бутилметиловый эфир, C 4 H 9 OCH 3 (сокращенно МТБЭ — выделенные курсивом части названий не учитываются при ранжировании групп в алфавитном порядке — поэтому бутил стоит перед метилом в общем названии), используется как добавка к бензину.МТБЭ принадлежит к группе химических веществ, известных как оксигенаты, из-за их способности увеличивать содержание кислорода в бензине.
Хотите попрактиковаться в присвоении имен эфирам? Этот краткий видеообзор обобщает номенклатуру эфиров.
Углеводы и диабет
Углеводы — это большие биомолекулы, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Диетические формы углеводов — это продукты, богатые этими типами молекул, такие как макаронные изделия, хлеб и конфеты.Название «углевод» происходит от формулы молекул, которые можно описать общей формулой C m (H 2 O) n , которая показывает, что они в некотором смысле являются «углеродом и водой» или «Гидраты углерода». Во многих случаях значения m и n имеют одинаковое значение, но могут быть разными. Меньшие углеводы обычно называют «сахарами», биохимический термин для этой группы молекул — «сахарид» от греческого слова, обозначающего сахар (рис. 1).В зависимости от количества соединенных вместе сахарных единиц они могут быть классифицированы как моносахариды (одна сахарная единица), дисахариды (две сахарные единицы), олигосахариды (несколько сахаров) или полисахариды (полимерная версия сахаров — полимеры были описаны в раздел, посвященный переработке пластмасс ранее в этой главе). Научные названия сахаров можно узнать по суффиксу –ose в конце названия (например, фруктовый сахар — это моносахарид, называемый «фруктоза», а молочный сахар — это дисахарид, называемый лактозой, состоящий из двух моносахаридов, глюкозы и галактозы. , соединены вместе).Сахара содержат некоторые из функциональных групп, которые мы обсуждали: Обратите внимание на спиртовые группы, присутствующие в структурах, и то, как моносахаридные звенья связаны с образованием дисахарида путем образования простого эфира.
Рис. 2. На рисунках показаны молекулярные структуры фруктозы, пятиуглеродного моносахарида, и лактозы, дисахарида, состоящего из двух изомерных шестиуглеродных сахаров.
Организмы используют углеводы для множества функций. Углеводы могут накапливать энергию, такую как полисахариды гликоген у животных или крахмал у растений.Они также обеспечивают структурную поддержку, такую как полисахаридная целлюлоза в растениях и модифицированный полисахаридный хитин в грибах и животных. Сахара рибоза и дезоксирибоза являются компонентами скелета РНК и ДНК соответственно. Другие сахара играют ключевую роль в функционировании иммунной системы, в распознавании клеток и во многих других биологических функциях.
Диабет — это группа метаболических заболеваний, при которых у человека наблюдается высокая концентрация сахара в крови (рис. 2).Диабет может быть вызван недостаточной выработкой инсулина поджелудочной железой или клетками организма, которые не реагируют должным образом на вырабатываемый инсулин. У здорового человека инсулин вырабатывается, когда он необходим, и выполняет функцию транспортировки глюкозы из крови в клетки, где ее можно использовать для получения энергии. Долгосрочные осложнения диабета могут включать потерю зрения, болезни сердца и почечную недостаточность.
По оценкам, в 2013 году примерно 3,3% населения мира (~ 380 миллионов человек) страдали диабетом, что приводило к более чем миллиону смертей ежегодно.Профилактика включает в себя здоровое питание, много физических упражнений и поддержание нормальной массы тела. Лечение включает в себя все эти методы образа жизни и может потребовать инъекций инсулина.
Рисунок 2. Диабет — это заболевание, характеризующееся высокой концентрацией глюкозы в крови. Лечение диабета включает изменение образа жизни, контроль уровня сахара в крови и иногда инъекции инсулина. (Источник: «Blausen Medical Communications» / Википедия)
Ключевые концепции и резюме
Многие органические соединения, не являющиеся углеводородами, можно рассматривать как производные углеводородов.Производное углеводорода может быть образовано заменой одного или нескольких атомов водорода углеводорода функциональной группой, которая содержит, по меньшей мере, один атом элемента, отличного от углерода или водорода. Свойства углеводородных производных во многом определяются функциональной группой. Группа –OH является функциональной группой спирта. Группа –R – O – R– представляет собой функциональную группу простого эфира.
Упражнения
- Почему гексан, гексанол и гексен имеют такие похожие названия?
- Напишите сокращенные формулы и предоставьте названия IUPAC для следующих соединений:
- спирт этиловый (в напитках)
- спирт метиловый (используется в качестве растворителя, например, в шеллаке)
- этиленгликоль (антифриз)
- изопропиловый спирт, CH 3 CH (OH) CH 3 , используется в медицинском спирте)
- глицерин
- Дайте полное название IUPAC для каждого из следующих соединений:
- Дайте полное название ИЮПАК и общее название для каждого из следующих соединений:
- Запишите конденсированные структуры обоих изомеров формулой C 2 H 6 O.Обозначьте функциональную группу каждого изомера.
- Запишите конденсированные структуры всех изомеров по формуле C 2 H 6 O 2 . Обозначьте функциональную группу (или группы) каждого изомера.
- Нарисуйте сокращенные формулы для каждого из следующих соединений:
- дипропиловый эфир
- 2,2-диметил-3-гексанол
- 2-этоксибутан
- МТБЭ, метил трет -бутиловый эфир, CH 3 OC (CH 3 ) 3 , используется в качестве источника кислорода в кислородсодержащих бензинах.МТБЭ получают путем реакции 2-метилпропена с метанолом.
- Используя структуры Льюиса, напишите химическое уравнение, представляющее реакцию.
- Какой объем метанола плотностью 0,7915 г / мл требуется для производства ровно 1000 кг МТБЭ при 100% выходе?
- Напишите два полных сбалансированных уравнения для каждой из следующих реакций, одно с использованием сжатых формул и одно с использованием структур Льюиса.
- пропанол превращается в дипропиловый эфир Пропен
- обрабатывают водой в разбавленной кислоте.
- Напишите два полных сбалансированных уравнения для каждой из следующих реакций, одно с использованием сжатых формул и одно с использованием структур Льюиса.
- 2-бутен обрабатывают водой в разбавленной кислоте Этанол
- дегидратируют с получением этена
2. Краткие формулы и названия IUPAC следующие:
- этиловый спирт, этанол: CH 3 CH 2 OH
- метиловый спирт, метанол: CH 3 OH
- этиленгликоль, этандиол: HOCH 2 CH 2 OH
- изопропиловый спирт, 2-пропанол: CH 3 CH (OH) CH 3
- глицерин, 1,2,3-тригидроксипропан: HOCH 2 CH (OH) CH 2 OH
4.Полные и общие названия ИЮПАК следующие:
- 1-этоксибутан, бутилэтиловый эфир
- 1-этоксипропан, этилпропиловый эфир
- 1-метоксипропан, метилпропиловый эфир
6.