Генетическая связь между классами неорганических и органических соединений
Для неорганических соединений можно составить генетические ряды неметаллов и металлов, а для органических веществ – метана, этана и веществ другого состава.
Генетическая связь между классами неорганических соединений
Наиболее часто встречающийся генетический ряд металла:
металл → основный (амфотерный) оксид → соль → основание → новая соль
Например:
Cu→CuO→CuCl2→Cu(OH)2→CuSO4
2Cu + O2 = 2CuO
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
CuCl2 + NaOH = Cu(OH)2 +2NaCl
Cu(OH)2 +H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
Примером генетического ряда, в котором образуется амфотерный оксид может служить ряд цинка:
2Zn + O2 =2ZnO
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O
ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2 + Na2SO4
Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O
Zn(OH)2 + NaOH= Na2[Zn(OH)4]
ZnCl2 = Zn + Cl2↑ (электрический ток)
Наиболее «богат» ряд металла, у которого проявляются разные степени окисления. Рассмотрим на примере генетического ряда железа:
Fe→FeCl2→Fe(OH)2→FeO→Fe→FeCl3→Fe(OH)3→Fe2O3→Fe
Fe+2HCl = FeCl2 + H2↑
FeCl2 + 2KOH=Fe(OH)2 + 2KCl
Fe(OH)2=FeO+ H2O
FeO + CO=Fe + CO2↑
2Fe+3Cl2 = 2FeCl3
FeCl3 +3NaOH=Fe(OH)3 +3NaCl
2Fe(OH)3=Fe2O3 + 3H2O
2Fe2O3 + 3C= 4Fe + 3CO2↑
Наиболее часто встречающийся генетический ряд неметалла:
неметалл → кислотный оксид → кислота → соль
Например:
S→SO2→H2SO3→K2SO3
S+ O2 = SO2
SO2 + H2O = H2SO3
H2SO3 + 2KOH = K2SO3 + 2H2O
Генетическая связь между классами органических соединений
Генетические ряды органических соединений выглядит следующим образом:
Рассмотрим на примере ряда этана:
CH3-CH3 +Cl2→ CH3-CH2Cl + HCl (получение из алканов галогеналканов)
CH3-CH3 → CH2=CH2 + H2↑ (получение из алканов алкенов)
CH2=CH2 → C2H2 + H2↑ (получение из алкенов алкинов)
CH2=CH2 + H2O → C2H5OH (получение из алкенов предельных одноатомных спиртов)
C2H5OH + [O] → CH3CHO + H2O (получение из предельных одноатомных спиртов альдегидов)
CH3CHO + [O] → CH3COOH (получение из альдегидов предельных одноосновных карбоновых кислот)
CH3COOH + Cl2 → CH2Cl-COOH (получение из предельных одноосновных карбоновых кислот хлорзамещенных карбоновых кислот)
CH2Cl-COOH + NH3→ NH2-CH2– COOH + HCl (получение хлорзамещенных карбоновых кислот аминокислот)
(Получение из аминокислот пептидов)
Примеры решения задач
| Задание | Осуществите ряд превращений:
Fe→ FeCl2 → Fe(OH)2 →Fe(OH)3 →Fe(NO3)3 |
| Решение | Fe + 2HCl→ FeCl2 + H2↑
FeCl2 + 2NaOH→ Fe(OH)2 + 2NaCl 4Fe(OH)2 + 2H2O +O2→4Fe(OH)3↓ Fe(OH)3 + 3HNO3→Fe(NO3)3 + 3 H2O |
| Задание | Осуществите ряд превращений:
CO2←C2H5OH→CH3-C(O)H →CH3COOH |
| Решение | C2H5OH + CuO→CH3-C(O)H +Cu + H2O (при нагревании)
CH3-C(O)H + [Ag(NH3)4]OH→CH3COOH+2Ag↓+4 NH3 + 3H2O C2H5OH+3O2→ 2CO2 + 3H2O |
