Περιεχόμενα. 1. Ονοματολογία οργανικών ενώσεων σελ Ισομέρεια οργανικών ενώσεων σελ. 47

Transcript

1 1 ο τεύχος Περιεχόμενα 1. Γενικά για τις οργανικές ενώσεις σελ Ιδιότητες οργανικών ενώσεων σελ Αιτίες του μεγάλου αριθμού των οργανικών ενώσεων σελ Ταξινόμηση των οργανικών ενώσεων σελ Ομόλογες σειρές σελ ο τεύχος 1. Ονοματολογία οργανικών ενώσεων σελ Ισομέρεια οργανικών ενώσεων σελ ο τεύχος 1. Ονοματολογία - Ισομέρεια σελ Ανάλυση οργανικών ενώσεων σελ ο τεύχος 1. Καύση σελ Αλκάνια σελ ο τεύχος 1. Αλκίνια σελ ο τεύχος 1. Αλκοόλες σελ. 141

2

3 ΒΛ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ Τεύχος 1ο: Χημεία Γενικής Παιδείας: Οργανικές ενώσεις Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων

4 ΕΚΔΟΤΙΚΕΣ ΤΟΜΕΣ ΟΡΟΣΗΜΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΗ ΕΚΔΟΣΗ ΓΙΑ ΤΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΙ ΤΟ ΛΥΚΕΙΟ Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α Χημεία Γενικής Παιδείας για την Β' Τάξη του Λυκείου 1. Γενικά για τις οργανικές ενώσεις σελ Ιδιότητες οργανικών ενώσεων σελ Αιτίες του μεγάλου αριθμού των οργανικών ενώσεων σελ Ταξινόμηση των οργανικών ενώσεων σελ Ομόλογες σειρές σελ Ονοματολογία οργανικών ενώσεων 2. Ισομέρεια Σ ΤΟ ΕΠΟΜΕ ΝΟ ΤΕΥΧΟΣ

5 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων 5 Οργανικές ενώσεις Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Γενικά για τις οργανικές ενώσεις Το 1859 ο Kekule όρισε ως Οργανική Χημεία τον κλάδο της Χημείας που ασχολείται με τη μελέτη των ενώσεων που περιέχουν άνθρακα. Οι ενώσεις του άνθρακα ονομάζονται οργανικές ενώσεις. Σ αυτές όμως δε συμπεριλαμβάνονται τα οξείδια του άνθρακα (CO, CO 2 ) τα ανθρακικά άλατα και το ανθρακικό οξύ (Η 2 CO 3 ) που τα εξετάζει η ανόργανη χημεία. Αρχικά ως οργανικές ενώσεις χαρακτήριζαν τις ενώσεις που υπήρχαν στους ζωικούς και φυτικούς οργανισμούς, θεωρούσαν δε ότι διέφεραν τελείως από τις ενώσεις που υπήρχαν στον ορυκτό κόσμο. Επικρατούσε, δηλαδή, η άποψη ότι για την παρασκευή των οργανικών ενώσεων στο εργαστήριο ήταν απαραίτητη μία άγνωστη δύναμη, η ζωική δύναμη (vis vitalis), που βρίσκεται στα οργανικά σώματα και καθορίζει τις διάφορες λειτουργίες της ζωής. Η σύνθεση όμως οργανικών σωμάτων, που πραγματοποιήθηκε με τα συνήθη εργαστηριακά μέσα, κατέρριψε την θεωρία της ζωικής δύναμης. Ο Wöhler το 1828 κατόρθωσε πρώτος να πετύχει τη σύνθεση της ουρίας από ανόργανα συστατικά, δηλαδή με θέρμανση διαλύματος κυανικού αμμωνίου. θ NH OCN H N C NH Ο κυανικό αμμώνιο ουρία Στη συνέχεια ο αριθμός των συνθέσεων πολλαπλασιάσθηκε ταχύτατα. Σήμερα η οργανική χημεία περιλαμβάνει: α. τις ενώσεις που απαντούν στη φύση και περιέχουν εκτός των άλλων στοιχείων και άνθρακα και β. τις ενώσεις που παρασκευάσθηκαν συνθετικά. Κατά συνέπεια οργανικές ενώσεις είναι: οι πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες, τα λίπη, οι χρωστικές ουσίες, οι βιταμίνες, οι ορμόνες, το πετρέλαιο, τα φυσικά αέρια και άλλα. Μεγάλος όμως είναι και ο αριθμός των οργανικών ενώσεων που παρασκευάσθηκαν συνθετικά. Ο πολύ μεγάλος αριθμός των οργανικών ενώσεων, οι ιδιότητες αυτών και η μεγάλη χρησιμότητά τους είχαν ως συνέπεια τη μεγάλη ανάπτυξη της οργανικής χημείας με αποτέλεσμα την υποδιάιρεσή της σε κλάδους όπως: χημεία κυκλικών ενώσεων, ετεροκυκλικών ενώσεων, φωτο-

6 6 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων χημεία, ηλεκτροχημεία κλπ. Τα τελευταία χρόνια η εξέλιξη της οργανικής χημείας υπήρξε ραγδαία και μεταμόρφωσε την κοινωνική και οικονομική ζωή της ανθρωπότητας αφού προσφέρει στον άνθρωπο: καύσιμες ύλες, υφάσματα, πλαστικές ύλες, χρώματα απορρυπαντικά. Επίσης η καθιέρωση της χημειοθεραπείας, η ανακάλυψη των αντιβιοτικών, η παραγωγή ορμονών - βιταμινών είναι καρποί της οργανικής χημείας στον τομέα αυτό. Η αλλαγή λοιπόν αυτή συντέλεσε στην αναβάθμιση της ποιότητας ζωής, γεγονός όμως που συνεπάγεται και δυσμενείς επιπτώσεις, όπως οι παρενέργειες των φαρμάκων, η μόλυνση του περιβάλλοντος κτλ. Ειδικά το οικολογικό πρόβλημα, τις τελευταίες δεκαετίες, έχει πάρει ανησυχητικές διαστάσεις και μόνο η ανάληψη υπεύθυνων πρωτοβουλιών από το σύγχρονο άνθρωπο, μπορεί να το ελέγξει. Ιδιότητες των οργανικών ενώσεων Διαφορές από τις ανόργανες ενώσεις Καμία ουσιαστική διαφορά δεν υπάρχει μεταξύ των οργανικών και ανόργανων ενώσεων και φυσικά ισχύουν οι ίδιοι νόμοι και στους δύο κλάδους της χημείας. Οι διαφορές αναφέρονται κυρίως στη συχνότητα εμφάνισης ενός φαινομένου και όχι στην εμφάνιση αυτού καθ εαυτού του φαινομένου. Δηλαδή οι διαφορές είναι ποσοτικές και όχι ποιοτικές και πολλές φορές ό,τι είναι κανόνας για τις οργανικές ενώσεις είναι η εξαίρεση για τις ανόργανες ενώσεις και αντίθετα. Οι κυριότερες διαφορές λοιπόν των οργανικών ενώσεων από τις ανόργανες είναι: Οργανικές ενώσεις 1. Ο δεσμός που επικρατεί είναι ο ομοιοπολικός Αποτέλεσμα 1.α. Χαμηλά σημεία ζέσεως 1.β. Χαμηλά σημεία τήξεως 1.γ. Διαλύονται κατά κανόνα σε οργανικούς διαλύτες 1.δ. Οι περισσότερες ενώσεις είναι μη ηλεκτρολύτες 1.ε. Είναι ευπαθείς στις υψηλές θερμοκρασίες, οξέα και στα καυστικά αλκάλια. 2. Σώματα με μεγάλο Μr 3. Οι αντιδράσεις των ενώσεων είναι μοριακές με αποτέλεσμα να είναι αμφίδρομες και βραδείες 4. Παρουσιάζουν σε μεγάλο βαθμό το φαινόμενο της ισομέρειας Ανόργανες ενώσεις 1. Ο δεσμός που επικρατεί είναι ο ετεροπολικός Αποτέλεσμα 1.α. Υψηλά σημεία ζέσεως 1.β. Υψηλά σημεία τήξεως 1.γ. Διαλύονται κατά κανόνα στο νερό 1.δ. Οι περισσότερες ενώσεις είναι ηλεκτρολύτες 1.ε. Είναι ανθεκτικές στα ισχυρά οξέα και στις ισχυρές βάσεις, όπως επίσης και στη θέρμανση 2. Σώματα με μικρό Μr 3. Οι αντιδράσεις είναι γενικά ιοντικές με αποτέλεσμα να είναι ποσοτικές και ταχείες 4. Δεν παρουσιάζουν σε μεγάλο βαθμό το φαινόμενο της ισομέρειας

7 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων 7 Αιτίες του μεγάλου αριθμού των οργανικών ενώσεων Οι οργανικές ενώσεις σήμερα ξεπερνούν τα Ο μεγάλος αριθμός τους οφείλεται στους εξής λόγους: 1. Στο μέγεθος του ατόμου άνθρακα Το άτομο του άνθρακα έχει ηλεκτρονική δομή Κ (2), L(4), δηλαδή δύο στιβάδες, και συνεπώς μικρό μέγεθος με αποτέλεσμα: α. Να σχηματίζει σταθερούς ομοιοπολικούς δεσμούς με άτομα όλων σχεδόν των στοιχείων. Δηλαδή υπάρχουν ενώσεις του άνθρακα με Ο, Η, S, N, X, Fe κλπ. β. Να σχηματίζει σταθερούς ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλα άτομα άνθρακα και να δημιουργεί ανθρακικές αλυσίδες που είναι: β1. ανοικτές ευθύγραμμες ή διακλαδιζόμενες β2. κλειστές που σχηματίζουν δακτύλιο μόνο από άτομα άνθρακα β3. κλειστές που σχηματίζουν δακτύλιο και από ετεροάτομα λόγου χάρη S, N, O κλπ. 2. Στη δομή του ατόμου του άνθρακα Το άτομο του άνθρακα έχει 4 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα δηλαδή ο άνθρακας εμφανίζεται τετρασθενής. Γι αυτό έχει τη δυνατότητα να σχηματίζει σταθερούς διπλούς και τριπλούς δεσμούς με άλλα άτομα του άνθρακα. 3. Στο φαινόμενο της ισομέρειας και της πολυμέρειας Οι οργανικές ενώσεις εμφανίζουν σε μεγάλο βαθμό τα φαινόμενα της ισομέρειας και πολυμέρειας, δηλαδή: α. Από μια οργανική ένωση με ορισμένη Mr μπορεί να προκύψουν άλλες ενώσεις με πολλαπλάσιο Mr, που ονομάζονται πολυμερείς. β. Σε μία οργανική ένωση με ορισμένο μοριακό τύπο αντιστοιχούν περισσότερες ενώσεις με διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες, δηλαδή διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τον τρόπο σύνδεσης των ατόμων στο μόριο της ένωσης (ισομέρεια). Οι παραπάνω λόγοι δικαιολογούν το μεγάλο πλήθος των οργανικών ενώσεων.

8 8 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Για τη συστηματική μελέτη των πολυάριθμων οργανικών ενώσεων, έγινε ταξινόμησή τους σε κατηγορίες, με βάση κάποια χαρακτηριστικά τους γνωρίσματα. 1. Ανάλογα με τη μορφή που έχει η ανθρακική τους αλυσίδα α. Άκυκλες ή Αλειφατικές Είναι οι οργανικές ενώσεις που η ανθρακική τους αλυσίδα είναι ανοικτή ευθεία ή διακλαδισμένη: π.χ. ευθύγραμμη:, CH=CH διακλαδισμένη: CH3CHCHCH2CH3 CH CH CH β. Κυκλικές Είναι οι οργανικές ενώσεις που στο μόριό τους έχουν κλειστή ανθρακική αλυσίδα που λέγεται δακτύλιος, Οι κυκλικές ενώσεις αντίστοιχα κατατάσσονται σε: β1. Ισοκυκλικές, όταν ο δακτύλιός τους αποτελείται μόνο από άτομα άνθρακα, π.χ.: π.χ.: β2. Ετεροκυκλικές, όταν ο δακτύλιος περιέχει και άλλα άτομα, όπως S, O, N. π.χ.: Επιπλέον οι ισοκυκλικές διακρίνονται σε: Αρωματικές, όταν στο μόριό τους περιέχουν έναν τουλάχιστον εξαμελή ανθρακικό δακτύλιο, όπου εναλλάσονται ο απλός με το διπλό δεσμό, π.χ. Αλεικυκλικές είναι οι υπόλοιπες ισοκυκλικές εκτός από τις αρωματικές. π.χ.: ή 2. Ανάλογα με το είδος του δεσμού που ενώνονται τα άτομα του άνθρακα α. Κορεσμένες Είναι οι ενώσεις που όλα τα άτομα του άνθρακα ενώνονται μεταξύ τους με απλούς δεσμούς, π.χ. π.χ.: CH3CH2CH2, CH3 C CH2CH3 Ο

9 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων 9 π.χ. CH2 CHCH2CH3 CH CCHCH CH 3 3 β. Ακόρεστες Είναι οι οργανικές ενώσεις που στο μόριό τους τουλάχιστον δύο άτομα άνθρακα ενώνονται μεταξύ τους με ένα διπλό (=) ή έναν τριπλό δεσμό ( ). 3. Ανάλογα με το είδος της χαρακτηριστικής ομάδες σε χημικές τάξεις Η σημαντικότερη ταξινόμηση των οργανικών ενώσεων γίνεται ανάλογα με το είδος της χαρακτηριστικής ομάδας που έχουν στο μόριό τους. Ως χαρακτηριστική ομάδα (Χ. Ο.) ονομάζουμε ένα άτομο στοιχείου ή ομάδα ατόμων, που προσδίδουν στο μόριο της ένωσης τις χαρακτηριστικές τους ιδιότητες. Χημικές ενώσεις με την ίδια χαρακτηριστική ομάδα ανήκουν στην ίδια χημική τάξη. Γραφή Χ. Ο. -ΟΗ -Χ (Cl, Br, I) Ονομασία Χ. Ο. υδροξύλιο αλογονομάδα αιθερομάδα Χημική τάξη αλκοόλες αλογονοενώσεις ή αλογονίδια αιθέρες αλδεϋδομάδα αλδεΰδες κετονομάδα κετόνες καρβοξύλιο καρβοξυλικά οξέα εστερομάδα εστέρες C N ή CN NO 2 NH 2 κυανομάδα νιτροομάδα αμινομάδες νιτρίλια νιτροενώσεις αμίνες

10 10 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Παρατήρηση: Η ομάδα C λέγεται καρβονύλιο και από αυτή προκύπτουν οι χαρακτηριστικές O ομάδες: Ομόλογες σειρές Εξαιτίας του μεγάλου αριθμού των Οργανικών Ενώσεων, για τη συστηματική μελέτη τους, χωρίστηκαν σε υποσύνολα που ονομάζονται Ομόλογες Σειρές. Τα κριτήρια για την κατάταξη των οργανικών ενώσεων σε ομόλογες σειρές ήταν: α. ο τρόπος σύνδεσης των ατόμων του άνθρακα μεταξύ τους, και β. η ύπαρξη και ο τρόπος σύνδεσης άλλων στοιχείων στο μόριο της ένωσης Επομένως: Ομόλογη σειρά ονομάζεται ένα υποσύνολο από το σύνολο των οργανικών ενώσεων του οποίου τα μέλη έχουν τα εξής χαρακτηριστικά: 1. Έχουν τον ίδιο γενικό μοριακό τύπο. 2. Έχουν ανάλογη σύνταξη και περιέχουν την ίδια χαρακτηριστική ομάδα.

11 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες. 4. Οι φυσικές τους ιδιότητες μεταβάλλονται ανάλογα με τη σχετική μοριακή τους μάζα και τη θέση της χαρακτηριστικής ομάδας. 5. Έχουν παρόμοιες μεθόδους παρασκευής. 6. Κάθε μέλος διαφέρει από το προηγούμενο και το επόμενο κατά την ομάδα του μεθυλενίου ( ) Παρατήρηση: Η σχετική μοριακή μάζα κάθε μέλους μίας ομόλογης σειράς διαφέρει από τη σχετική μοριακή μάζα του προηγούμενου ή του επόμενου μέλους της ομόλογης σειράς κατά 14. Οι σπουδαιότερες σειρές των άκυκλων ενώσεων είναι: α. Ομόλογες σειρές Υδρογονανθράκων Είναι οι σημαντικότερες ομόλογες σειρές, των οποίων τα μέλη οφείλουν τις παρόμοιες χημικές τους ιδιότητες στον τρόπο σύνδεσης των ατόμων του άνθρακα στα μόριά τους. Ονομασία Δεσμοί μεταξύ των ατόμων C Γενικός μοριακός τύπος Παράδειγμα Αλκάνια ή παραφίνες Όλοι οι δεσμοί είναι απλοί. H 2ν+2, ν 1 Αλκένια ή ολεφίνες Όλοι οι δεσμοί είναι απλοί εκτός από έναν που είναι διπλός. H 2ν, ν 2 =CH Αλκίνια Όλοι οι δεσμοί είναι απλοί εκτός από έναν που είναι τριπλός. H 2ν-2, ν 2 CH CH Αλκαδιένια Όλοι οι δεσμοί είναι απλοί εκτός από δύο που είναι διπλοί. H 2ν-2, ν 3 =CHCH= Παρατήρηση: Οι γενικοί μοριακοί τύποι των ακόρεστων υδρογονανθράκων προκύπτουν από το γενικό μοριακό τύπο των κορεσμένων υδρογονανθράκων αν για κάθε διπλό δεσμό αφαιρέσουμε δύο υδρογόνα και για κάθε τριπλό δεσμό τέσσερα υδρογόνα.

12 12 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Αλκύλια Αν από έναν κορεσμένο υδρογονάνθρακα αφαιρέσουμε ένα άτομο υδρογόνου τότε το μέρος του μορίου που απομένει είναι μία μονοσθενής οργανική ρίζα που λέγεται αλκύλιο με γενικό μοριακό τύπο - και συμβολίζεται με R-. Τα κυριότερα αλκύλια φαίνονται στον παρακάτω πίνακα ν=1 - - μεθύλιο ν=2 C 2 H αιθύλιο ν=3 C 3 H προπύλιο CH3CH CH ισοπροπύλιο 3 β. Ομόλογες σειρές μονοπαραγώγων των κορεσμένων υδρογονανθράκων Είναι οι ομόλογες σειρές των οποίων τα μέλη οφείλουν τις παρόμοιες ιδιότητές τους τόσο στον ίδιο τρόπο σύνδεσης των ατόμων του άνθρακα στο μόριό τους όσο και στην ύπαρξη χαρακτηριστικής ομάδας. Προκύπτουν με την αντικατάσταση ενός ατόμου υδρογόνου του κορεσμένου υδρογονάνθρακα με μία χαρακτηριστική ομάδα, οι σπουδαιότερες ομόλογες σειρές που θα μελετήσουμε έχουν γενικό μοριακό τύπο -Α ή R-A όπου Α η χαρακτηριστική ομάδα και φαίνονται στο διπλανό πίνακα.

13 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων 13 Ονομασία Αλκυλαλογονίδια Κορεσμένες Μονοσθενείς Αλκοόλες Κορεσμένοι Μονοσθενείς Αιθέρες Κορεσμένες Μονοσθενείς Αλδεΰδες Κορεσμένες Μονοσθενείς Κετόνες Κορεσμένα Μονοκαρβονικά Οξέα Εστέρες Κορεσμένα Νιτρίλια Κορεσμένες Νιτροενώσεις Αμίνες Γενικός Τύπος -Χ ή R-X ν 1 όπου X: Cl, Br, I -ΟΗ ή R-ΟΗ ν 1 -Ο-C μ Η 2μ+1 ή R-Ο-R ν 1, μ 1 -CH=O ή R-CH=O ν 0 - C O -C μ Η 2μ+1 ή R- C -R ν 1, μ 1 O -CΟOH ή R-CΟOH ν 0 -CΟOC μ Η 2μ+1 ή R-CΟOR ν 0, μ 1 -CN ή R-CN ν 0 -NΟ 2 ή R-NΟ 2 ν 1 -NΗ 2 ή R-NΗ 2 ν 1 Γενικός μοριακός τύπος C κ Η 2κ+1 Χ κ 1 C κ H 2κ+2 Ο, κ 1 C κ H 2κ+2 Ο, κ 2 κ=ν+μ C κ Η 2κ O κ 1 κ=ν+1 C κ Η 2κ O κ 3 κ=ν+ μ+1 C κ H 2κ Ο 2, κ 1 κ=ν+1 C κ H 2κ Ο 2, κ 2 κ= ν+μ+1 C κ H 2κ - 1 Ν, κ 1 κ = ν + 1 C κ H 2κ+3 Ν, κ 1 Παράδειγμα Cl Br ΟΗ Ο Ο ΗCH=Ο CH=Ο CΗ 3 - C -CΗ 3 O CΗ 3 CΗ 2 - C -CΗ 3 O HCOOH COOH HCOO COO CN CN NΟ 2 NΟ 2 NΗ 2 NΗ

14 14 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Ερωτήσεις: 1. Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις: 1. Ποιες ενώσεις ονομάζονται οργανικές; 2. Ποιες είναι οι κυριότερες αιτίες του μεγάλου αριθμού των οργανικών ενώσεων; 3. Γράψε τη χημική εξίσωση της αντίδρασης με την οποία παρασκευάστηκε εργαστηριακά η πρώτη οργανική ένωση. 4. Ποιες οργανικές ενώσεις ονομάζονται άκυκλες και ποιες κυκλικές; Γράψε το συντακτικό τύπο μιας άκυκλης και μιας κυκλικής οργανικής ένωσης. 5. Ποιες οργανικές ενώσεις ονομάζονται κορεσμένες και ποιες ακόρεστες; Γράψε το συντακτικό τύπο μιας κορεσμένης και μιας ακόρεστης οργανικής ένωσης. 6. Τι είναι η χαρακτηριστική ομάδα; 7. Τι ονομάζεται ομόλογη σειρά; 2. Να συμπληρώσετε τα κενά με τις κατάλληλες λέξεις: 1. Το άτομο του άνθρακα έχει ηλεκτρονική δομή Ανάλογα με το είδος της ανθρακικής αλυσίδας οι οργανικές ενώσεις διακρίνονται σε... και Ανάλογα με τους δεσμούς μεταξύ των ατόμων του άνθρακα οι οργανικές ενώσεις διακρίνονται σε... και Κάθε μέλος μιας ομόλογης σειράς διαφέρει από το προηγούμενο και το επόμενο κατά την ομάδα του Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές (Σ) και ποιες λάθος (Λ); 1. Όλες οι ενώσεις που περιέχουν άνθρακα είναι οργανικές. 2. Η ένωση Να 2 CO 3 δεν είναι οργανική. 3. Τα άτομα του άνθρακα δημιουργούν ανθρακικές αλυσίδες. 4. Η ένωση CH=O είναι ακόρεστη. 5. Σε όλες τις κυκλικές ενώσεις ο δακτύλιος αποτελείται αποκλειστικά από άτομα άνθρακα.

15 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Η χαρακτηριστική ομάδα των εστέρων είναι το υδροξύλιο. 7. Οι σχετικές μοριακές μάζες δύο ενώσεων μιας ομόλογης σειράς μπορεί να διαφέρουν κατά Όλα τα μέλη μιας ομόλογης σειράς έχουν τον ίδιο γενικό μοριακό τύπο. 9. Οι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες με 1 τριπλό δεσμό ονομάζονται αλκίνια. 10. Οι εστέρες έχουν γενικό μοριακό τύπο H 2ν O, ν 3 4. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση: 1. Από τις παρακάτω ενώσεις είναι οργανική η: α. CO β. H 2 CO 3 γ. Cl 2 δ. CαCO 3 2. Από τις παρακάτω οργανικές ενώσεις είναι κορεσμένη η: α. COΟΗ β. CH CH γ. C CH δ. = C = 3. Από τις παρακάτω οργανικές ενώσεις ακόρεστη είναι η: α. C 2 H 4 β. C N γ. CΗ 3 - C -CΗ 3 O δ. CH=O 4. Η οργανική ένωση C 3 H 4 είναι: α. αλκάνιο β. αλκένιο γ. αλκίνιο δ. αλκοόλη 5. Ποια από τις παρακάτω ενώσεις είναι αλδεϋδη; α. CΗ 3 - C - CΗ 3 β. COΟ O γ. CΗ 3 OH δ. HCH=O 6. Η χαρακτηριστική ομάδα των καρβοξυλικών οξέων είναι η: α. -ΟΗ β. γ. δ.

16 16 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων 7. Από τους άκυκλους υδρογονάνθρακες C 3, C 4, C 5, C 3 H 6, C 7 H 16, έχουν ένα διπλό δεσμό στο μόριό τους: α. C 3, C 7 H 16 β. C 4, C 5 γ. C 4, C 3 H 6 δ. C 5, C 7 H Ο γενικός μοριακός τύπος των κορεσμένων μονοσθενών αιθέρων είναι: α. Η 2ν+2 Ο, ν 2 β. Η 2ν+2, ν 1 γ. Η 2ν+2 Ο, ν 1 δ. Η 2ν Ο, ν 3 9. Οι εστέρες έχουν γενικό τύπο: α. RCOOH β. ROH γ. RCH=O δ. RCOOR 10. Στο γενικό τύπο -Χ, ν 1 αντιστοιχούν: α. τα αλκάνια β. τα αλκυλαλογονίδια γ. οι κετόνες δ. τα αλκένια 5. Να κάνετε τις αντιστοιχίσεις 1. Να αντιστοιχίσετε τις ενώσεις της στήλης Α με έναν από τους χαρακτηρισμούς της στήλης Β. Στήλη Α Στήλη Β 1. CCl 4 2. H 2 CΟ 3 3. CΟ 2 4. HCOOH 5. α. Οργανική ένωση β. Ανόργανη ένωση 2. Να αντιστοιχίσετε τις χαρακτηριστικές ομάδες της στήλης Α με το όνομά τους. Στήλη Α Στήλη Β COOH 3. -OH 4. -X 5. -CH=O 6. -NH 2 α. αιθερομάδα β. αλδεϋδομάδα γ. αλογονομάδα δ. καρβοξύλιο ε. υδροξύλιο ζ. αμινομάδα

17 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Να αντιστοιχίσετε αμφιμονοσήμαντα τους γενικούς τύπους της στήλης Α με τις ομόλογες σειρές της στήλης Β (οι ομόλογες σειρές είναι κορεσμένες και μονοσθενείς). Στήλη Α 1. Η 2ν+2 Ο, ν 1 2. Η 2ν, ν 2 3. Η 2ν+2 Ο, ν 2 4. Η 2ν Ο, ν 3 5. Η 2ν+2, ν 1 6. Η 2ν Ο 2, ν 1 7. Η 2ν-2, ν 3 Στήλη Β α. κετόνες β. αιθέρες γ. αλκάνια δ. καρβοξυλικά οξέα ε. αλκοόλες ζ. αλκαδιένια η. αλκένια 4. Να αντιστοιχίσετε αμφιμονοσήμαντα τους μοριακούς τύπους της στήλης Α με τις ομόλογες σειρές της στήλης Β. Στήλη Α 1. C 4 Η 8 Ο 2. C 2 Η 2 3. C 2 Η 6 Ο 4. CΗ 2 Ο 5. C 4 Η 6 6. CΗ 4 Ο Στήλη Β α. αλκίνιο β. αλδεϋδη γ. αιθέρας δ. κετόνη ε. αλκοόλη ζ. αλκαδιένιο

18 18 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Λυμένες ασκήσεις: 1. Να συμπληρώσετε με άτομα Η τις παρακάτω ανθρακικές αλυσίδες. α. β. γ. δ. Λύση: Συμπληρώνουμε με άτομα Η ώστε κάθε άτομο α συμμετέχει σε 4 ομοιοπολικούς δεσμούς α. β. γ. δ. 2. Σε ποιες ομόλογες σειρές ανήκουν οι παρακάτω άκυκλες οργανικές ενώσεις; α. C 4 β. C 3 Ο Λύση: Για να βρούμε την ομόλογη σειρά θα πρέπει να βρούμε σε ποιο γενικό μοριακό τύπο αντιστοιχεί κάθε ένωση. α. C 4 Αριθμός ατόμων C: ν=4 Αριθμός ατόμων Η: 2ν=8 Δηλαδή αντιστοιχεί στο γενικό μοριακό τύπο Η 2ν για ν=4 άρα είναι αλκένιο.

19 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων 19 β. C 3 Ο Αριθμός ατόμων C: ν=3 Αριθμός ατόμων Η: 2ν+2=8 Αριθμός ατόμων Ο: 1 Δηλαδή αντιστοιχεί στο γενικό μοριακό τύπο Η 2ν+2 Ο για ν=3 άρα είναι κορεσμένη μονοσθενής αλκοόλη ή κορεσμένος μονοσθενής αιθέρας. 3. Να βρείτε το μοριακό τύπο: α. Του αλκινίου που έχει στο μόριό του 6 άτομα υδρογόνου. β. Της κορεσμένης μονοσθενούς αλκοόλης με Mr=60. γ. Του τρίτου μέλους των κορεσμένων μονοσθενών κετονών. Δίνονται: Ar C =12, Ar H =1, Ar O =16 Λύση: α. Τα αλκίνια έχουν γενικό μοριακό τύπο Η 2ν-2, ν 2 Πρέπει 2ν 2 6 2ν 8 ν 4. Άρα ο μοριακός τύπος του αλκινίου με 6 άτομα C είναι C 4 H 6 β. Οι κορεσμένες μονοσθενείς αλκοόλες έχουν γενικό μοριακό τύπο Η 2ν+2 Ο, ν 1 Πρέπει Mr 60 ν Αr 2ν 2 Ar Ar 60 C H O ν 12 2ν ν ν 3 Άρα ο μοριακός τύπος της αλκοόλης με Mr 60 είναι C 3 O. γ. Οι κορεσμένες μονοσθενείς κετόνες έχουν γενικό μοριακό τύπο Η 2ν Ο, ν 3. Άρα το τρίτο μέλος προκύπτει για ν=5, δηλαδή έχει μοριακό τύπο C 5 Η 10 Ο. 4. Να εξετάσετε αν είναι δυνατόν ένα αλκάνιο και μια αλδεϋδη να έχουν ίσες σχετικές μοριακές μάζες. Δίνονται: Ar C =12, Ar H =1, Ar O =16 Λύση: Έστω το αλκάνιο Α: Η 2ν+2, ν 1 και η αλδεϋδη Β: C κ Η 2κ Ο, κ 1 Πρέπει Mr Mr ν Αr 2ν 2 Ar κ Αr 2κ Ar Ar Α Β C H C H O 12ν 2ν 2 12κ 2κ 16 14ν 14κ 14 ν κ 1 Άρα έχουν ίσες Μr όταν το αλκάνιο έχει 1 άτομο άνθρακα περισσότερο.

20 20 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Ασκήσεις για λύση: 1. Να συμπληρώσετε με άτομα Η τις παρακάτω ανθρακικές αλυσλιδες: α. β. γ. δ. ε. ζ. 2. Ποιοι από τους παρακάτω συντακτικούς τύπους είναι λανθασμένοι; α. OH β. CH3CH2CH3 CH 3 γ. COOH δ. =CHCH CH ε. Br ζ. CH3OCH3 CH 3 3. Ποιοι από τους παρακάτω υδρογονάνθρακες είναι κορεσμένοι και ποιοι ακόρεστοι; α. C 2 H 2 β. C 5 H 12 γ. C 6 H 10 δ. C 4 ε. C 8 H 18 ζ. C 3 H 6 η. C 2 H 6 θ. C 7 H Συμπληρώστε μια από τις δύο ελεύθερες μονάδες του καρβονυλίου για να προκύψει: α. αλδεϋδομάδα β. κετονομάδα γ. καρβοξύλιο δ. εστερομάδα

21 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Ποια ζεύγη, των παρακάτω ενώσεων, ανήκουν στην ίδια ομόλογη σειρά; α. ΟΗ β. CΟΟΗ γ. ΟΗ δ. =CHCOOH ε. ζ. η. CH=O θ. ι. HCH=O 6. Να βρεθεί σε ποια ομόλογη σειρά ανήκει κάθε μια από τις παρακάτω οργανικές ενώσεις α. C 3 β. C 2 H 5 ΟΗ γ. C 2 H 4 Ο δ. C 8 H 16 ε. C 2 H 6 Ο ζ. CΗ 3 COO η. HCOOH θ. O ι. C 3 H 9 N 7. Να βρείτε το μοριακό τύπο: α. Του εστέρα που στο μόριό του ο αριθμός ατόμων υδρογόνου είναι διπλάσιος από τον αριθμό ατόμων οξυγόνου. β. Του άκυκλου υδρογονάνθρακα με το μικρότερο αριθμό ατόμων υδρογόνου στο μόριό του. 8. Ποιος είναι ο μοριακός τύπος α. Της κετόνης με Μr = 72 β. Του τρίτου μέλους των κορεσμένων μονοσθενών αιθέρων. Δίνονται: Αr C =12, Αr H =1, Ar O = Να εξετάσετε αν είναι δυνατόν να έχουν την ίδια σχετική μοριακή μάζα: α. Μια κορεσμένη μονοσθενής αλκοόλη και ένα κορεσμένο μονοκαρβοξυλικό οξύ. β. Ένα αλκάνιο και ένα αλκίνιο. Δίνονται: Αr H =1, Αr C =12, Ar O =16.

22 22 ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων Απαντήσεις των ερωτήσεων - Λύσεις των ασκήσεων: Ερωτήσεις: Κ(2), L(4) 2. άκυκλες, κυκλικές 3. κορεσμένες, ακόρεστες 4. μεθυλενίου Λ 2. Σ 3. Σ 4. Λ 5. Λ 6. Λ 7. Λ 8. Σ 9. Σ 10. Λ γ 2. α 3. α 4. γ 5. δ 6. β 7. γ 8. α 9. δ 10. β α 2. β 3. β 4. α 5. α α 2. δ 3. ε 4. γ 5. β 6. ζ ε 2. η 3. β 4. α 5. γ 6. δ 7. ζ δ 2. α 3. γ 4. β 5. ζ 6. ε Ασκήσεις: 2. α, β, δ, ε, ζ 3. κορεσμένοι: β, ε, η ακόρεστοι: α, γ, δ, ζ, θ 5. α - γ, β - ζ, η - ι 6. α: αλκάνιο β: κορεσμένη μονοσθενής αλκοόλη γ: κορεσμένη μονοσθενής αλδεϋδη δ: αλκένιο ε: κορεσμένη μονοσθενής αλκοόλη ή κορεσμένος μονοσθενής αιθέρας ζ: εστέρας η: κορεσμένο μονοκαρβοξυλικό οξύ θ: κορεσμένος μονοσθενής αιθέρας ι: κορεσμένη μονοσθενής αμίνη 7. α. C 2 H 4 O 2 β. C 2 H 2 8. α. C 4 O β. C 4 H 10 Ο 9. α. Ναι β. Όχι

23