Химия органическая классы соединений: Классы органических соединений – основные в таблице

Содержание

Урок 16. генетическая связь неорганических и органических веществ — Химия — 11 класс

Химия, 11 класс

Урок № 16. Генетическая связь неорганических и органических веществ

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению взаимосвязи неорганических и органических соединений: свойствам органических и неорганических веществ, взаимосвязи различных классов соединений, уравнениям химических реакций, отражающих её.

Глоссарий

Генетическая связь – это связь между классами соединений, отражающая возможность превращения вещества одного класса в вещество другого класса.

Генетический ряд – это цепочка превращений веществ, которые имеют в составе один и тот же химический элемент.

Витализм – это устаревшее учение о существовании сверхъестественной «жизненной силы», которая наполняет органическую природу и определяет её свойства.

Фридрих Вёлер – великий немецкий врач и химик, синтезировал мочевину и щавелевую кислоту из неорганических соединений, первым получил карбид кальция, из которого под действием воды синтезировал ацетилен.

Синтез-газ – это смесь монооксида углерода и водорода, получают паровой конверсией или частичным окислением метана, газификацией угля. Используется для синтеза метанола, синтеза Фишера-Тропша.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тесто по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01. 06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

До девятнадцатого века в химии господствовал витализм – учение о «жизненной силе». Виталисты считали, что «жизненная сила» отличает живое вещество от неживого. Поэтому синтез органических соединений из неорганических казался им принципиально невозможным.

В начале девятнадцатого века немецкий врач и химик Фридрих Вёлер опроверг теорию витализма. Из неорганических веществ он получил мочевину и щавелевую кислоту.

В 1828 году Ф. Вёлер при нагревании цианида аммония неожиданно для себя получил мочевину – вещество, которое образуется при метаболизме белков у млекопитающих и рыб. Ранее, в 1824 году, Ф. Вёлер получил щавелевую кислоту из дициана. Дициан – бесцветный ядовитый газ со слабым запахом. Его получают в электрической дуге при взаимодействии углерода с азотом. При гидролизе дициана в кислой среде образуется щавелевая кислота.

В лабораторной практике для получения метана и ацетилена используют карбиды – соединения углерода с металлами. Их получают при реакции оксидов кальция и алюминия с коксом. Карбид алюминия получают также прямой реакцией алюминия с углеродом. При взаимодействии с водой карбида кальция выделяется ацетилен, а карбида алюминия – метан. Реакции взрывоопасны!

В промышленных масштабах получают метанол из неорганических веществ – смеси монооксида углерода, углекислого газа и водорода. Эта смесь носит название синтез-газ. Процесс ускоряют катализаторы из оксида цинка или меди.

На основе полученных органических веществ можно синтезировать неисчислимое множество соединений. Из ацетилена получают бензол, ацетальдегид, акрилонитрил, виниловые эфиры, винилхлорид, винилацетилен. Метан является предшественником нитрометана, ацетилена, хлороформа, фреонов, метанола и синтез-газа. Из метанола синтезируют формальдегид, метилтион, метиламин, диметиланилин, винилацетат, диметиловый эфир, винилметиловый эфир.

Вышеприведенные синтезы иллюстрируют генетическую связь между классами органических веществ. Термин генетическая связь означает, что вещество одного класса может превращаться в вещество другого класса.

Генетическая связь записывается в виде генетических рядов – цепочек превращений веществ, имеющих в составе один и тот же химический элемент. Генетические ряды органических веществ очень разветвленные и сложные, в чем вы убедились на примере ацетилена, метанола, метана.

Генетические ряды неорганических веществ намного проще, потому что неорганические вещества делятся на меньшее число классов.

Генетический ряд металлов, образующих растворимые гидроксиды, представлен последовательностью реакций: из простого вещества получают основный оксид, затем гидроксид, затем соль. Помните, что у металлов, образующих нерастворимые в воде гидроксиды, генетический ряд выглядит несколько иначе: за оксидом следует соль, и только затем гидроксид.

Генетический ряд неметаллов аналогичен таковому металлов. Простое вещество образует кислотный оксид, затем кислоту и, наконец, соль.

Теперь вы знаете, что между генетическими рядами органических и неорганических соединений нет чётких границ, и можете обосновать это на примере синтеза мочевины, щавелевой кислоты, метана, ацетилена, метанола.

Не стоит забывать, что существует и обратный путь от органических веществ к неорганическим. Так, в реакции горения все органические вещества окисляются до углекислого газа и воды. При окислении щавелевой кислоты перманганатом калия в кислой среде она образует углекислый газ. Под действием высоких температур метан разлагается на углерод и водород. Последняя реакция – способ получения водорода.

В клетках живых организмов постоянно происходит синтез и распад органических соединений. В ходе фотосинтеза в хлоропластах растений из воды и углекислого газа образуется глюкоза. В клетках млекопитающих углеводы и жиры окисляются до воды и углекислого газа, а белки распадаются с образованием мочевины.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Решение задачи на множественный выбор.

Условие задачи: Выберите верные генетические ряды и запишите их номера.

  1. Cu -> CuO -> Cu(OH)2 -> CuSO4
  2. Al -> Al4C3 -> CH
    4
    -> CH3Cl -> CH3OH
  3. Ag2O -> [Ag(NH3)2]OH -> CH3COOAg
  4. CaC2 -> CH4 -> CH3Cl -> CH3CH2CH3

Решение:

Первый вариант неверный, потому что гидроксид меди нерастворим в воде и может быть получен только реакцией обмена соли меди и щелочи.

Второй вариант верный.

Третий вариант верный.

Четвертый вариант неверный, потому что метан получают гидролизом карбида алюминия. Карбид кальция под действием воды образует ацетилен.

2.Решение задачи на вписывание формул.

Условие задачи: Введите формулы пропущенных веществ в генетическом ряду.

Al4C3 -> (1) -> CH3Cl -> (2) -> C2H4

-> (3) -> OHCH2CH2OH

Решение:

При гидролизе карбида алюминия образуется метан (1). Галогенированный метан взаимодействует с металлическим натрием (синтез Вюрца) и образует этан (2). Этилен получают дегидрированием этана. Далее под действием пероксибензойной кислоты этилен превращается в окись этилена (3). При гидролизе этиленоксида образуется этиленгликоль.

Разделение органической химии — Справочник химика 21

    Постепенно было установлено, что в состав всех органических- веществ обязательно входит углерод и, следовательно, характерным для ких является присутствие этого элемента. В 1848 г. Гмелин в своем учебнике указывал, что углерод является единственной существенной составной частью органических соединений. Это представление и было положено в основу нового разделения химии на неорганическую и органическую органическая химия представляет собой химию соединений углерода, неорганическая химия охватывает соединения всех других элементов.
[c.3]
    Основными областями применения тонкослойной хроматографии, так же как и бумажной, являются органическая химия и биохимия. Но в последние годы этот метод все более широко внедряется в практику аналитической химии. Его можно применять и для разделения неорганических веществ. При этом тонкослойная хроматография имеет ряд преимуществ перед бу- [c.87]

    Хроматографический метод разделения и очистки органических веществ был открыт М. С. Цветом в 1903 г. и благодаря высокой эффективности в настоящее время широко применяется в органической химии. [c.45]

    Основанный на представлении о жизненной силе принцип разделения химических соединений на неорганические и органические должен был бы мгновенно рухнуть, если бы в лаборатории при помощи неорганических сил было синтетически получено вещество, образующееся также и в живой клетке. Это удалось сделать Велеру, который в 1824 г.

получил из дициана щавелевую кислоту, а в 1828 г, из циановокислого аммония — мочевину последний синтез имел особенно большое значение для дальнейшего развития органической химии. Однако гипотеза [c.2]

    Очень важное. значение, особенно в органической химии, имеют так называемые сопряженные кратные связи, т.е. кратные связи, разделенные одной простой а-связью. В этом случае оси р-орбиталей, образующих я-связи, могут быть ориентированы параллельно и воз- никает единая система многоцентровых я-орбиталей. [c.73]

    РАЗДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ. [c.28]

    Проблема анализа распределения компонентов остатков по размерам приобрела большое значение сравнительно недавно и в основном связана с развитием процессов их каталитического гидрооблагораживашм. Возможность получать какие-то определенные результаты появилась после разработки метода гель-хроматографического разделения. Метод этот — гель-проникающая хроматография (ГПХ) — впервые нашел широкое применение в биохимии и химии полимеров [31].

При ГПХ разделение органических веществ осуществляется совсем на иных принципах, чем при других хроматографических методах. Принцип метода заключается в том, что во время прохождения раствора исследуемого вещества через колонку, заполненную частицами твердого геля, происходит разделение молекул этого вещества за счет различной способности их проникать в поры геля. Поры в частице геля имеют различный размер. Молекулы образца также различаются по величине. Некоторые молекулы слшиком велики, чтобы войти даже в самые крупные поры, и исключаются из частицы геля. Поэтому они двигаются через слой геля между его частицами и первыми выходят из колонки. Другие молекулы так малы, что входят во все поры геля, полностью проникая в частицу. Эти соединения задерживаются в наибольшей степени и появляются на хроматограмме последними. Молекулы промежуточных размеров могут входить только в некоторые поры и двигаются по колонке со средней скоростью. При разделении смеси с ширркой областью молекулярных масс используют набор гелей с разными пределами исключения. Это позволяет расширить область фракционирования колонки. Использование различных гелей дает эффект только при последовательном соединении колонок с разными гелями. При разделении соединений, мало различающихся по размеру, используют гели с узкой областью [c.36]


    В качестве ингибиторов самопроизвольной полимеризации применяют соединения различных классов органической химии фенолы, нафтолы и их алкилпроизводные, гидрохинон и его производные, нитросоединения, нитрозосоединения и др. Например, в производстве дивинила при гидрировании бутиленов в дивинил и разделении бутилен-дивинильной фракции в качестве антиполимеризатора применяют древесно-смоляной антиполимеризатор с нитритом натрия. [c.297]

    Разделение гетерофазных продуктов экстрактивной и азеотропной ректификации обычно проводится в гравитационных декантаторах. Этот способ деления отличается экономичностью, простотой обслуживания и находит широкое применение в органической химии.[c.293]

    Химическая классификация предполагает разделение на классы и формирование названий веществ строго в соответствии с номенклатурой классической органической химии. Но учитывая то, что уже сказано о природных соединениях как полифункциональных, этот подход может быть рационально использован только в случае достаточно простых соединений, таких, например, как оксикислоты и жирные кислоты или же тогда, когда необходимо указать только характерные функции данной группы соединений. Например, мы называем класс соединений «аминокислоты , не учитывая тот факт, что как правило, в их молекулах имеются другие функции, и они должны быть отнесены, по меньшей мере, к трехфункциональным соединениям (схема 1.2.1). [c.7]

    Метод тех разработан советскими учеными Н. А. Измайловым и М. С. Шрайбер еще в 1938 г. [18], т. е. задолго до того, как он нашел всеобщее признание и широкое распространение вследствие появления новых технических возможностей его реализации. В настоящее время ТСХ стала одним из важнейших методов анализа в органической химии и начинает интенсивно применяться для анализа неорганических соединений. Возникшая как аналитический. метод, тех используется теперь и как метод препаративного разделения смеси веществ, и как исследовательский, например при изучении реакций комплексообразования или структуры органических соединений. [c.120]

    Органическая химия — это химия соединений углерода. Разделение описательной химии на неорганическую и органическую основано на том, что из всех химических элементов только углерод обладает способностью образовывать устойчивые соединения, содержащие длинные цепи одинаковых атомов. Вследствие этого число известных соединений углерода во много тысяч раз превосходит число веществ, образованных всеми другими элементами. [c.31]

    Существует два основных направления в органической химии. Одно из них сводится к изучению природных объектов, таких, как растения, о которых известно, что они обладают специфическими свойствами, например, тропические растения, издавна применяемые местными жителями при лечении малярии. Изучая их, химик готовит различные экстракты, пользуясь в качестве растворителя спиртом или эфиром, и, прибегая к разнообразным методам разделения, получает из таких экстрактов несколько фракций. После каждого фракционирования производят определение, содержит ли фракция активное противомалярийное вещество. Этот процесс можно продолжать до тех пор, пока не будет получено чистое активное вещество в кристаллической форме. Химик затем анализирует это вещество — определяет его молекулярный вес, устанавливает, какие атомы входят в состав молекулы этого вещества. Затем он изучает химические свойства полученного вещества, разделяя его на более мелкие молекулы известных веществ, чтобы установить его молекулярную структуру. После определения структуры химик пытается синтезировать это вещество, и если это удается, то активное вещество становится доступным в больших количествах и по низкой цене. [c.355]

    О взаимоотношении этих двух разделов всей органической химии следует отметить следующее исторически они развивались вместе, с самого зарождения органической химии (точнее сказать, с момента разделения химии на неорганическую и органическую), помогая одна другой методологически и материально но при их изучении последовательность безусловно должна быть однозначной от простого — к сложному, от неорганической химии — к органической химии, от классической органической химии — к химии природных соединений, как это уже стало привычным для нас.[c.3]

    Мы только слегка затронули область применения масс-спектрометрии в органической химии. Мы не сказали, например, о том, что можно соединить при помощи специального устройства масс-спектрометр с газовым хроматографом и получить наиболее мощный метод из известных в настоящее время методов разделения и анализа химических соединений. Мы не сказали о том, что большая часть масс-спектров сейчас интерпретируется с помощью вычислительных машин. Существуют такие системы, где необходимо только ввести образец в газовый хроматограф, а на другом конце вычислительная машина напечатает список того, что содержится в вашем образце. [c.529]


    Стремительное развитие естествознания, свидетелями которого мы являемся в последние десятилетия, в полной мере коснулось и органической химии Современная органическая химия представляет собой сложную комплексную дисциплину, располагающую теоретическим фун даментом и огромным фактическим материалом, использующую пред ставления и методы физической химии и физики, биологической химии и биологии, промышленной химии и технологии Вполне естественным процессом является поэтому разделение органической химии на несколько ветвей, близких и тесно переплетающихся, однако достаточно отличающихся одна от другой по своему характеру.[c.3]

    Соединения углерода изучаются в курсе органической химии. Только немногие из них считают неорганическими веществами. Такое разделение условно и опирается больше на традиции, чем на особенности строения и свойства соединений. Есть довольно много веществ, которые можно отнести как к органическим, так и неор-[c.351]

    Сложность состава и строения нефтяных углеводородов требует от исследователей, работающих в этой области, глубоких современных знаний вопросов стереохимии и конформациопного анализа циклических соединений. Столь же необходимо умение разбираться в сложных вопросах термодинамической и кинетической реакционной способности углеводородов. Надо иметь в виду, что только высокий научный уровень исследований, базирующийся на использовании всех достижений современной органической химии, позволил добиться больших успехов в изучении различных природных объектов. Столь же высокий научный уровень необходим, очевидно, и для исследования химии нефти. Предлагаемая монография разбита фактически на две части. Первая из них (главы 1—6) посвящена описанию свойств индивидуальных углеводородов, вторая часть (главы 7 и 8) — исследованию нефтяных углеводородов. Впрочем, оба эти вопроса так тесно между собой связаны, что автор предпочел не проводить формального разделения монографии па части. [c.4]

    Основным методом определения структуры индивидуальных компонентов нефти в последнее десятилетие стал метод хромато-масс-спектрометрии, сочетающий в себе высокую эффективность разделения методом газожидкостной хроматографии и возможность определения полной структуры органических соединений методом масс-спектрометрии. Большинство данных по определению индивидуальных компонентов нефти было получено именно этим методом. Как отмечалось выше, предварительное разделение на классы соединений (например, удаление аренов или концентрирование алканов) существенно облегчает задачу. Знание индивидуального состава фракций нефти необычайно важно для-разработки методик выделения интересных, порой необычных соединерий (так было с адамантаном, положившим начало новой области органической химии), методик переработки нефтяного сырья, установления важных деталей происхождения и изменения нефти и др.[c.137]

    Как видим, о рганические реагенты имеют явные преимущества перед неорганическими, но цри использовании их в хи- мическом (Практикуме необходимо учесть следующее а) так как на этой стадии обучения студент еще не изучал органическую химию, он не в состоянии в полном объеме теоретически Осмыслить протекание (Этих реакций б) высокая специфичность и простота применения, связанные о большой чувствительностью определенияу часто приводят к неверному использованию органических реагентов в ходе анализа. Следствием этого является невозможность последующего разделения, изменение [c.12]

    Среди методов разделения веществ важное место занимают хроматографические методы, которые в последние годы находят все большее применение в аналитической химии. Хроматографию на бумаге и в тонких слоях применяют в качественном анллизе чаще, чем колоночную. Хотя основной областью применения хроматографии является органическая химия, в хроматографии неорганических веществ также достигнуты определенные успехи, о чем можно судить по постоянно растущему числу публикаций на эту тему.[c.85]

    Для решения задач по яеорганической хим-ии -необходимо зна(ние не только химических, о и физических свойств веществ качественных реакций на катионы и анионы способов разделения смесей веществ,-окислительно-восстанов ительных реакций. Чтобы решить задачи по органической химии, нужно знать теорию химического строения органических соединений, генетическую связь между различными классами органических соединений, установление строения веществ по их свойствам, возможные, наиболее рациональные пути синтеза некоторых органических веществ, механизм и условия осуществления тех или иных химических реакций. Задачи в сборнике составлены таким образом, что для успешного решения каждой из них долгйны быть использованы знания нескольких разделов химии. Во всех задачах числовые значения подобраны так, чтобы они составляли кратные доли моля, не требуя длительных арифметических операций и фиксируя основное внимание на химических превращениях. Решения задач вынесены в самостоятельный раздел сборника с тем, чтобы читатель, ознакомившись с содержанием задачи, мог попытаться самостоятельно наметить пути ее решения, а затем воспользоваться готовым решением для самоконтроля.[c.4]

    Не следует упускать из виду, что теория органического строения в частности, и органическая химия в целом основаны, прежде всего, на жспериментально полученных и изученных банных, а главная задача органической химии — исследоват ь химические свойства различных веществ и получить нужные соединения из достуттных веществ с ттужными свойствами (как можно больше, с малым количеством отходов, с меньшими затратами материалов и энергии). Поэтому химики-органики используют самые различные методы и приемы синтеза, разделения образовавшихся продуктов, их анализа и установления строения. [c.285]

    Соединения углерода изучают в курсе органической химии. Только немногие из них считают неорггническими веществами. Такое разделение условно и [c.362]

    Из смеси этого типа (при соответствующем составе раствора) очень легко выделить чистый компонент А или В (рис. И), чем очень часто пользуются в препаративной органической химии. К сожалению, полного разделения компонентов не удается достигнуть даже с помощью [c.34]

    Хроматографический метод находит широкое применение в препаративной органической химии для разделения смесей, особенно тогда, когда другие методы оказываются непригодными. Некоторые химически родственные вещества обладают столь близкими температурами кипения и плавления или значениями растворимости в различных растворителях, что их слишком трудно разделить путем перегонки, кристаллизации или экстракции. Но даже сравнительно незначительная разница в строении их молекул, как, например, различное радцоложение двойных связей в изомерных ненасыщенных соединениях, обусловливает довольно большое различие в способности этих веществ адсор бироваться на поверхности твердых тел, что дает возможность разделить эти вещества на хроматографической колонке. [c.54]

    В одном из предыдущих разделов были рассмотрены основы общих физико-химических методов разделения, применяемых в препаративной органической химии. Настоящий раздел посвящен описанию нескольких специальных физико-химических методов, при описании которых были учтены результаты исследований, проводившихся в последние годы. Следует Отметить, что значительная часть этого раздела касается работ, проведенных польскими исследователями. Ниже будут рассмотрены только те методы, которые имеют значение для лабораторной практики. [c.64]

    Книга представляет собой оригинальное учебное пособие, не повторяющее имеющиеся руководства. В настоящем виде она язлястся переработанным и почти вдвое расширенным вариантом первого издания, выпущенного в 1971 г. в издательстве МГУ ИИ. М. В. Ломоносова. В книге подробно описаны методн1 и проведения важнейших реакций органической химии, приведены сведения по технике безопасности прн работе в органическом практикуме даны методы очистки органических соединений и методы разделения и идентификации веществ с помощью хроматографии описаны некоторые приборы и операции, которые в большинстве руководств обычно не рассматриваются совсем или лишь упоминаются (пользование рефрактометром, каталитической печыо и т. п.). [c.2]

    Кристаллизация дает ряд сцецифических преимуществ. Поэтому можно утверждать, что кристаллизация должна занимать определенное место как метод разделения соединений, имеющих сравнительно высокую температуру кристаллизации и поэтому не требующих глубокого охлаждения. Однако стоимость глубокого охлаждения (отнесенная на единицу отводимого тепла) быстро растет при снижении требуемой температуры кристаллизации. Стоимость очистки методом кристаллизации соединений, плавящихся ниже —18°, вероятно, окажется настолько высокой, что этот процесс будет использоваться только в случаях, когда все остальные методы окажутся непригодными. Однако ценность продукта и требования к его чистоте часто не позволяют отказаться от этого процесса. Важной особенностью кристаллизации является теоретическая возможность Ц одну ступень получить продукт чистотой 100%. Ни один другой процесс не дает этой возможности даже теоретически. В органической химии эта особенность уже давно получила широкое признание. Указание очищен кристаллизацией или перекристаллизован приводится в литературе как свидетельство весьма высокой чистоты соединения. Обобщая, можно утверждать, что применение кристаллизации может оказаться целесообразным в тех случаях, когда а) требуется весьма высокая чистота продукта (например, 98%-ная или выше) б) необходимо подвергнуть очистке термически нестойкие соединения в) температура кристаллизации целевых продуктов не слишком низка г) необходимо разделить близкокипящие и химически сходные изомеры. [c.50]

    Итак, главные источники структурного и функционального многообразия моносахаридов лежат в различном наборе функциональных групп (карбонильные, гидроксильные, карбоксильные, аминогруппы и т. д.) и в не меньшей степени в различиях стереохимии. Последнее надо особо подчеркнуть. В обычном курсе органической химии рассматривают свойства и различия отдельных классов соединений, основанные в первую очередь на различиях бут-леровских структур, и отдельно в виде некоего несколько экзотического приложения — вопросы стереохимии. В химии сахаров такого разделения не может быть. В принципе вся эта область есть органическая стереохимия par ex ellen e , и все многообразие свойств углеводов проистекает прежде всего из их стереохимических различий. Так, например, кардинальные различия свойств и биологической функции целлюлозы и одного из двух компонентов крахмала — амилозы — обусловлены различием кон фигурации лишь одного асимметрического центра элемен тарного звена этих стереоизомерных полисахаридов. [c.10]

    Лигандообменную хроматографию применяют для разделения в водной среде соединений, представляющих большой интерес для органической химии и биохимии аминов, аминокислот, белков, нуклеотидов, пептидов, углеводов. При этом в вчестве комплексообразующих используют ионы меди, цинка, кадмия, никеля, серебра и железа. Ионы ртути и серебра в неполярной среде алифатических углеводородов образуют лабильные комплексы с ненасыщенными и ароматическими углеводородами. Большими достоинствами лигандообменной хроматографии является ее селективность и отсутствие жестких требований к сорбенту, который может быть прочно связан ионами металла или только пропитан солями металла.[c.82]

    Естественно, что полученный экстракт всегда содержит целую гамму веществ, поэтому далее возникает трудоемкая задача выделения из экстракта индивидуальных соединений. При решении этой задачи наибольший эффект достигается при применении препаративной колоночной хроматографии. Колоночная хроматография в различных ее модификациях в химии природных соединений является незаменимым, широко используемым экспериментальным методом разделения и очистки веществ — это буквально палочка-выручалочка. Здесь следует отметить, что этот метод сейчас весьма распространен и в классической органической химии, но пришел этот метод из химии природных соединений в 1904 году ботаник М.С.Цвет впервые таким способом разделил пигменты листьев растений. Обычно в качестве носителя (твердой фазы) используют силикагель или окись алюминия — они [c.11]

    Амины — наиболее важные органические соединения азота. Рассмотрим сна-ча,тга химию относительно простых аминов. В настоящей главе мы расскажем вам о синтезе и реакциях алкиламинов, т. е. аминов, содержащих только алкильные группы при атоме азота. Гл. 22 посвящена ариламинам — аминам, атом азота которых связан по крайней мере с одной ароматической группой. Конечно, подобное разделение па химию алкиламинов и химию ариламинов нельзя не признать искусственным, что станет очевидным уже в начале этой главы. И все-таки такое разделение поможет вам лучше усвоить излагаемый материал. [c.201]

    Одновременно шел поиск причин и сил хим. взаимодействия. Возникла дуалистич. (электрохим.) теория (Й. Берцелиус, 1812-19) введены понятия валентность и хим. связь , к-рые наполнились физ. смыслом с развитием теории строения атома и квантовой X. Им предшествовали интенсивные исследования орг. в-в в 1-й пол. 19 в., приведшие к разделению X. наЗ части неорганическая химия, органическая химия [c.258]


Информация для участников олимпиады

Уважаемые участники олимпиады по химии!

Для достижения успешного результата вы должны знать:

  1. особенности строения атомов элементов;
  2. природу химической связи, ее характеристики и свойства, особенности поведения органических соединений с различными типами ковалентной связи (амидной, гликозидной, сложноэфирной и др. )
  3. классификацию неорганических и органических соединений; взаимосвязь между классами
  4. механизмы органических реакций;
  5. тривиальные названия широко используемых органических и неорганических соединений;
  6. области применения органических и неорганических соединений;
  7. влияние условий проведения реакций на природу продуктов;
  8. влияние одновременного изменения нескольких факторов на скорость химической реакции; знать количественные характеристики скорости реакции, динамического равновесия;
  9. понятие кислотности, основности и амфотерности согласно теориям Аррениуса и протолитической теории Бренстеда – Лоури; количественные характеристики этих свойств; водородный и гидроксильный показатели;
  10. физический смысл и количественные характеристики ОВР (в том числе электролиза) с участием органических и неорганических веществ;
  11. физические свойства органических и неорганических соединений; качественные реакции на органические и неорганические соединения, уметь провести мысленный эксперимент по описанию процессов;
  12. именные реакции, правила, реактивы (названные по фамилиям ученых, открывших или объяснивших реакции, например, реакция Мак-Мурри, правило Голлемана; предложивших использование реактива для анализа или в органическом синтезе, например, реактив Толленса, реактив Гриньяра).


Вы должны уметь:

  1. производить расчеты для решения задач;
  2. подбирать недостающие реагенты для записи уравнений реакций согласно логике протекания процессов;
  3. планировать цепочку органического синтеза, предполагающего несколько стадий.

Вы должны быть аккуратными и внимательными – проявить качества, необходимые врачу! – а именно: после формирования стратегии ответа не забыть про «мелочи»: коэффициенты в уравнениях, указание условий, побочные продукты и т.д.

Обратите внимание, что аналогичные по структуре вещества проявляют аналогичные свойства, например, амид бария реагирует аналогично известному амиду натрия; реакция «медного зеркала» аналогична реакции «серебряного зеркала» и т.д.

Примеры олимпиадных заданий

Обратите внимание, что олимпиадные задачи не являются типовыми! Решение задач требует творческого подхода и знания программы профильного уровня, а также интереса к химической науке.

Кафедра общей и биоорганической химии желает всем участникам успехов!

 

химия гетероциклических соединений (Факультет физико-математических и естественных наук, аспирантура, очная)

О профессии

Областью профессиональной деятельности аспиранта по направлению «Химические науки» являются образование и наука, здравоохранение, химическое и химико-технологическое производство. В рамках полученных компетенций и квалификации выпускники могут решать комплексные задачи в научно-исследовательской, организационно-управленческой и педагогической сферах деятельности, связанных с использованием химических явлений и процессов; участвовать в исследованиях химических процессов, происходящих в природе и проводимых в лабораторных условиях, выявлении общих закономерностей их протекания и возможности управления ими; проводить теоретическое и экспериментальное исследование; владеть методами синтеза основных классов органических соединений и азотсодержащих гетероциклических соединений; методами установления строения и стереохимии химических соединений; использовать информационно-поисковые системы в органической химии, технику экспериментальных исследований, а также смежных естественно-научных дисциплин. Выпускники аспирантуры могут заниматься организационно-управленческой, исследовательской, опытно-конструкторской и рядом других видов деятельности, в том числе педагогической.


Учебный процесс

Программа нацелена на формирование требуемых для успешной работы в современной научной среде навыков, а также универсальных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций, необходимых для осуществления различных видов профессиональной деятельности химика-исследователя: научно-исследовательской, научно-педагогической, производственно-технологической, организационно-управленческой, связанной с использованием химических явлений и процессов. Выпускающей кафедрой по данной программе является кафедра органической химии факультета физико-математических и естественных наук РУДН. Практические занятия и научные исследования проводятся в учебных и исследовательских лабораториях кафедры, оснащенных современным приборным и аналитическим оборудованием.
Преподаваемые дисциплины: «Иностранный язык», «История и философия науки», «Методология научных исследований», «Приоритетные направления химии», «Методика преподавания химии в высшей школе», «Химия гетероциклических соединений» и др.


Практика

Педагогическая и научно-исследовательская практики, научные исследования – реальные возможности для аспирантов попробовать себя в качестве преподавателей и химиков-исследователей. Предусмотренные учебным планом практики проводятся на базе научных лабораторий и центров Объединенного института химических исследований:
— научный центр «Кристаллохимия и структурный анализ»;
— научный центр «Кластер направленного синтеза природных соединений»;
— научный центр «Органического синтеза в условиях микроволновой активации».
Аспиранты активно участвуют в работах по научным грантам. Широко используется сотрудничество с ведущими вузами России в плане совместных научно-исследовательских проектов. Имеется возможность международного сотрудничества и обучения за рубежом. Кафедра органической химии активно сотрудничает с кафедрой фармацевтической химии Университета г. Бари (Италия), где изучается биологическая активность синтезированных соединений, а также с Институтом медицинской химии (г. Мадрид, Испания).


Карьера

Выпускники – химики-исследователи, которые работают в организациях и фирмах, связанных с производством, анализом и контролем качества и реализацией химической продукции, в научно-исследовательских институтах, в фармацевтических фирмах и предприятиях, а также в химико-технологических отделах заводов и фабрик, на химических предприятиях, где выпускаются удобрения, пластмассы, синтетические волокна, на предприятиях пищевой, парфюмерной, целлюлозно-бумажной промышленности, горно-обогатительных, металлургических комбинатах. Полученные знания могут найти применение в экологии, аграрном секторе, в области переработки и сертификации пищевых и лекарственных растений. Кроме того, химик-исследователь после окончания аспирантуры может заниматься преподавательской деятельностью в системе высшего образования.

2.5 Органические соединения, необходимые для жизнедеятельности человека – анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Идентификация органических молекул, необходимых для жизнедеятельности человека
  • Объясните химию, лежащую в основе сродства углерода к ковалентной связи в органических соединениях
  • Приведите примеры углеводов и определите основные функции углеводов в организме
  • Обсудите липиды, важные для жизнедеятельности человека
  • Описать структуру белков и обсудить их значение для жизнедеятельности человека
  • Определите строительные блоки нуклеиновых кислот и роли ДНК, РНК и АТФ в функционировании человека

Органические соединения обычно состоят из групп атомов углерода, ковалентно связанных с водородом, обычно с кислородом, а также часто с другими элементами. Созданные живыми существами, они встречаются по всему миру, в почвах и морях, в коммерческих продуктах и ​​в каждой клетке человеческого тела. Четыре типа наиболее важны для структуры и функции человека: углеводы, липиды, белки и нуклеотиды. Прежде чем исследовать эти соединения, вам нужно сначала понять химию углерода.

Химия углерода

Что делает органические соединения вездесущими, так это химический состав их углеродного ядра. Вспомните, что атомы углерода имеют четыре электрона в своей валентной оболочке и что правило октета диктует, что атомы имеют тенденцию реагировать таким образом, чтобы завершить свою валентную оболочку с восемью электронами.Атомы углерода не завершают свои валентные оболочки, отдавая или принимая четыре электрона. Вместо этого они легко делят электроны через ковалентные связи.

Обычно атомы углерода делятся с другими атомами углерода, часто образуя длинную углеродную цепь, называемую углеродным скелетом. Однако, когда они делятся, они не делят все свои электроны исключительно друг с другом. Скорее, атомы углерода имеют тенденцию делиться электронами с множеством других элементов, одним из которых всегда является водород. Углеродные и водородные группы называются углеводородами.Если вы изучите рисунки органических соединений в оставшейся части этой главы, вы увидите несколько с цепочками углеводородов в одной области соединения.

Возможно множество комбинаций для заполнения четырех «вакансий» углерода. Углерод может делиться электронами с кислородом, азотом или другими атомами в определенной области органического соединения. Более того, атомы, с которыми связаны атомы углерода, также могут быть частью функциональной группы. Функциональная группа представляет собой группу атомов, связанных прочными ковалентными связями и склонных функционировать в химических реакциях как единое целое.Вы можете думать о функциональных группах как о тесно связанных «кликах», члены которых вряд ли будут разделены. В физиологии человека важное значение имеют пять функциональных групп: гидроксильная, карбоксильная, амино, метильная и фосфатная группы (табл. 2.1).

Функциональная группа Структурный

Формула

Важность
Гидроксил —О—Н Гидроксильные группы полярны. Они являются компонентами всех четырех типов органических соединений, обсуждаемых в этой главе.Они участвуют в реакциях дегидратации и гидролиза.
Карбоксил О—С—ОН Карбоксильные группы встречаются в жирных кислотах, аминокислотах и ​​многих других кислотах.
Амино —N—H 2 Аминогруппы находятся в аминокислотах, строительных блоках белков.
Метил —C—H 3 Метильные группы находятся в аминокислотах.
Фосфат —П—О 4 2– Фосфатные группы находятся в составе фосфолипидов и нуклеотидов.
Таблица 2.1: Функциональные группы, важные для физиологии человека

Сродство углерода к ковалентной связи означает, что многие отдельные и относительно стабильные органические молекулы легко образуют более крупные и сложные молекулы. Любая крупная молекула обозначается как макромолекула (макро- = «большая»), и все органические соединения в этом разделе соответствуют этому описанию.Однако некоторые макромолекулы состоят из нескольких «копий» отдельных звеньев, называемых мономерами (моно- = «один»; -мер = «часть»). Подобно бусинкам в длинном ожерелье, эти мономеры соединяются ковалентными связями, образуя длинные полимеры (поли- = «много»). Среди органических соединений много примеров мономеров и полимеров.

Мономеры образуют полимеры, участвуя в дегидратационном синтезе (см. рис. 2.4.1). Как было отмечено ранее, в результате этой реакции выделяется молекула воды. Каждый мономер вносит свой вклад; один отдает атом водорода, а другой отдает гидроксильную группу.Полимеры расщепляются на мономеры путем гидролиза (-лиз = «разрыв»). Связи между их мономерами разрываются за счет отдачи молекулы воды, которая вносит атом водорода в один мономер и гидроксильную группу в другой.

Углеводы

Термин «углевод» означает «гидратированный углерод». Напомним, что корень гидро- указывает на воду. Углевод представляет собой молекулу, состоящую из углерода, водорода и кислорода; в большинстве углеводов водород и кислород находятся в тех же соотношениях два к одному, что и в воде.Фактически, химическая формула «обычной» молекулы углевода (CH 2 O) n .

Углеводы называются сахаридами, что означает «сахара». В организме важны три формы: моносахариды, дисахариды и полисахариды. Моносахариды – это мономеры углеводов. Дисахариды (ди- = «два») состоят из двух мономеров. Полисахариды представляют собой полимеры и могут состоять из сотен и тысяч мономеров.

Моносахариды

Моносахарид представляет собой мономер углеводов. В организме важны пять моносахаридов. Три из них представляют собой гексозные сахара, названные так потому, что каждый из них содержит шесть атомов углерода. Это глюкоза, фруктоза и галактоза, показанные на рис. 2.5.1 a . Остальные моносахариды представляют собой два пентозных сахара, каждый из которых содержит пять атомов углерода. Это рибоза и дезоксирибоза, показанные на рис. 2.5.1 б .

Рисунок 2.5.1 Пять важных моносахаридов

Дисахариды

Дисахарид представляет собой пару моносахаридов. Дисахариды образуются в результате дегидратационного синтеза, а связывающая их связь называется гликозидной связью (глико- = «сахар»). Три дисахарида (показаны на рис. 2.5.2) важны для человека. Это сахароза, обычно называемая столовым сахаром, лактоза или молочный сахар, и мальтоза, или солодовый сахар.Как вы можете понять из их общих названий, вы потребляете их в своем рационе, однако ваше тело не может использовать их напрямую. Вместо этого в пищеварительном тракте они расщепляются на составляющие их моносахариды путем гидролиза.

Рисунок 2.5.2 – Три важных дисахарида: Все три важных дисахарида образуются в результате дегидратационного синтеза.

Внешний веб-сайт

Посмотрите это видео, чтобы наблюдать за образованием дисахарида. Что происходит, когда вода сталкивается с гликозидной связью?

Полисахариды

Полисахариды могут содержать от нескольких до тысячи и более моносахаридов.Для организма важны три (рис. 2.5.3):

  • Крахмалы представляют собой полимеры глюкозы. Они встречаются в виде длинных цепей, называемых амилозой, или разветвленных цепей, называемых амилопектином, которые содержатся в растительной пище и относительно легко усваиваются.
  • Гликоген также является полимером глюкозы, но он хранится в тканях животных, особенно в мышцах и печени. Он не считается диетическим углеводом, потому что после убоя в тканях животных остается очень мало гликогена, однако человеческий организм запасает избыток глюкозы в виде гликогена, опять же, в мышцах и печени.
  • Целлюлоза, полисахарид, который является основным компонентом клеточной стенки зеленых растений, является компонентом пищи для растений, называемой «клетчаткой». У людей целлюлоза/клетчатка не перевариваются, однако пищевые волокна имеют много преимуществ для здоровья. Он помогает вам чувствовать себя сытым, поэтому вы едите меньше, способствует здоровому пищеварительному тракту, а считается, что диета с высоким содержанием клетчатки снижает риск сердечных заболеваний и, возможно, некоторых форм рака.
Рисунок 2.5.3 Три важных полисахарида: Три важных полисахарида – это крахмалы, гликоген и клетчатка.

Функции углеводов

Организм получает углеводы из растительной пищи. Зерновые, фрукты, бобовые и другие овощи обеспечивают большую часть углеводов в рационе человека, хотя лактоза содержится в молочных продуктах.

Хотя большинство клеток организма могут расщеплять другие органические соединения в качестве топлива, все клетки организма могут использовать глюкозу. Более того, нервные клетки (нейроны) в головном, спинном мозге и через периферическую нервную систему, а также эритроциты могут использовать только глюкозу в качестве топлива. При расщеплении глюкозы для получения энергии образуются молекулы аденозинтрифосфата, более известного как АТФ. Аденозинтрифосфат (АТФ) состоит из сахара рибозы, аденинового основания и трех фосфатных групп. АТФ высвобождает свободную энергию, когда его фосфатные связи разрываются, и, таким образом, снабжает клетку готовой энергией. В присутствии кислорода (O2) вырабатывается больше АТФ, чем в путях, не использующих кислород. Суммарную реакцию превращения энергии глюкозы в энергию, запасенную в АТФ, можно записать:

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 CO 2 + 6 H 2 O + АТФ

Помимо того, что углеводы являются важным источником топлива, они присутствуют в очень малых количествах в структуре клеток.Например, некоторые молекулы углеводов связываются с белками с образованием гликопротеинов, а другие соединяются с липидами с образованием гликолипидов, которые находятся в мембране, покрывающей содержимое клеток тела.

Липиды

Липид относится к очень разнообразной группе соединений, состоящих в основном из углеводородов. Несколько атомов кислорода, которые они содержат, часто находятся на периферии молекулы. Их неполярные углеводороды делают все липиды гидрофобными.В воде липиды не образуют настоящего раствора, но они могут образовывать эмульсию, что является термином для смеси растворов, которые плохо смешиваются.

Триглицериды

Триглицерид A является одной из наиболее распространенных групп диетических липидов и наиболее часто встречается в тканях организма. Это соединение, которое обычно называют жиром, образуется в результате синтеза двух типов молекул (рис. 2.5.4):

  • Глицериновая цепь в ядре триглицеридов, состоящая из трех атомов углерода.
  • Три жирные кислоты, длинные цепочки углеводородов с карбоксильной группой и метильной группой на противоположных концах, отходящие от каждого из атомов углерода глицерина.
Рисунок 2.5.4 – Триглицериды: Триглицериды состоят из глицерина, присоединенного к трем жирным кислотам посредством синтеза дегидратации. Обратите внимание, что глицерин отдает атом водорода, а каждая карбоксильная группа жирных кислот отдает гидроксильную группу.

Триглицериды образуются в результате синтеза дегидратации. Глицерин отдает атомы водорода от своих гидроксильных групп при каждой связи, а карбоксильная группа в каждой цепи жирной кислоты отдает гидроксильную группу.При этом высвобождается в общей сложности три молекулы воды.

Цепочки жирных кислот, которые не имеют двойных углеродных связей по всей своей длине и поэтому содержат максимальное количество атомов водорода, называются насыщенными жирными кислотами. Эти прямые, жесткие цепи плотно упакованы и являются твердыми или полутвердыми при комнатной температуре (рис. 2.5.5 a ). Примерами являются масло и сало, а также жир, содержащийся в стейке или в вашем собственном теле. Напротив, жирные кислоты с одной двойной углеродной связью перегибаются по этой связи (рис. 2.5.5 б ). Таким образом, эти мононенасыщенные жирные кислоты не могут плотно упаковываться друг в друга и являются жидкими при комнатной температуре. Полиненасыщенные жирные кислоты содержат две или более двойных углеродных связей, а также являются жидкими при комнатной температуре. Растительные масла, такие как оливковое масло, обычно содержат как моно-, так и полиненасыщенные жирные кислоты.

Рисунок 2.5.5 – Формы жирных кислот: Уровень насыщения жирной кислоты влияет на ее форму. а) Цепи насыщенных жирных кислот прямые. (b) Цепи ненасыщенных жирных кислот перекручены.

В то время как диета с высоким содержанием насыщенных жирных кислот увеличивает риск сердечных заболеваний, считается, что диета с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот снижает риск. Это особенно верно для ненасыщенных жирных кислот омега-3, содержащихся в холодноводной рыбе, такой как лосось. Эти жирные кислоты имеют свою первую двойную углеродную связь на третьем углеводороде от метильной группы (называемом омега-концом молекулы).

Наконец, транс- жирные кислоты, содержащиеся в некоторых обработанных пищевых продуктах, в том числе в некоторых маргаринах для батончиков и палочек, считаются еще более вредными для сердца и кровеносных сосудов, чем насыщенные жирные кислоты. Транс-жиры создаются из ненасыщенных жирных кислот (таких как кукурузное масло) при химической обработке для получения частично гидрогенизированных жиров.

Как группа, триглицериды являются основным источником топлива для организма. Когда вы отдыхаете или спите, большая часть энергии, используемой для поддержания вашей жизни, поступает из триглицеридов, хранящихся в ваших жировых (жировых) тканях. Триглицериды также питают длительную, медленную физическую активность, такую ​​как работа в саду или пеший туризм, и обеспечивают скромный процент энергии для активной физической активности. Пищевые жиры также способствуют абсорбции и транспортировке неполярных жирорастворимых витаминов A, D, E и K. Кроме того, накопленный жир защищает и смягчает кости тела и внутренние органы, а также действует как изоляция для сохранения тепла тела.

Жирные кислоты также входят в состав гликолипидов, представляющих собой сахаро-жировые соединения, содержащиеся в клеточной мембране. Липопротеины представляют собой соединения, в которых гидрофобные триглицериды упакованы в белковые оболочки для транспорта в жидкостях организма.

Фосфолипиды

Как следует из названия, фосфолипид представляет собой связь между глицериновым компонентом липида и молекулой фосфора.По своей структуре фосфолипиды сходны с триглицеридами. Однако вместо трех жирных кислот фосфолипид образуется из диглицерида, глицерина всего с двумя цепями жирных кислот (рис. 2.5.6). Третий сайт связывания на глицерине занят фосфатной группой, которая, в свою очередь, присоединена к полярной «головке» молекулы. Напомним, что триглицериды неполярны и гидрофобны. Это по-прежнему справедливо для жирнокислотной части фосфолипидного соединения. Однако головка фосфолипида содержит заряды на фосфатных группах, а также на атоме азота.Эти заряды делают фосфолипидную головку гидрофильной. Поэтому говорят, что фосфолипиды имеют гидрофобные хвосты, содержащие нейтральные жирные кислоты, гидрофильные головки, заряженные фосфатные группы и атом азота.

Рисунок 2.5.6 – Другие важные липиды: (a) Фосфолипиды состоят из двух жирных кислот, глицерина и фосфатной группы. (b) Стерины представляют собой кольцевидные липиды. Здесь показан холестерин. в) Простагландины образуются из ненасыщенных жирных кислот. Простагландин E2 (PGE2) включает гидроксильную и карбоксильную группы.

Стероиды

Стероидное соединение (называемое стеролом) имеет в своей основе набор из четырех углеводородных колец, связанных с множеством других атомов и молекул (см. рис. 2.5.6 b ). Хотя и растения, и животные синтезируют стеролы, наиболее важный вклад в структуру и функции человека вносит холестерин, который синтезируется печенью человека и животных, а также присутствует в большинстве продуктов животного происхождения. Как и другие липиды, углеводороды холестерина делают его гидрофобным, однако он имеет полярную гидроксильную головку, которая является гидрофильной.Холестерин является важным компонентом желчных кислот и соединений, которые помогают эмульгировать пищевые жиры. На самом деле корень слова холе- относится к желчи. Холестерин также является строительным блоком многих гормонов, сигнальных молекул, которые организм высвобождает для регуляции процессов в отдаленных участках. Наконец, подобно фосфолипидам, молекулы холестерина находятся в клеточной мембране, где их гидрофобные и гидрофильные участки помогают регулировать поступление веществ в клетку и из нее.

Простагландины

Подобно гормону, простагландин является одной из группы сигнальных молекул, но простагландины образуются из ненасыщенных жирных кислот (см. рис. 2.5.6 с ). Одна из причин полезности омега-3 жирных кислот, содержащихся в рыбе, заключается в том, что они стимулируют выработку определенных простагландинов, которые помогают регулировать аспекты артериального давления и воспаления и тем самым снижают риск сердечных заболеваний. Простагландины также повышают чувствительность нервов к боли. Один класс болеутоляющих препаратов, называемый нестероидными противовоспалительными препаратами (НПВП), работает за счет уменьшения действия простагландинов.

Белки

Белки можно ассоциировать с мышечной тканью, но на самом деле белки являются важнейшими компонентами всех тканей и органов.Белок представляет собой органическую молекулу, состоящую из аминокислот, связанных пептидными связями. Белки включают кератин в эпидермисе кожи, который защищает нижележащие ткани, и коллаген, обнаруженный в дерме кожи, костях и мозговых оболочках, покрывающих головной и спинной мозг. Белки также являются компонентами многих функциональных химических веществ организма, включая пищеварительные ферменты в пищеварительном тракте, антитела, нейротрансмиттеры, которые нейроны используют для связи с другими клетками, и гормоны на основе пептидов, которые регулируют определенные функции организма (например, гормон роста). ).В то время как углеводы и липиды состоят из углеводородов и кислорода, все белки также содержат азот (N), а многие содержат серу (S) в дополнение к углероду, водороду и кислороду.

Микроструктура белков

Белки представляют собой полимеры, состоящие из азотсодержащих мономеров, называемых аминокислотами. Аминокислота представляет собой молекулу, состоящую из аминогруппы и карбоксильной группы вместе с вариабельной боковой цепью. Всего 20 различных аминокислот участвуют почти во всех тысячах различных белков, важных для структуры и функций человека.Белки тела содержат уникальную комбинацию от нескольких десятков до нескольких сотен из этих 20 мономеров аминокислот. Все 20 из этих аминокислот имеют сходную структуру (рис. 2.5.7). Все они состоят из центрального атома углерода, к которому присоединены:

  • атом водорода
  • щелочная (основная) аминогруппа Nh3 (см. табл. 2.1)
  • кислая карбоксильная группа СООН (см. Таблицу 2.1)
  • переменная группа
Рисунок 2.5.7 Структура аминокислоты

Обратите внимание, что все аминокислоты содержат как кислоту (карбоксильная группа), так и основание (аминогруппа) (амин = «азотсодержащий»).По этой причине они являются отличными буферами, помогая организму регулировать кислотно-щелочной баланс. Что отличает 20 аминокислот друг от друга, так это их вариабельная группа, которая называется боковой цепью или R-группой. Эта группа может различаться по размеру и может быть полярной или неполярной, что придает каждой аминокислоте свои уникальные характеристики. Например, боковые цепи двух аминокислот — цистеина и метионина — содержат серу. Сера не так легко участвует в водородных связях, в отличие от всех других аминокислот.Это изменение влияет на способ сборки белков, содержащих цистеин и метионин.

Аминокислоты соединяются путем дегидратационного синтеза с образованием белковых полимеров (рис. 2.5.8). Уникальная связь, связывающая аминокислоты вместе, называется пептидной связью. Пептидная связь представляет собой ковалентную связь между двумя аминокислотами, которая образуется в результате синтеза дегидратации. Пептид, по сути, представляет собой очень короткую цепь аминокислот. Цепи, содержащие менее 100 аминокислот, обычно называют полипептидами, а не белками.

Рисунок 2.5.8 – Структура аминокислоты: Различные аминокислоты соединяются вместе, образуя пептиды, полипептиды или белки путем дегидратационного синтеза. Связи между аминокислотами представляют собой пептидные связи.

Организм способен синтезировать большинство аминокислот из компонентов других молекул, однако девять не могут быть синтезированы и должны потребляться с пищей. Они известны как незаменимые аминокислоты.

Свободные аминокислоты, доступные для построения белка, как говорят, находятся в пуле аминокислот внутри клеток.Структуры внутри клеток используют эти аминокислоты при сборке белков. Однако, если конкретная незаменимая аминокислота недоступна в достаточных количествах в аминокислотном пуле, синтез белков, содержащих ее, может замедлиться или даже прекратиться.

Форма белков

Точно так же, как вилкой нельзя есть суп, а ложкой нельзя протыкать мясо, форма белка важна для его функционирования. Форма белка в основном определяется последовательностью аминокислот, из которых он состоит (рис. 2.5.9 и ). Последовательность называется первичной структурой белка.

Рисунок 2.5.9 – Форма белков: (а) Первичная структура представляет собой последовательность аминокислот, составляющих полипептидную цепь. (b) Вторичная структура, которая может принимать форму альфа-спирали или бета-складчатого листа, поддерживается водородными связями между аминокислотами в разных областях исходной полипептидной цепи. (в) Третичная структура возникает в результате дальнейшего складывания и склеивания вторичной структуры.г) четвертичная структура возникает в результате взаимодействия двух или более третичных субъединиц. Показанный здесь пример — гемоглобин, белок в красных кровяных тельцах, который транспортирует кислород к тканям организма.

Хотя некоторые полипептиды существуют в виде линейных цепей, большинство из них скручены или свернуты в более сложные вторичные структуры, которые образуются, когда происходит связывание между аминокислотами с разными свойствами в разных областях полипептида. Наиболее распространенной вторичной структурой является спираль, называемая альфа-спиралью.Если бы вы взяли отрезок веревки и просто скрутили ее в спираль, она бы не держала форму. Точно так же цепочка аминокислот не могла бы поддерживать стабильную форму спирали без помощи водородных связей, которые создают мосты между различными областями одной и той же цепи (см. рис. 2.5.9 b ). Реже полипептидная цепь может образовывать бета-складчатый лист, в котором водородные связи образуют мостики между различными областями одного полипептида, который загибается сам на себя, или между двумя или более соседними полипептидными цепями.

Вторичная структура белков далее складывается в компактную трехмерную форму, называемую третичной структурой белка (см. рис. 2.5.9 c ). В этой конфигурации аминокислоты, которые были очень далеки в первичной цепи, могут быть сближены посредством водородных связей или, в белках, содержащих цистеин, через дисульфидные связи. Дисульфидная связь представляет собой ковалентную связь между атомами серы в полипептиде. Часто два или более отдельных полипептида связываются с образованием еще более крупного белка с четвертичной структурой (см.5.9 д ). Полипептидные субъединицы, образующие четвертичную структуру, могут быть одинаковыми или разными. Например, гемоглобин, белок, содержащийся в красных кровяных тельцах, состоит из четырех третичных полипептидов, два из которых называются альфа-цепями, а два — бета-цепями.

При воздействии экстремального тепла, кислот, щелочей и некоторых других веществ белки денатурируют. Денатурация — это изменение структуры молекулы физическими или химическими средствами.Денатурированные белки теряют свою функциональную форму и больше не могут выполнять свою работу. Повседневным примером денатурации белка является свертывание молока при добавлении кислого лимонного сока.

Вклад формы белка в его функцию трудно переоценить. Например, длинная тонкая форма белковых нитей, из которых состоит мышечная ткань, необходима для их способности сокращаться (сокращаться) и расслабляться (удлиняться). В качестве другого примера, кости содержат длинные нити белка, называемого коллагеном, который действует как каркас, на котором откладываются костные минералы.Эти удлиненные белки, называемые волокнистыми белками, прочны, долговечны и обычно гидрофобны.

Напротив, глобулярные белки представляют собой шары или сферы, которые склонны к высокой реакционной способности и являются гидрофильными. Примером могут служить белки гемоглобина, упакованные в эритроциты (см. рис. 2.59). Примерами этого являются ферменты, введенные ранее в качестве белковых катализаторов.В следующем разделе более подробно рассматривается действие ферментов.

Белки функционируют как ферменты

Если вы пытаетесь напечатать статью и каждый раз, когда вы нажимаете клавишу на своем ноутбуке, возникает задержка в шесть или семь минут, прежде чем вы получаете ответ, вы, вероятно, получите новый ноутбук. Точно так же без ферментов, катализирующих химические реакции, человеческое тело было бы нефункциональным. Он функционирует только потому, что функционируют ферменты.

Ферментативные реакции — химические реакции, катализируемые ферментами, — начинаются, когда субстраты связываются с ферментом.Субстрат является реагентом в ферментативной реакции. Это происходит в областях фермента, известных как активные центры (рис. 2.5.10). Любой данный фермент катализирует только один тип химической реакции. Эта характеристика, называемая специфичностью, связана с тем, что субстрат с определенной формой и электрическим зарядом может связываться только с активным центром, соответствующим этому субстрату.

Рисунок 2.5.10 – Этапы ферментативной реакции: (a) Субстраты приближаются к активным центрам фермента.(b) Субстраты связываются с активными центрами, образуя фермент-субстратный комплекс. (c) Изменения внутри фермент-субстратного комплекса облегчают взаимодействие субстратов. (d) Продукты высвобождаются, и фермент возвращается к своей исходной форме, готовый способствовать другой ферментативной реакции.

При связывании субстрата образуется фермент-субстратный комплекс. Вероятно, ферменты ускоряют химические реакции отчасти потому, что комплекс фермент-субстрат претерпевает ряд временных и обратимых изменений, заставляющих субстраты ориентироваться друг к другу в оптимальном положении для облегчения их взаимодействия.Это способствует увеличению скорости реакции. Затем фермент высвобождает продукт(ы) и принимает свою первоначальную форму. Затем фермент может снова участвовать в процессе, и будет делать это до тех пор, пока остается субстрат.

Прочие функции белков

В рекламе протеиновых батончиков, порошков и коктейлей говорится, что белок важен для построения, восстановления и поддержания мышечной ткани, но правда в том, что белки участвуют во всех тканях организма, от кожи до клеток мозга.Кроме того, некоторые белки действуют как гормоны и химические мессенджеры, которые помогают регулировать функции организма. Например, гормон роста, помимо прочего, важен для роста скелета.

Как было отмечено ранее, основные и кислотные компоненты позволяют белкам функционировать как буферы в поддержании кислотно-щелочного баланса, но они также помогают регулировать водно-электролитный баланс. Белки притягивают жидкость, а здоровая концентрация белков в крови, клетках и промежутках между клетками помогает обеспечить баланс жидкости в этих различных «отсеках».Более того, белки в клеточной мембране помогают транспортировать электролиты в клетку и из нее, поддерживая здоровый баланс этих ионов. Как и липиды, белки могут связываться с углеводами. Таким образом, они могут продуцировать гликопротеины или протеогликаны, которые выполняют множество функций в организме.

Организм может использовать белки для получения энергии, когда потребление углеводов и жиров является недостаточным, а запасы гликогена и жировой ткани истощаются. Однако, поскольку нет места хранения белка, кроме функциональных тканей, использование белка для получения энергии вызывает разрушение тканей и приводит к истощению организма.

Нуклеотиды

Четвертый тип органических соединений, важных для строения и функций человека, — это нуклеотиды (рис. 2.5.11). Нуклеотид относится к классу органических соединений, состоящих из трех субъединиц:

  • одна или несколько фосфатных групп
  • пентозный сахар: либо дезоксирибоза, либо рибоза
  • азотсодержащее основание: аденин, цитозин, гуанин, тимин или урацил

Нуклеотиды могут быть собраны в нуклеиновые кислоты (ДНК или РНК) или в энергетическое соединение аденозинтрифосфат.

Рисунок 2.5.11 – Нуклеотиды: (a) Строительными блоками всех нуклеотидов являются одна или несколько фосфатных групп, пентозный сахар и азотсодержащее основание. (б) Азотсодержащие основания нуклеотидов. (c) Два пентозных сахара ДНК и РНК.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты различаются по типу пентозного сахара. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — нуклеотид, хранящий генетическую информацию. ДНК содержит дезоксирибозу (называется так потому, что в ней на один атом кислорода меньше, чем в рибозе) плюс одна фосфатная группа и одно азотсодержащее основание.«Выбор» основания для ДНК — это аденин, цитозин, гуанин и тимин. Рибонуклеиновая кислота (РНК) — это нуклеотид, содержащий рибозу, который помогает проявить генетический код в виде белка. РНК содержит рибозу, одну фосфатную группу и одно азотсодержащее основание, но «выбор» основания для РНК — это аденин, цитозин, гуанин и урацил.

Азотсодержащие основания аденин и гуанин относятся к пуринам. Пурин представляет собой азотсодержащую молекулу с двойной кольцевой структурой, в которой размещается несколько атомов азота.Основания цитозин, тимин (встречается только в ДНК) и урацил (встречается только в РНК) являются пирамидинами. Пирамида представляет собой азотсодержащее основание с одинарной кольцевой структурой

.

Связи, образующиеся в результате дегидратационного синтеза между пентозным сахаром одного мономера нуклеиновой кислоты и фосфатной группой другого, образуют «остов», из которого выступают азотсодержащие основания компонентов. В ДНК два таких остова соединяются выступающими основаниями посредством водородных связей. Они закручиваются, образуя форму, известную как двойная спираль (рис. 2.5.12). Последовательность азотсодержащих оснований в цепи ДНК образует гены, которые действуют как молекулярный код, инструктирующий клетки по сборке аминокислот в белки. ДНК человека содержит почти 22 000 генов, запертых в 46 хромосомах внутри ядра каждой клетки (за исключением эритроцитов, которые теряют свои ядра в процессе развития). Эти гены несут генетический код для построения тела и уникальны для каждого человека, кроме однояйцевых близнецов.

Рисунок 2.5.12 – ДНК: В двойной спирали ДНК две нити соединяются посредством водородных связей между основаниями составляющих нуклеотидов.

РНК, напротив, состоит из одной цепи сахарофосфатного остова, усеянного основаниями. Информационная РНК (мРНК) создается во время синтеза белка для переноса генетических инструкций от ДНК к растениям-производителям клеточных белков в цитоплазме и рибосомах.

Аденозинтрифосфат

Нуклеотид аденозинтрифосфата (АТФ) состоит из сахара рибозы, аденинового основания и трех фосфатных групп (рис. 2.5.13). АТФ классифицируется как высокоэнергетическое соединение, потому что две ковалентные связи, связывающие его три фосфата, хранят значительное количество потенциальной энергии. В организме энергия, высвобождаемая этими высокоэнергетическими связями, помогает питать деятельность организма, от сокращения мышц до транспорта веществ в клетки и из них и анаболических химических реакций.

Рисунок 2.5.13 Структура аденозинтрифосфата (АТФ)

Когда фосфатная группа отщепляется от АТФ, образуются аденозиндифосфат (АДФ) и неорганический фосфат (P i ).Эту реакцию гидролиза можно записать:

АТФ + Н 2 О → АДФ + Р i + энергия

Удаление второго фосфата оставляет аденозинмонофосфат (АМФ) и две фосфатные группы. Опять же, эти реакции также высвобождают энергию, которая была запасена в фосфатно-фосфатных связях. Они также обратимы, например, фосфорилирование АДФ. Фосфорилирование — это присоединение фосфатной группы к органическому соединению, в данном случае приводящее к образованию АТФ.В таких случаях тот же уровень энергии, который был высвобожден во время гидролиза, должен быть реинвестирован для обеспечения синтеза дегидратации.

Клетки также могут переносить фосфатную группу с АТФ на другое органическое соединение. Например, когда глюкоза впервые попадает в клетку, фосфатная группа переносится от АТФ, образуя глюкозофосфат (C 6 H 12 O 6 —P) и АДФ. Как только глюкоза фосфорилируется таким образом, она может храниться в виде гликогена или метаболизироваться для получения немедленной энергии.

Обзор главы

Органические соединения, необходимые для жизнедеятельности человека, включают углеводы, липиды, белки и нуклеотиды. Эти соединения называются органическими, потому что они содержат как углерод, так и водород. Атомы углерода в органических соединениях легко делят электроны с водородом и другими атомами, обычно кислородом, а иногда и азотом. Атомы углерода также могут быть связаны с одной или несколькими функциональными группами, такими как карбоксилы, гидроксилы, аминогруппы или фосфаты. Мономеры представляют собой единичные единицы органических соединений.Они связываются путем синтеза дегидратации с образованием полимеров, которые, в свою очередь, могут быть разрушены гидролизом.

Соединения углеводов обеспечивают необходимое топливо для организма. Их структурные формы включают моносахариды, такие как глюкоза, дисахариды, такие как лактоза, и полисахариды, включая крахмалы (полимеры глюкозы), гликоген (форма хранения глюкозы) и клетчатку. Все клетки организма могут использовать глюкозу в качестве топлива. В результате окислительно-восстановительной реакции он превращается в АТФ.

Липиды представляют собой гидрофобные соединения, которые обеспечивают организм энергией и являются важными компонентами многих биологических соединений. Триглицериды являются наиболее распространенными липидами в организме и состоят из глицеринового остова, присоединенного к трем цепям жирных кислот. Фосфолипиды представляют собой соединения, состоящие из диглицеридов с фосфатной группой, присоединенной к голове молекулы. В результате получается молекула с полярными и неполярными областями. Стероиды представляют собой липиды, состоящие из четырех углеводородных колец. Наиболее важным является холестерин. Простагландины представляют собой сигнальные молекулы, полученные из ненасыщенных жирных кислот.

Белки являются важнейшими компонентами всех тканей организма.Они состоят из мономеров, называемых аминокислотами, которые содержат азот, соединенные пептидными связями. Форма белка имеет решающее значение для его функции. Большинство белков организма имеют глобулярную форму. Например, ферменты, катализирующие химические реакции.

Нуклеотиды представляют собой соединения, состоящие из трех строительных блоков: одной или нескольких фосфатных групп, пентозного сахара и азотсодержащего основания. ДНК и РНК представляют собой нуклеиновые кислоты, участвующие в синтезе белка. АТФ является основной молекулой переноса энергии в организме.Удаление или добавление фосфатов высвобождает или вкладывает энергию.

Вопросы по интерактивной ссылке

Посмотрите это видео, чтобы наблюдать за образованием дисахарида. Что происходит, когда вода сталкивается с гликозидной связью?

Вода гидролизует или разрывает гликозидную связь, образуя два моносахарида.

Контрольные вопросы

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы для критического мышления

Если дисахарид мальтоза образован из двух моносахаридов глюкозы, которые представляют собой гексозные сахара, сколько атомов углерода, водорода и кислорода содержит мальтоза и почему?

Мальтоза содержит 12 атомов углерода, но только 22 атома водорода и 11 атомов кислорода, поскольку молекула воды удаляется при ее образовании путем дегидратационного синтеза.

 

Почему после переваривания и всасывания пищевых жиров они не могут попасть прямо в кровоток?

Все липиды гидрофобны и не могут растворяться в водной среде крови. Они упакованы в липопротеины, внешняя белковая оболочка которых позволяет им транспортировать жиры по кровотоку.

Что такое простые органические соединения в химии? — Типы, группы и примеры — Видео и стенограмма урока

Типы и группы

Давайте обсудим более простые типы органических соединений.Простые органические соединения обычно являются химическими побочными продуктами жизни. Многие из этих простых органических соединений сильно реагируют с кислородом, вызывая их быстрое сгорание при высокой температуре. Большинство из них даже горючие.

Вы знаете об этих органических соединениях больше, чем думаете. Каждый раз, когда вы пропускаете газ, особенно очень вонючий, вы выделяете метан, который является простым органическим соединением. Каждый раз, когда вы заправляете машину бензином, вы заполняете бак высокоочищенными отходами организмов, которые жили и умирали сотни миллионов лет назад. Бензин представляет собой смесь различных органических молекул. Молекулы метана и бензина содержат только водород и углерод. Органические соединения, содержащие только водород и углерод, называются углеводородами .

Существует множество различных групп углеводородов. Три основные группы углеводородов основаны на том, имеет ли углерод соединения одинарные, двойные или тройные связи. Названия углеводородных групп похожи, и их легко спутать. Возможно, вам будет полезно создать карточки с названием группы на одной стороне и основными сведениями о группе на другой.Изучайте их часто.

Алканы, алкены и алкины

Наша первая группа углеводородов, алканов , имеет одинарные ковалентные связи между атомами углерода. Ковалентные связи — это связи, в которых электроны являются общими для связывающих атомов. Атомы водорода также связаны с атомами углерода, поэтому общая молекулярная формула алканов имеет вид C n h3 n +2, где n представляет собой число атомов углерода. Простейшим алканом и, по сути, простейшим органическим соединением является метан. Метан содержит один атом углерода, поэтому число атомов водорода должно быть (2 x 1 + 2 = 4). Итак, химическая формула метана – Ch5.

Наша вторая группа углеводородов, алкенов , представляет собой углеводороды с атомами углерода, соединенными по крайней мере одной двойной углеродной связью. Общая формула алкенов C n h3 n. Этилен , простейший алкен, C2h5. Спелые фрукты выделяют этилен, который ускоряет созревание других фруктов поблизости.Вот почему некоторые пищевые компании используют этилен для искусственного созревания фруктов. Этилен — ваш хороший друг и в других отношениях. Вы можете использовать свой автомобиль в морозный зимний день благодаря этилену, из которого состоит этиленгликоль, основной компонент антифриза.

Наша третья группа углеводородов, алкинов , представляет собой углеводороды с атомами углерода, соединенными по крайней мере одной тройной углеродной связью. Общая формула C n h3 n -2. Ацетилен , также называемый этин , является простейшим алкином с формулой C2h3.Оксиацетилен, вероятно, участвовал в сборке автомобиля, которым вы управляете, или оборудования для детских площадок, на котором играют ваши дети, поскольку он обычно используется в сварочных горелках. Теперь, когда мы разобрались с простыми органическими соединениями, вы сможете получить представление о гораздо более сложных органических соединениях. Их важность в вашей жизни станет очевидной очень быстро.

Резюме урока

Мы узнали, что за средним значением органических соединений стоит очень многое, то есть любые молекулы, состоящие из углерода.Органические соединения являются основой земного углеродного цикла. Следующее, что мы узнали, это органические соединения, которые содержат только водород и углерод, называются углеводородами . Углеводороды группируются по количеству ковалентных связей между атомами углерода. Ковалентные связи — это связи, в которых электроны являются общими для связывающих атомов. Первая группа — это алканов , которые представляют собой углеводороды только с одинарными ковалентными связями между атомами углерода. Общая молекулярная формула алканов: C n h3 n +2.Примером может служить простейший алкан с формулой Ch5, который представляет собой 90 516 метан 90 517. Следующая группа — это алкенов , которые представляют собой углеводороды с атомами углерода, соединенными по меньшей мере одной двойной углеродной связью. Общая формула алкенов C n h3 n. Этилен — простейший алкен с формулой C2h5. Последней группой являются алкинов , которые представляют собой углеводороды с атомами углерода, соединенными по крайней мере одной углеродной тройной связью. Общая формула C n h3 n -2. Ацетилен , также называемый этин , является простейшим алкином с формулой C2h3.

Быстрый обзор

  • Одним из примеров органического соединения является углеводород, который образуется из водорода и углерода.
  • Простые органические соединения сильно реагируют с кислородом.
  • Существует три типа углеводородов: алканы, алкены и алкины.

Результаты обучения

Вы можете ожидать, что закончите этот урок по простым органическим соединениям со способностью:

  • Понимать определение и важность органического соединения
  • Анализ групп и типов органических соединений
  • Обсудите процесс образования углеводородов и опишите три типа

Страница не найдена | Расширение Калифорнийского университета в Беркли

В этом заявлении объясняется, как мы используем файлы cookie на нашем веб-сайте.Для получения информации о том, какие типы личной информации будут собираться, когда вы посещаете веб-сайт, и как эта информация будет использоваться, ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности.

Как мы используем файлы cookie

Все наши веб-страницы используют файлы cookie. Файл cookie — это небольшой файл из букв и цифр, который мы размещаем на вашем компьютере или мобильном устройстве, если вы согласны. Эти файлы cookie позволяют нам отличать вас от других пользователей нашего веб-сайта, что помогает нам обеспечить вам удобство при просмотре нашего веб-сайта и позволяет нам улучшать наш веб-сайт.

Типы файлов cookie, которые мы используем

Мы используем следующие типы файлов cookie:

  • Строго необходимые файлы cookie — они необходимы для того, чтобы вы могли перемещаться по веб-сайтам и использовать их функции. Без этих файлов cookie запрашиваемые вами услуги, такие как вход в вашу учетную запись, не могут быть предоставлены.
  • Производительные файлы cookie — эти файлы cookie собирают информацию о том, как посетители используют веб-сайт, например, какие страницы посетители посещают чаще всего.Мы используем эту информацию для улучшения наших веб-сайтов и помощи в расследовании проблем, поднятых посетителями. Эти файлы cookie не собирают информацию, которая идентифицирует посетителя.
  • Функциональные файлы cookie — эти файлы cookie позволяют веб-сайту запоминать сделанный вами выбор и предоставлять больше персональных функций. Например, функциональный файл cookie можно использовать для запоминания товаров, которые вы положили в корзину. Информация, которую собирают эти файлы cookie, может быть анонимной, и они не могут отслеживать ваши действия в Интернете на других веб-сайтах.

Большинство веб-браузеров позволяют контролировать большинство файлов cookie через настройки браузера. Чтобы узнать больше о файлах cookie, в том числе о том, как узнать, какие файлы cookie были установлены, а также как управлять ими и удалять их, посетите https://www.allaboutcookies.org/.

Конкретные файлы cookie, которые мы используем

В приведенном ниже списке указаны файлы cookie, которые мы используем, и поясняются цели, для которых они используются. Мы можем время от времени обновлять информацию, содержащуюся в этом разделе.

  • JSESSIONID: этот файл cookie используется сервером приложений для идентификации уникального сеанса пользователя.
  • registrarToken: этот файл cookie используется для запоминания товаров, которые вы добавили в корзину
  • . Языковой стандарт
  • : этот файл cookie используется для запоминания ваших региональных и языковых настроек.
  • cookieconsent_status: этот файл cookie используется для запоминания того, отклонили ли вы уже уведомление о согласии на использование файлов cookie.
  • _ga_UA-########: Эти файлы cookie используются для сбора информации о том, как посетители используют наш сайт. Мы используем эту информацию для составления отчетов и помощи в улучшении веб-сайта.Файлы cookie собирают информацию в анонимной форме, включая количество посетителей веб-сайта, откуда посетители пришли на сайт и страницы, которые они посетили. Эта анонимная информация о посетителях и просмотрах хранится в Google Analytics.

Изменения в нашем Положении о файлах cookie

Любые изменения, которые мы можем внести в нашу Политику использования файлов cookie в будущем, будут опубликованы на этой странице.

Курсы | Химия | ПЛУ

ХИМ 101 : Введение в химию

Введение в основные химические принципы, реакции и математические навыки, относящиеся к химии. Специально разработан для студентов с ограниченным предыдущим химическим опытом или для тех, кто хочет ознакомиться с этими темами перед тем, как сдавать CHEM 105/115. (1)

ХИМ 103 : Пищевая химия — NS, SM

Базовая химия и научный метод применяются для приготовления пищи, выпечки и приготовления пищи. Этот курс включает в себя лабораторный опыт и письменные лабораторные отчеты. Никаких предпосылок. (4)

ХИМ 104 : Химия окружающей среды — NS, SM

Основные принципы химии и реакций с приложениями к деятельности человека и окружающей среде.Включая лабораторию. Нет предпосылок; учащимся без химии в средней школе рекомендуется сдать CHEM 104 перед сдачей CHEM 105 или CHEM 115. Также подходит для изучения окружающей среды, учителей общих наук, бакалавра гуманитарных наук. в науках о земле и общих основных требованиях университета. (4)

ХИМ 105 : Химия жизни — NS

Основы органической и биохимии применительно к химическим процессам в человеческих системах; подходит для студентов гуманитарных наук, студентов-медиков, специалистов по физическому воспитанию и будущих учителей. Учащиеся, которые недавно не изучали химию в средней школе, должны сдать CHEM 101 перед тем, как сдавать CHEM 105. Предварительные требования: место по математике в MATH 140 или выше; или завершение MATH 115 на C или выше. (4)

ХИМ 115 : Общая химия I — NS, SM

Изучаемые темы включают структуру вещества, номенклатуру, атомную и молекулярную теорию, периодические отношения, состояния вещества, количественные отношения и термохимию. Курс включает в себя лабораторные работы.Требования: один год изучения химии в средней школе. Обязательное условие: МАТЕМАТИКА 140 или место по математике в МАТЕМАТИКЕ 151 или выше. (4)

ХИМ 116 : Общая химия II — NS, SM

Знакомит учащихся с химической кинетикой, химическим равновесием, кислотно-щелочной химией, термодинамикой, электрохимией, химией элементов и координационными соединениями. Курс включает в себя лабораторные работы. Требование: MATH 140 или выше и CHEM 115. (4)

ХИМ 287 : Специальные темы по химии

Предоставить студентам бакалавриата новые одноразовые и развивающие курсы, которых еще нет в обычной учебной программе. Название будет указано в студенческой записи на основе семестра как ST:, за которым следует конкретное название, назначенное академической единицей. (от 1 до 4)

ХИМ 288 : Специальные темы по химии

Предоставить студентам бакалавриата новые одноразовые и развивающие курсы, которых еще нет в обычной учебной программе. Название будет указано в студенческой записи на основе семестра как ST:, за которым следует конкретное название, назначенное академической единицей. (от 1 до 4)

ХИМ 289 : Специальные темы по химии

Предоставить студентам бакалавриата новые одноразовые и развивающие курсы, которых еще нет в обычной учебной программе.Название будет указано в студенческой записи на основе семестра как ST:, за которым следует конкретное название, назначенное академической единицей. (от 1 до 4)

ХИМ 291 : Направленное исследование

Предоставить отдельным студентам бакалавриата вводное обучение, недоступное в обычной учебной программе. Название будет указано в записи учащегося на основе семестра как DS:, за которым следует конкретное название, указанное учащимся. (от 1 до 4)

ХИМ 320 : Аналитическая химия

Химические методы количественного анализа, включая объемные, гравиметрические и отдельные инструментальные методы.Включая лабораторию. Требования: CHEM 116; МАТЕМАТИКА 140. (4)

ХИМ 331 : Органическая химия I

Введение в структуру, реакционную способность и общие свойства органических молекул. Условие: CHEM 116. Необходимое условие: CHEM 333. (4)

ХИМ 332 : Органическая химия II

Химия ароматических соединений, карбонилсодержащих функциональных групп, аминов, фенолов и введение в биологически важные молекулы.Предпосылки: CHEM 331 и 333. Необходимые условия: CHEM 334 или 336. (4)

ХИМ 333 : Лаборатория органической химии I

Реакции и методы синтеза, разделения и анализа органических соединений. Микромасштабные методы. Практическое исследование реакций и классов соединений, обсуждаемых в CHEM 331. Сопутствующее требование: CHEM 331. (1)

ХИМ 334 : Лаборатория органической химии II

Синтез органических соединений, включая инструментальный и спектроскопический анализы.Практическое исследование реакций и классов соединений, обсуждаемых в CHEM 332. Предварительное условие: CHEM 333. Дополнительное условие: CHEM 332. (1)

ХИМ 336 : Лаборатория органических специальных проектов

Отдельные проекты с упором на актуальные профессиональные методы синтеза и определения свойств органических соединений. Этот курс является альтернативой CHEM 334 и обычно требует несколько больше времени. Студенты, желающие подготовиться к карьере в области химии или смежных областях, должны подать заявку на одобрение департамента их приема на этот курс.Соответствие: CHEM 332. (1)

ХИМ 341 : Физическая химия

Изучение взаимосвязи между энергосодержанием систем, работой и физическими и химическими свойствами вещества. Классическая и статистическая термодинамика, термохимия, свойства растворов, фазовые равновесия и химическая кинетика. Требования: CHEM 116, MATH 152, PHYS 154. (4)

ХИМ 342 : Физическая химия

Изучение физических свойств атомов, молекул и ионов и их корреляции со структурой.Классическая и современная квантовая механика, теория связи, атомное и молекулярное строение, спектроскопия. Требования: CHEM 116, MATH 152, PHYS 154. (4)

ХИМ 343 : Лаборатория физической химии

Эксперименты по кинетике и термодинамике. Внимание уделено обработке данных, анализу ошибок, инструментам, вычислительному анализу и корреляции с теорией. Условие или дополнение: CHEM 341. (1)

ХИМ 344 : Лаборатория физической химии

Эксперименты по молекулярной структуре и спектроскопии.Внимание уделено обработке данных, анализу ошибок, инструментам, вычислительному анализу и корреляции с теорией. Условие или дополнение: CHEM 342. (1)

ХИМ 387 : Специальные темы по химии

Предоставить студентам бакалавриата новые одноразовые и развивающие курсы, которых еще нет в обычной учебной программе. Название будет указано в студенческой записи на основе семестра как ST:, за которым следует конкретное название, назначенное академической единицей.(от 1 до 4)

ХИМ 388 : Специальные темы по химии

Предоставить студентам бакалавриата новые одноразовые и развивающие курсы, которых еще нет в обычной учебной программе. Название будет указано в студенческой записи на основе семестра как ST:, за которым следует конкретное название, назначенное академической единицей. (от 1 до 4)

ХИМ 389 : Специальные темы по химии

Предоставить студентам бакалавриата новые одноразовые и развивающие курсы, которых еще нет в обычной учебной программе.Название будет указано в студенческой записи на основе семестра как ST:, за которым следует конкретное название, назначенное академической единицей. (от 1 до 4)

ХИМ 403 : Биохимия I

Обзор структур, функций и регуляции белков, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот, а также введение в метаболические и регуляторные клеточные процессы. Специалистам рекомендуется пройти как CHEM 403, так и 405 для всестороннего ознакомления с биохимической теорией и методами.Предпосылки: CHEM 332 и 334 (или 336) (4)

ХИМ 405 : Биохимия II

Продолжение CHEM 403, которое обеспечивает более глубокое понимание клеточного метаболизма и регуляции, кинетики ферментов и механизмов катализа, синтеза белка, химии нуклеиновых кислот и биотехнологии. Понятия, введенные в физической химии и биохимии I, будут применяться в этом курсе. Лаборатория предназначена для стимулирования творческих способностей и способности решать проблемы за счет использования современных биохимических методов.Условие: CHEM 403. (3)

ХИМ 410 : Введение в исследования

Введение в методы лабораторных исследований, использование химической литературы, включая компьютеризированный поиск литературы, исследовательские предложения и написание отчетов. Студенты разрабатывают независимую проблему химического исследования, выбранную в консультации с членом химического факультета. Студенты посещают семинары в рамках требований курса. (2)

ХИМ 420 : Инструментальный анализ

Теория и практика инструментальных методов наряду с базовой электроникой.Особое внимание уделено электронике, спектрофотометрическим, хроматографическим и масс-спектрометрическим методам. Необходимые условия: ХИМ 320; 341 и/или СЕМ 342; 343. (4)

ХИМ 440 : Высшая органическая химия

Студенты будут развивать репертуар синтетической методологии и общее понимание различных механизмов органических реакций. Синтетические органические стратегии и дизайн, анализ классических и недавних полных синтезов из литературы и передовые применения приборов в органической химии.Условие: CHEM 332. (2)

ХИМ 450 : Неорганическая химия

Охвачены методы структурного определения (ИК, УФ, видимая часть спектра, ЯМР, рентген, ЭПР), принципы связывания, соединения неметаллов, координационная химия, металлоорганические соединения, концепции доноров/акцепторов, пути реакций и биохимические применения. Лаборатория: синтез и характеристика неметаллических, координационных и металлоорганических соединений. Предпосылки: CHEM 332, 341; Условие или дополнение: CHEM 342.(3)

ХИМ 456 : Полимеры и биополимеры

Курс, посвященный основам синтеза полимеров, термодинамическим свойствам растворов, молекулярной характеристике, молекулярно-массовому распределению и кинетике растворения. Свободнорадикальные, конденсационные, ионные и биополимерные системы с упором на приложения. Предпосылка: CHEM 341; предпосылка или дополнение: CHEM 342. (3)

ХИМ 487 : Специальные темы по химии

Предоставить студентам бакалавриата новые одноразовые и развивающие курсы, которых еще нет в обычной учебной программе.Название будет указано в студенческой записи на основе семестра как ST:, за которым следует конкретное название, назначенное академической единицей. (от 1 до 4)

ХИМ 488 : Специальные темы по химии

Предоставить студентам бакалавриата новые одноразовые и развивающие курсы, которых еще нет в обычной учебной программе. Название будет указано в студенческой записи на основе семестра как ST:, за которым следует конкретное название, назначенное академической единицей. (от 1 до 4)

ХИМ 489 : Специальные темы по химии

Предоставить студентам бакалавриата новые одноразовые и развивающие курсы, которых еще нет в обычной учебной программе.Название будет указано в студенческой записи на основе семестра как ST:, за которым следует конкретное название, назначенное академической единицей. (от 1 до 4)

ХИМ 491 : Независимые исследования

Библиотечное и/или лабораторное изучение тем, не включенных в регулярно предлагаемые курсы. Предложенный проект должен быть одобрен заведующим кафедрой, а кураторская ответственность принята инструктором. Можно принимать более одного раза. Конкретное название проекта может быть добавлено к общему названию «Независимые исследования для CHEM 491».(от 1 до 4)

ХИМ 495 : Стажировка

Позволить студентам бакалавриата связать теорию и практику в рабочей ситуации. Должность будет указана в послужном списке учащегося как Стажер: за ним следует конкретное звание, назначенное преподавателем после консультации со учащимся. (от 1 до 12)

ХИМ 497 : Исследования

Экспериментальное или теоретическое исследование открыто для студентов старших курсов с согласия заведующего кафедрой.Можно принимать более одного раза. Обычно состоит из исследовательского проекта, разработанного в консультации с преподавателем химии. Конкретное название проекта может быть добавлено к общему названию Research for CHEM 497. (от 1 до 4)

ХИМ 499А : Семинар Capstone I — SR

Студенты обучаются практике написания научных статей и презентаций путем инициирования проекта, разработанного в рамках независимой библиотеки или лабораторных исследований под руководством консультанта факультета.Навыки эффективной устной презентации критически оцениваются на семинарах практикующими учеными и сокурсниками. Требуется участие всех старших специалистов по химии; отвечает требованиям семинара/проекта для старших с помощью CHEM 499B.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.