SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 7
Downloaden Sie, um offline zu lesen
ნაწილი III
                                ორგანული ქიმია


                                 გაკვეთილი № 1


  ნახშირბადის შემცველი ნივთიერებები ბევრად უფრო მეტია, ვიდრე ის ნივთიერებები,
რომლებიც ამ ელემენტის ატომებს არ შეიცავენ. ყველა ნახშირბად შემცველი ნივთიერება,
გარდა შესაბამისი მარტივი ნივთიერებებისა, ნახშირბადის ოქსიდებისა (CO და CO2),
ნახშირმჟავისა და მისი მარილებისა (H2CO3, Na2CO3 და ა.შ.) ორგანული ნივთიერებაა.
  ორგანული ნივთიერებები როგორც წესი მოლეკულური აღნაგობისაა. ამ მოლეკულებში
ძირითადად არაპოლარული კოვალენტური ბმებია განხორციე ლებული. ნახშირბადი
წარმოქმნის მდგრად ბმებს სხვა ელემენტის ატომებთან, გარდა ამისა ნახშირბადის ატომებს
გააჩნიათ ერთმანეთთან შეერთების უნარი. ამ დროს ადგილი აქვს ნებისმიერი სიგრძისა და
აღნაგობის ნახშირბად-ნახშირბადოვანი ჯაჭვების წარმოქმნას. ნახშირბადის ატომებს შორის
შესაძლოა განხორციელდეს არამარტო ერთმაგი, არამედ ორმაგი და სამმაგი ბმებიც. ყველა ეს
ფაქტორი განაპირობებს ორგანული ნივთიერებების მრავალფეროვ ნებას.
  ორგანული     ქიმიის    განსაკუთრებული     როლი    საბუნებისმეტყველო     მეცნიერების
განვითარებაში განპირობებულია მრავალი ფაქტორით: 1) ნაერთების მრავალფეროვნება. 2)
ორგანული     ნაერთების     სპეციფიკური      თვისებები.   3)   ორგანული     ნაერთების
განსაკუთრებული მნიშვნელობა სასიცოცხლო პროცესებისათვის. 4) მათი ფართო გამოყენება
ტექნიკაში, მედიცინასა და ყოფაცხოვრებაში..
  თვითონ ტერმინი ―ორგანული ქიმია‖ ჩამოყალიბდა იმის გამო, რომ პირველი ორგანული
ნითიერებები, რომლებიც შეისწავლეს ქიმიკოსებმა გამოყოფილი იყვნენ მცენარეული და
ცხოველური     ორგანიზმებიდან.    ―ორგანული     ქიმიის‖   საწინააღმდეგოდ    არსებობდა
მინერალური ქიმია და მას ―არაორგანული ქიმია‖ უწოდეს.
-2-

        ორგანული ქიმია ნახშირწყალბადების და მათი ნაწარმების ქიმიაა.


  ნაჯერი ნახშირწყალბადები (ალკანები, პარაფინები)


  ნაჯერი ნახშირწყალბადები თავისი აღნაგობით ყველა ნახშირწყალბადთან შედარებით
უმარტივესი ნაერთებია. ამ რიგის პირველი წარმომადგენელია მეთანი.


  მეთანი
  მეთანის ფორმულაა CH4. მეთანი უფერო აირია, წყალში არ იხსნება, ჰაერზე მსუბუქია.
M(CH4)=16გ/მოლი. მეთანი ბუნებრივი აირის მთავარი შემადგენელი ნაწილია: φ(CH4)=0,8-
0,96. შედარებით ნაკლებია მეთანის შემცველობა ნავთობის თანამდე აირებში. მეთანი
წარმოიქმნება ჭაობის ფსკერზე ორგანიზმების უჰაეროდ გახრწნისას. ის გროვდება
ქვანახშირის მაღაროებშიც. ამიტომ მეთანს ზოგჯერ ―ჭაობის აირს‖ (ჭაობის გაზს) ან
―მაღაროს აირს‖ უწოდებენ. ქვანახშირის შახტებში ცუდი ვენტილაციისას ჰაერის და მეთანის
ნარევის აფეთქება იწვევს ავარიების უდიდეს ნაწილს.


  მეთანის აღნაგობა
  მეთანის აღნაგობის განხილვამდე გავიხსენოთ ნახშირბადის ატომის აღნაგობა:

                                        K L

                                     +6      2 4




  ნახშირბადის ატომის გარე ელექტრონული შრის სტრუქტურაა:

                                              2p

                                   2s



                               [1s2]2s22p2
-3-

  აღგზნებულ მდგომარეობაში კი:

                                              2p

                                  2s


                                       [1s2]2s12p3


  ამ ოთხი გაუწყვილებელი ელექტრონიდან ერთი ელექტრონული ღრუბელი (s ღრუბელი)
სფერული ფორმისაა, სამი კი (p ღრუბელი) ურთიერთპერპენდიკულარულად განლაგებული
სივრცითი რვიანის ფორმისაა. ოთხი მარტივი კოვალენტური ბმის წარმოსაქმნელად ხდება
ამ ელექტრონული ღრუბლების გათანაბრება – ჰიბრიდიზაცია. რის შედეგადაც თითოეული
მათგანი იღებს ცალმხრივ გაწელილი რვიანის ფორმას.




             +




     s                        p

                                                                     sp3
  ჰიბრიდული sp3 ღრუბლები სივრცეში შემდეგნაირად არიან განლაგებულნი: თუ
წარმოვიგენთ, რომ ტეტრაედრის ცენტრში ნახშირბადის ატომგულია მოთავსებული, მაშინ
სივრცითი რვიანის გაწელილი ნაწილი ტეტრაედრის ცენტრიდან წვეროებისკენ იქნება
მიმართული. ასეთ ჰიბრიდიზაციას sp3 ჰიბრიდიზაცია ეწოდება. აღნიშვნა sp3 - გვიჩვენებს,
რომ ჰიბრიდიზაციაში მონაწილეობს ერთი s და სამი p ელექტრონული ღრუბელი.
-4-




                                      sp3 ჰიბრიდული ელექტრონული ღრუბელი




  sp3 ელექტრონული ღრუბლების წყალბადის ოთხი ატომის s ელექტრონული ღრუბლებთან
(როგორც გვახსოვს s ელექტრონულ ღრუბლებს სფეროს ფორმა აქვთ) გადაფარვის შედეგად
წარმოიქმნება ოთხი კოვალენტური ბმა და შესაბამისად CH4 მოლეკულა.


                                                                    H

                                                                        109o28'
                                       ანუ                          C   
                                                 H
                                                                               H

                                                              H

  სავალენტო კუთხე < HCH = 1090 28’. მანძილი C-H ცენტრებს შორის არის 0,112ნმ.
  სიმარტივისათვის მეთანის გრაფიკულ ფორმულას ასე წერენ:
     H                                                   H
      |                                                   x
                                                          
  H — C — H შესაბამისი ელექტრონული ფორმულაა:         H x C  x H
                                                          
      |                                                   x
     H                                                    H

  უფრო ხშირად ყველა ელექტრონს ერთნაირი სიმბოლოთი აღნიშნავენ:

                                        H
                                        
                                    H C H
                                     
                                        
                                        
                                        H
-5-

  მეთანს იღებენ ბუნებრივი აირის გათხევადებით და შემდეგი ფრაქციონირებით. რადგან
მეთანს ბუნებრივი აირის შემადგენელი ნივთიერებებიდან ყველაზე დაბალი დუღილის
ტემპერატურა აქვს, თხევადი ბუნებრივი აირიდან პირველად მეთანი აორთქლდება.
  ლაბორატორიულ პირობებში მეთანი მიიიღება ალუმინის კარბიდზე წყლის მოქმედებით.
                                       4Al+3C  Al4C3
                           Al4C3+12H2O  4Al(OH)3+3CH4


ან ნატრიუმის აცეტატის ტუტესთან შელღობით:

                                O
                       H3C−C           + NaOH  Na2CO3 + CH4
                                O−Na
                  ძმარმჟავა ნატრიუმის
             მარილი (ნატრიუმის აცეტატი)


  ქიმიური თვისებები
  1.   მეთანი ჰაერზე ცისფერი ალით             იწვის. ამ დროს დიდი რაოდენობით სითბო
       გამოიყოფა. ბუნებრივი აირი, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ ძირითადად მეთანისგან
       შედგება. ასე რომ ჩვენ ყოველდღიურად ―ვატარებთ‖ ქიმიურ რეაქციას
                                    CH4+2O2  CO2 + 2H2O
  2.   მეთანი რეაგირებს ჰალოგენებთან. მეთანისა და ქლორის ნარევი მზის სხივებით
       დასხივებისას     რეაგირებენ         ერთმანეთთან.     ეს      რეაქცია   საფეხურებრივად
       მიმდინარეობს.
                               CH4 + Cl2             CH3Cl + HCl
                                                 ქლორმეთანი
                                             (ქლორიანი მეთილი)
                            CH3Cl + Cl2               CH2Cl 2 + HCl
                                                   დიქლორმეთანი
                                              (ქლორიანი მეთილენი)
                            CH2Cl2 + Cl2                CHCl3 + HCl
                                               ტრიქლორმეთანი
                                                 (ქლოროფორმი)
                            CHCl3 + Cl2               CCl4 + HCl
                                              ტეტრაქლორმეთანი
                                            (ოთხქლორიანი ნახშირბადი)
-6-

       ეს რეაქცია დასხივების გარეშე მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე წარიმართება.
       მზის სხივების ენერგიის შთანთქმის შედეგად იხლიჩება ქლორის მოლეკულა და
მიიღება ძალიან რეაქციისუნარიანი ნაწილაკი – ქლორის ატომი, რომელსაც ერთი
გაუწყვილებელი ელექტრონი აქვს. როგორც უკვე ავღნიშნეთ ამ ნაწილაკებს რადიკალები
ქვიათ. ქლორის რადიკალი რეაგირებს მეთანის მოლეკულასთან, მოხლეჩს წყალბადის ატომს
თავისი ერთი ელექტრონითურთ და გადადის მდგრად მდგომარეობაში, თავის მხრივ
წარმოიქმნება ახალი - მეთილის რადიკალი:
                                                     hv
                               Cl          Cl                  Cl  + Cl 

                                    H                                          H
                                                                             
                        Cl  + H  C  H
                                 
                                     
                                                                H  Cl +
                                                                          
                                                                                
                                                                               C H
                                                                             
                                        H                                      H
                                                                          მეთილი


       ახალი რადიკალი ძალიან სწრაფად შედის რეაქციაში, მოხლეჩს ქლორის ატომს ქლორის
მოლეკულიდან

                                                                      
                         H3C  + Cl             Cl                H3C  Cl + Cl 

       ახალი Cl რადიკალი (ბ) სქემის მსგავსად აგრძელებს რეაქციას და ა.შ.
       რეაქციის მსვლელობის ასეთ წესს ―ჯაჭვურ-რადიკალურ მექანიზმს‖ უწოდებენ.
ანალოგიურად მოქმედებს ფტორი (სიბნელეში) და ბრომი (ცოტა უფრო რთულადაა I2-თან
ურთიერთქმედება).
       არაორგანული ქიმიის კურსში წყალბადის მიღების მეთოდების შესწავლ ისას
გავეცანით რეაქციებს, რომლებშიც მეთანი მონაწილეობდა.
                                                  1000oC
                                        CH4                     C + 2H2

                                                           to
                                CH4 + H2O                          CO + 3H2


  საშინაო დავალება:


  1.    როგორია მეთანის სიმკვრივე წყალბადის და ჰაერის მიმართ?
-7-

2.   რამდენი გრამი მურის (C) და რამდენი ლიტრი წყალბადის (ნ.პ.) მიღება შეიძლება 50ლ
     (ნ.პ.) მეთანის კრეკინგისას?
3.   როგორი     იქნება    ქლორმეთანის,    დიქლორმეთანის,   ტრიქლორმეთანის      და
     ტეტრაქლორმეთანის გრაფიკული და ელექტრონული ფორმულები?

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

გაკვეთილი №4
გაკვეთილი №4გაკვეთილი №4
გაკვეთილი №4datiko43
 
საშინაო დავალება.ოლიკო
საშინაო დავალება.ოლიკოსაშინაო დავალება.ოლიკო
საშინაო დავალება.ოლიკოOlgha Bochorishvili
 
ამოცანა 33-42
ამოცანა 33-42ამოცანა 33-42
ამოცანა 33-42barambo
 
გაკვეთილი № 3
გაკვეთილი № 3გაკვეთილი № 3
გაკვეთილი № 3datiko43
 
სწავლების სამფაზიანი მოდელი
სწავლების სამფაზიანი მოდელისწავლების სამფაზიანი მოდელი
სწავლების სამფაზიანი მოდელიL G
 
გაკვეთილი III
გაკვეთილი IIIგაკვეთილი III
გაკვეთილი IIIqimia
 
მათემატიკა
მათემატიკამათემატიკა
მათემატიკაNatia Khachiuri
 
როგორ გავაკეთოთ კარგი პრეზენტაცია
როგორ გავაკეთოთ კარგი პრეზენტაციაროგორ გავაკეთოთ კარგი პრეზენტაცია
როგორ გავაკეთოთ კარგი პრეზენტაციაRusudan Gonashvuli
 
გაკვეთილი № 39
გაკვეთილი № 39გაკვეთილი № 39
გაკვეთილი № 39datiko43
 
პრეზენტაციის წარმართვის ძირითადი პრინციპები და ხერხები
პრეზენტაციის წარმართვის ძირითადი პრინციპები და ხერხებიპრეზენტაციის წარმართვის ძირითადი პრინციპები და ხერხები
პრეზენტაციის წარმართვის ძირითადი პრინციპები და ხერხებიmaisuradzenatia
 
გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10barambo
 
გაკვეთილი № 41
გაკვეთილი № 41გაკვეთილი № 41
გაკვეთილი № 41datiko43
 
გაკვეთილი № 26
გაკვეთილი № 26გაკვეთილი № 26
გაკვეთილი № 26datiko43
 
როგორ შევქმნათ კარგი პრეზენტაცია ?!
როგორ შევქმნათ კარგი პრეზენტაცია ?!როგორ შევქმნათ კარგი პრეზენტაცია ?!
როგორ შევქმნათ კარგი პრეზენტაცია ?!nino abuladze
 
Abc სამფაზიანი გაკვეთილი
Abc სამფაზიანი გაკვეთილი Abc სამფაზიანი გაკვეთილი
Abc სამფაზიანი გაკვეთილი Khatuna Tsikhelashvili
 
უჯრედის ორგანოიდები
უჯრედის ორგანოიდებიუჯრედის ორგანოიდები
უჯრედის ორგანოიდებიNineli Kuxalashvili
 
კვლევის პრეზენტაცია
კვლევის პრეზენტაციაკვლევის პრეზენტაცია
კვლევის პრეზენტაციაmarine kvaratskhelia
 
გაკვეთილის+გეგმა
გაკვეთილის+გეგმაგაკვეთილის+გეგმა
გაკვეთილის+გეგმაlikako
 

Was ist angesagt? (20)

გაკვეთილი №4
გაკვეთილი №4გაკვეთილი №4
გაკვეთილი №4
 
საშინაო დავალება.ოლიკო
საშინაო დავალება.ოლიკოსაშინაო დავალება.ოლიკო
საშინაო დავალება.ოლიკო
 
ამოცანა 33-42
ამოცანა 33-42ამოცანა 33-42
ამოცანა 33-42
 
კვლევა
კვლევაკვლევა
კვლევა
 
გაკვეთილი № 3
გაკვეთილი № 3გაკვეთილი № 3
გაკვეთილი № 3
 
სწავლების სამფაზიანი მოდელი
სწავლების სამფაზიანი მოდელისწავლების სამფაზიანი მოდელი
სწავლების სამფაზიანი მოდელი
 
გაკვეთილი III
გაკვეთილი IIIგაკვეთილი III
გაკვეთილი III
 
მათემატიკა
მათემატიკამათემატიკა
მათემატიკა
 
როგორ გავაკეთოთ კარგი პრეზენტაცია
როგორ გავაკეთოთ კარგი პრეზენტაციაროგორ გავაკეთოთ კარგი პრეზენტაცია
როგორ გავაკეთოთ კარგი პრეზენტაცია
 
გაკვეთილი № 39
გაკვეთილი № 39გაკვეთილი № 39
გაკვეთილი № 39
 
პრეზენტაციის წარმართვის ძირითადი პრინციპები და ხერხები
პრეზენტაციის წარმართვის ძირითადი პრინციპები და ხერხებიპრეზენტაციის წარმართვის ძირითადი პრინციპები და ხერხები
პრეზენტაციის წარმართვის ძირითადი პრინციპები და ხერხები
 
გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10
 
გაკვეთილი № 41
გაკვეთილი № 41გაკვეთილი № 41
გაკვეთილი № 41
 
გაკვეთილი № 26
გაკვეთილი № 26გაკვეთილი № 26
გაკვეთილი № 26
 
როგორ შევქმნათ კარგი პრეზენტაცია ?!
როგორ შევქმნათ კარგი პრეზენტაცია ?!როგორ შევქმნათ კარგი პრეზენტაცია ?!
როგორ შევქმნათ კარგი პრეზენტაცია ?!
 
Abc სამფაზიანი გაკვეთილი
Abc სამფაზიანი გაკვეთილი Abc სამფაზიანი გაკვეთილი
Abc სამფაზიანი გაკვეთილი
 
უჯრედის ორგანოიდები
უჯრედის ორგანოიდებიუჯრედის ორგანოიდები
უჯრედის ორგანოიდები
 
კვლევის პრეზენტაცია
კვლევის პრეზენტაციაკვლევის პრეზენტაცია
კვლევის პრეზენტაცია
 
გაკვეთილის+გეგმა
გაკვეთილის+გეგმაგაკვეთილის+გეგმა
გაკვეთილის+გეგმა
 
Gakvetilis gegma
Gakvetilis gegmaGakvetilis gegma
Gakvetilis gegma
 

Ähnlich wie გაკვეთილი № 1

გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1barambo
 
გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1barambo
 
გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1barambo
 
გაკვეთილი № 4 1
გაკვეთილი № 4 1გაკვეთილი № 4 1
გაკვეთილი № 4 1barambo
 
გაკვეთილი № 4
გაკვეთილი № 4გაკვეთილი № 4
გაკვეთილი № 4barambo
 
გაკვეთილი № 8
გაკვეთილი № 8გაკვეთილი № 8
გაკვეთილი № 8barambo
 
გაკვეთილი № 8
გაკვეთილი № 8გაკვეთილი № 8
გაკვეთილი № 8barambo
 
გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10barambo
 
გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10barambo
 
გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2barambo
 
გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2barambo
 
გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2barambo
 
გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10barambo
 
გაკვეთილი № 5
გაკვეთილი № 5გაკვეთილი № 5
გაკვეთილი № 5barambo
 
გაკვეთილი № 9
გაკვეთილი № 9გაკვეთილი № 9
გაკვეთილი № 9barambo
 
გაკვეთილი № 13
გაკვეთილი № 13გაკვეთილი № 13
გაკვეთილი № 13barambo
 
გაკვეთილი № 13
გაკვეთილი № 13გაკვეთილი № 13
გაკვეთილი № 13barambo
 
გაკვეთილი № 4
გაკვეთილი № 4გაკვეთილი № 4
გაკვეთილი № 4barambo
 
6 გაკვეთილი
6 გაკვეთილი6 გაკვეთილი
6 გაკვეთილიbarambo
 
გაკვეთილი № 5
გაკვეთილი № 5გაკვეთილი № 5
გაკვეთილი № 5barambo
 

Ähnlich wie გაკვეთილი № 1 (20)

გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1
 
გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1
 
გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1გაკვეთილი № 1
გაკვეთილი № 1
 
გაკვეთილი № 4 1
გაკვეთილი № 4 1გაკვეთილი № 4 1
გაკვეთილი № 4 1
 
გაკვეთილი № 4
გაკვეთილი № 4გაკვეთილი № 4
გაკვეთილი № 4
 
გაკვეთილი № 8
გაკვეთილი № 8გაკვეთილი № 8
გაკვეთილი № 8
 
გაკვეთილი № 8
გაკვეთილი № 8გაკვეთილი № 8
გაკვეთილი № 8
 
გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10
 
გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10
 
გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2
 
გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2
 
გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2გაკვეთილი № 2
გაკვეთილი № 2
 
გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10გაკვეთილი № 10
გაკვეთილი № 10
 
გაკვეთილი № 5
გაკვეთილი № 5გაკვეთილი № 5
გაკვეთილი № 5
 
გაკვეთილი № 9
გაკვეთილი № 9გაკვეთილი № 9
გაკვეთილი № 9
 
გაკვეთილი № 13
გაკვეთილი № 13გაკვეთილი № 13
გაკვეთილი № 13
 
გაკვეთილი № 13
გაკვეთილი № 13გაკვეთილი № 13
გაკვეთილი № 13
 
გაკვეთილი № 4
გაკვეთილი № 4გაკვეთილი № 4
გაკვეთილი № 4
 
6 გაკვეთილი
6 გაკვეთილი6 გაკვეთილი
6 გაკვეთილი
 
გაკვეთილი № 5
გაკვეთილი № 5გაკვეთილი № 5
გაკვეთილი № 5
 

Mehr von barambo

G042 111031003556-phpapp02
G042 111031003556-phpapp02G042 111031003556-phpapp02
G042 111031003556-phpapp02barambo
 
G015 110926065817-phpapp01
G015 110926065817-phpapp01G015 110926065817-phpapp01
G015 110926065817-phpapp01barambo
 

Mehr von barambo (20)

G008 2
G008 2G008 2
G008 2
 
G007 1
G007 1G007 1
G007 1
 
G006 1
G006 1G006 1
G006 1
 
G010 1
G010 1G010 1
G010 1
 
G009 1
G009 1G009 1
G009 1
 
G042 111031003556-phpapp02
G042 111031003556-phpapp02G042 111031003556-phpapp02
G042 111031003556-phpapp02
 
G015 110926065817-phpapp01
G015 110926065817-phpapp01G015 110926065817-phpapp01
G015 110926065817-phpapp01
 
G 011 1
G 011 1G 011 1
G 011 1
 
Ara 021
Ara 021Ara 021
Ara 021
 
Ara 022
Ara 022Ara 022
Ara 022
 
Ara 018
Ara 018Ara 018
Ara 018
 
Ara 017
Ara 017Ara 017
Ara 017
 
Ara 016
Ara 016Ara 016
Ara 016
 
Ara 020
Ara 020Ara 020
Ara 020
 
Ara 019
Ara 019Ara 019
Ara 019
 
Ara 011
Ara 011Ara 011
Ara 011
 
Ara 014
Ara 014Ara 014
Ara 014
 
Ara 013
Ara 013Ara 013
Ara 013
 
Ara 012
Ara 012Ara 012
Ara 012
 
Ara 011
Ara 011Ara 011
Ara 011
 

გაკვეთილი № 1

  • 1. ნაწილი III ორგანული ქიმია გაკვეთილი № 1 ნახშირბადის შემცველი ნივთიერებები ბევრად უფრო მეტია, ვიდრე ის ნივთიერებები, რომლებიც ამ ელემენტის ატომებს არ შეიცავენ. ყველა ნახშირბად შემცველი ნივთიერება, გარდა შესაბამისი მარტივი ნივთიერებებისა, ნახშირბადის ოქსიდებისა (CO და CO2), ნახშირმჟავისა და მისი მარილებისა (H2CO3, Na2CO3 და ა.შ.) ორგანული ნივთიერებაა. ორგანული ნივთიერებები როგორც წესი მოლეკულური აღნაგობისაა. ამ მოლეკულებში ძირითადად არაპოლარული კოვალენტური ბმებია განხორციე ლებული. ნახშირბადი წარმოქმნის მდგრად ბმებს სხვა ელემენტის ატომებთან, გარდა ამისა ნახშირბადის ატომებს გააჩნიათ ერთმანეთთან შეერთების უნარი. ამ დროს ადგილი აქვს ნებისმიერი სიგრძისა და აღნაგობის ნახშირბად-ნახშირბადოვანი ჯაჭვების წარმოქმნას. ნახშირბადის ატომებს შორის შესაძლოა განხორციელდეს არამარტო ერთმაგი, არამედ ორმაგი და სამმაგი ბმებიც. ყველა ეს ფაქტორი განაპირობებს ორგანული ნივთიერებების მრავალფეროვ ნებას. ორგანული ქიმიის განსაკუთრებული როლი საბუნებისმეტყველო მეცნიერების განვითარებაში განპირობებულია მრავალი ფაქტორით: 1) ნაერთების მრავალფეროვნება. 2) ორგანული ნაერთების სპეციფიკური თვისებები. 3) ორგანული ნაერთების განსაკუთრებული მნიშვნელობა სასიცოცხლო პროცესებისათვის. 4) მათი ფართო გამოყენება ტექნიკაში, მედიცინასა და ყოფაცხოვრებაში.. თვითონ ტერმინი ―ორგანული ქიმია‖ ჩამოყალიბდა იმის გამო, რომ პირველი ორგანული ნითიერებები, რომლებიც შეისწავლეს ქიმიკოსებმა გამოყოფილი იყვნენ მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმებიდან. ―ორგანული ქიმიის‖ საწინააღმდეგოდ არსებობდა მინერალური ქიმია და მას ―არაორგანული ქიმია‖ უწოდეს.
  • 2. -2- ორგანული ქიმია ნახშირწყალბადების და მათი ნაწარმების ქიმიაა. ნაჯერი ნახშირწყალბადები (ალკანები, პარაფინები) ნაჯერი ნახშირწყალბადები თავისი აღნაგობით ყველა ნახშირწყალბადთან შედარებით უმარტივესი ნაერთებია. ამ რიგის პირველი წარმომადგენელია მეთანი. მეთანი მეთანის ფორმულაა CH4. მეთანი უფერო აირია, წყალში არ იხსნება, ჰაერზე მსუბუქია. M(CH4)=16გ/მოლი. მეთანი ბუნებრივი აირის მთავარი შემადგენელი ნაწილია: φ(CH4)=0,8- 0,96. შედარებით ნაკლებია მეთანის შემცველობა ნავთობის თანამდე აირებში. მეთანი წარმოიქმნება ჭაობის ფსკერზე ორგანიზმების უჰაეროდ გახრწნისას. ის გროვდება ქვანახშირის მაღაროებშიც. ამიტომ მეთანს ზოგჯერ ―ჭაობის აირს‖ (ჭაობის გაზს) ან ―მაღაროს აირს‖ უწოდებენ. ქვანახშირის შახტებში ცუდი ვენტილაციისას ჰაერის და მეთანის ნარევის აფეთქება იწვევს ავარიების უდიდეს ნაწილს. მეთანის აღნაგობა მეთანის აღნაგობის განხილვამდე გავიხსენოთ ნახშირბადის ატომის აღნაგობა: K L +6 2 4 ნახშირბადის ატომის გარე ელექტრონული შრის სტრუქტურაა: 2p 2s [1s2]2s22p2
  • 3. -3- აღგზნებულ მდგომარეობაში კი: 2p 2s [1s2]2s12p3 ამ ოთხი გაუწყვილებელი ელექტრონიდან ერთი ელექტრონული ღრუბელი (s ღრუბელი) სფერული ფორმისაა, სამი კი (p ღრუბელი) ურთიერთპერპენდიკულარულად განლაგებული სივრცითი რვიანის ფორმისაა. ოთხი მარტივი კოვალენტური ბმის წარმოსაქმნელად ხდება ამ ელექტრონული ღრუბლების გათანაბრება – ჰიბრიდიზაცია. რის შედეგადაც თითოეული მათგანი იღებს ცალმხრივ გაწელილი რვიანის ფორმას. + s p sp3 ჰიბრიდული sp3 ღრუბლები სივრცეში შემდეგნაირად არიან განლაგებულნი: თუ წარმოვიგენთ, რომ ტეტრაედრის ცენტრში ნახშირბადის ატომგულია მოთავსებული, მაშინ სივრცითი რვიანის გაწელილი ნაწილი ტეტრაედრის ცენტრიდან წვეროებისკენ იქნება მიმართული. ასეთ ჰიბრიდიზაციას sp3 ჰიბრიდიზაცია ეწოდება. აღნიშვნა sp3 - გვიჩვენებს, რომ ჰიბრიდიზაციაში მონაწილეობს ერთი s და სამი p ელექტრონული ღრუბელი.
  • 4. -4- sp3 ჰიბრიდული ელექტრონული ღრუბელი sp3 ელექტრონული ღრუბლების წყალბადის ოთხი ატომის s ელექტრონული ღრუბლებთან (როგორც გვახსოვს s ელექტრონულ ღრუბლებს სფეროს ფორმა აქვთ) გადაფარვის შედეგად წარმოიქმნება ოთხი კოვალენტური ბმა და შესაბამისად CH4 მოლეკულა. H 109o28' ანუ C H H H სავალენტო კუთხე < HCH = 1090 28’. მანძილი C-H ცენტრებს შორის არის 0,112ნმ. სიმარტივისათვის მეთანის გრაფიკულ ფორმულას ასე წერენ: H H | x  H — C — H შესაბამისი ელექტრონული ფორმულაა: H x C  x H  | x H H უფრო ხშირად ყველა ელექტრონს ერთნაირი სიმბოლოთი აღნიშნავენ: H  H C H    H
  • 5. -5- მეთანს იღებენ ბუნებრივი აირის გათხევადებით და შემდეგი ფრაქციონირებით. რადგან მეთანს ბუნებრივი აირის შემადგენელი ნივთიერებებიდან ყველაზე დაბალი დუღილის ტემპერატურა აქვს, თხევადი ბუნებრივი აირიდან პირველად მეთანი აორთქლდება. ლაბორატორიულ პირობებში მეთანი მიიიღება ალუმინის კარბიდზე წყლის მოქმედებით. 4Al+3C  Al4C3 Al4C3+12H2O  4Al(OH)3+3CH4 ან ნატრიუმის აცეტატის ტუტესთან შელღობით: O H3C−C + NaOH  Na2CO3 + CH4 O−Na ძმარმჟავა ნატრიუმის მარილი (ნატრიუმის აცეტატი) ქიმიური თვისებები 1. მეთანი ჰაერზე ცისფერი ალით იწვის. ამ დროს დიდი რაოდენობით სითბო გამოიყოფა. ბუნებრივი აირი, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ ძირითადად მეთანისგან შედგება. ასე რომ ჩვენ ყოველდღიურად ―ვატარებთ‖ ქიმიურ რეაქციას CH4+2O2  CO2 + 2H2O 2. მეთანი რეაგირებს ჰალოგენებთან. მეთანისა და ქლორის ნარევი მზის სხივებით დასხივებისას რეაგირებენ ერთმანეთთან. ეს რეაქცია საფეხურებრივად მიმდინარეობს. CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl ქლორმეთანი (ქლორიანი მეთილი) CH3Cl + Cl2 CH2Cl 2 + HCl დიქლორმეთანი (ქლორიანი მეთილენი) CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl ტრიქლორმეთანი (ქლოროფორმი) CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl ტეტრაქლორმეთანი (ოთხქლორიანი ნახშირბადი)
  • 6. -6- ეს რეაქცია დასხივების გარეშე მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე წარიმართება. მზის სხივების ენერგიის შთანთქმის შედეგად იხლიჩება ქლორის მოლეკულა და მიიღება ძალიან რეაქციისუნარიანი ნაწილაკი – ქლორის ატომი, რომელსაც ერთი გაუწყვილებელი ელექტრონი აქვს. როგორც უკვე ავღნიშნეთ ამ ნაწილაკებს რადიკალები ქვიათ. ქლორის რადიკალი რეაგირებს მეთანის მოლეკულასთან, მოხლეჩს წყალბადის ატომს თავისი ერთი ელექტრონითურთ და გადადის მდგრად მდგომარეობაში, თავის მხრივ წარმოიქმნება ახალი - მეთილის რადიკალი:  hv Cl  Cl Cl  + Cl  H H   Cl  + H  C  H   H  Cl +    C H   H H მეთილი ახალი რადიკალი ძალიან სწრაფად შედის რეაქციაში, მოხლეჩს ქლორის ატომს ქლორის მოლეკულიდან   H3C  + Cl  Cl H3C  Cl + Cl  ახალი Cl რადიკალი (ბ) სქემის მსგავსად აგრძელებს რეაქციას და ა.შ. რეაქციის მსვლელობის ასეთ წესს ―ჯაჭვურ-რადიკალურ მექანიზმს‖ უწოდებენ. ანალოგიურად მოქმედებს ფტორი (სიბნელეში) და ბრომი (ცოტა უფრო რთულადაა I2-თან ურთიერთქმედება). არაორგანული ქიმიის კურსში წყალბადის მიღების მეთოდების შესწავლ ისას გავეცანით რეაქციებს, რომლებშიც მეთანი მონაწილეობდა. 1000oC CH4 C + 2H2 to CH4 + H2O CO + 3H2 საშინაო დავალება: 1. როგორია მეთანის სიმკვრივე წყალბადის და ჰაერის მიმართ?
  • 7. -7- 2. რამდენი გრამი მურის (C) და რამდენი ლიტრი წყალბადის (ნ.პ.) მიღება შეიძლება 50ლ (ნ.პ.) მეთანის კრეკინგისას? 3. როგორი იქნება ქლორმეთანის, დიქლორმეთანის, ტრიქლორმეთანის და ტეტრაქლორმეთანის გრაფიკული და ელექტრონული ფორმულები?