ГДЗ по химии 10 класс, базовый уровень учебник Габриелян, Остроумов — страница 15

   Первое положение. Атомы в молекулах соединены друг с другом согласно их валентности, причём углерод в органических веществах всегда четырёхвалентен, а его атомы способны соединяться в цепи линейного, разветвлённого и замкнутого строения.

   Второе положение. Свойства органических веществ определяются не только их качественным и количественным составом, но и порядком соединения атомов в молекуле, т. е. химическим строением.
   Этиламин CH₃—CH₂—NH₂ и диметиламин CH₃—NH—CH₃ являются изомерами, так как у них одинаковая молекулярная формула C₂H₇N.
Структурные формулы:

   Несмотря на одинаковый состав (C₂H₇N), этиламин и диметиламин обладают разными химическими и физическими свойствами из-за различия в строении.
   Таким образом, пример этиламина и диметиламина наглядно подтверждает второе положение теории Бутлерова: одинаковый состав при разном строении приводит к разным свойствам веществ.

    Составим молекулярные формулы:
а) C₄H₁₀O
б) C₃H₆O
в) C₃H₈O
г) C₄H₈
д) C₅H₁₂
е) C₃H₅O
ж) C₅H₁₂
з) C₄H₁₀O

    Изомерами являются вещества:

   Третье положение. Атомы в молекулах органических веществ оказывают влияние друг на друга.
   Наиболее сходные химические свойства имеют вещества б) CH₃—CH₂—OH и в) CH₃—CH₂—CH₂—OH, так как они в своем составе имеют одинаковую гидроксильную группу.

   Виртуальное моделирование даёт много возможностей для изучения химического строения веществ — особенно это полезно в школе и на первых курсах вуза, когда важно «увидеть» абстрактные понятия.
   Можно наглядно показать: пространственное строение молекул, длины связей и размеры атомов, конформации и вращение вокруг связей, изомерию, полярность и распределение зарядов, межмолекулярные взаимодействия.
   Для учёбы и объяснения тем можно использовать, как интерактив, вместо статичной картинки. Модель можно вращать, приближать, выделять отдельные фрагменты — так легче разобраться в структуре.
   Можно сравнивать вещества. Удобно ставить рядом молекулы и видеть отличия: например, как добавление функциональной группы меняет форму и поведение молекулы.
   Можно использовать при подготовке к задачам и тестам. Когда ученик сам собирает молекулу в программе, он лучше запоминает валентности, типы связей, правила построения скелета. Это напрямую помогает в темах вроде «определение формулы по массовым долям» или «составление структурных формул».

Формула метана:

Формула этана:

Формула этилового спирта:

   Александр Михайлович Бутлеров (1828–1886) — один из величайших русских химиков, чьё имя прочно связано с развитием органической химии.
   Бутлеров родился в семье помещика в городе Чистополе (Казанская губерния). Рано лишившись матери, он рос под опекой отца, который уделял много внимания воспитанию сына и старался развивать в нём самостоятельность и любознательность. Интерес к естественным наукам проявился у Александра ещё в детстве: он с увлечением наблюдал за природой, ставил первые простые опыты.
   Образование Бутлеров получил в Казанском университете, где его наставниками стали выдающиеся учёные того времени. Уже в молодые годы он проявил себя как талантливый исследователь и вскоре начал преподавать в родном университете, а позднее стал профессором и в Петербургском университете. Бутлеров не просто читал лекции — он стремился пробудить в студентах живой интерес к науке, учил их думать и экспериментировать.
   В 1861 году Бутлеров выступил с докладом, в котором изложил основы своей теории химического строения органических соединений. Это стало настоящей революцией в химии. До Бутлерова учёные знали формулы веществ, но не могли объяснить, почему соединения с одинаковым составом ведут себя по-разному. Бутлеров показал, что свойства вещества зависят не только от того, из каких атомов оно состоит, но и от того, как эти атомы соединены между собой.

Ключевые идеи его теории можно сформулировать так:
   • атомы в молекуле связаны друг с другом в определённом порядке согласно их валентности;
   • свойства вещества определяются его химическим строением — то есть порядком соединения атомов;
   • атомы в молекуле влияют друг на друга, и это взаимное влияние меняет их свойства;
   • химическое строение можно установить с помощью химических реакций.
   Бутлеров не ограничивался теоретическими рассуждениями — он доказывал свои идеи экспериментально. Например, он предсказал существование нескольких изомеров (веществ с одинаковым составом, но разным строением) и затем синтезировал их, подтвердив тем самым свою теорию. Одним из важных достижений стал синтез третичного бутилового спирта, который помог наглядно показать, как строение молекулы влияет на её свойства.
   Кроме того, Бутлеров впервые получил сахаристое вещество из формальдегида — это был один из первых примеров синтеза углевода в лаборатории.
   Огромной заслугой Бутлерова стало создание собственной научной школы. Его ученики — В. В. Марковников, А. М. Зайцев и другие — стали крупными учёными и продолжили развивать идеи учителя. Бутлеров много сил отдавал преподаванию, писал учебники, стремился сделать науку доступной и понятной. Его книга «Введение к полному изучению органической химии» стала первым учебником, построенным на основе теории химического строения.
   Помимо химии, Бутлеров увлекался пчеловодством и даже написал несколько работ на эту тему, которые долгое время считались одними из лучших руководств по рациональному пчеловодству. Он также активно участвовал в общественной жизни: выступал за развитие образования, в том числе женского, и помогал организовывать учебные курсы.
   Теория Бутлерова стала фундаментом современной органической химии. Благодаря ей учёные смогли не только объяснять уже известные факты, но и предсказывать существование новых веществ, целенаправленно создавать материалы с нужными свойствами. Сегодня, когда мы говорим о молекулах, их строении и реакциях, мы во многом опираемся на идеи, сформулированные Александром Михайловичем Бутлеровым более 160 лет назад.

   Музей Казанской химической школы был создан в 1863 году. Инициатором стал А. М. Бутлеров: он назначил первого хранителя — фармацевта А. И. Ломана, который проработал в музее более двадцати лет. При этом основу коллекций заложил ещё раньше К. К. Клаус: он начал собирать экспонаты, когда сам работал в лаборатории (в том числе помещал в специальные шкафы вещества, впервые полученные в казанской лаборатории).

Выдающиеся химики Казанской школы:
   • Николай Николаевич Зинин (открыл метод синтеза анилина);
   • Карл Карлович Клаус (открыл элемент рутений);
   • Александр Михайлович Бутлеров (теория химического строения органических соединений);
   • Владимир Васильевич Марковников (правило Марковникова, исследования нафтенов);
   • Александр Михайлович Зайцев (правило Зайцева, класс спиртов Зайцева);
   • Егор Егорович Вагнер (окисление по Вагнеру, камфеновая перегруппировка);
   • Александр Никифорович Попов (изучал окисление органических соединений);
   • Федор Михайлович Флавицкий (исследования в области физической химии и химии терпенов);
   • Сергей Николаевич Реформатский;
   • Александр Ерминингельдович Арбузов (основатель фосфороорганической школы);
   • Борис Александрович Арбузов (академик, сын и ученик А. Е. Арбузова).

Слайд 1:
   Экскурсия по музею
   Казанской химической школы

Слайд 2:
   Музей Казанской химической школы — уникальный музей химического профиля во всей России. Музей находится в здании, построенном в 1834–1837 годах специально для химической и физической лабораторий университета по проекту архитектора Михаила Коринфского. Это место стало «колыбелью» многих выдающихся открытий мировой химии. Здесь работали такие знаменитые ученые, как Николай Николаевич Зинин, открывший первый в мире метод синтеза анилина в 1842 году, и Карл Карлович Клаус, обнаруживший элемент рутений в 1844 году — единственный природный элемент, открытый на территории России. Основополагающую роль в развитии Казанской химической школы сыграл Александр Михайлович Бутлеров, работавший в университете с 1844 по 1869 годы. Его труды заложили основы теории химического строения органических соединений, что сделало Казань одним из ведущих центров научной мысли того времени.
   Экспозиция музея состоит из четырех основных залов.

Слайд 3:
   Бутлеровская аудитория
   Здесь по сей день проводятся научные конференции и защиты диссертаций, сохранен интерьер почти двухсотлетней давности.

Слайд 4:
   Библиотека, богатая научными изданиями XIX–XX веков, включает редкие книги и рукописи, отражающие развитие химической науки.

Слайд 5:
   В химической лаборатории царит атмосфера научных исследований прошлых лет, демонстрируются оригинальные приборы и реактивы, использовавшиеся учеными того времени.

Слайд 6:
   В кабинете заведующих можно увидеть личные вещи и документы выдающихся деятелей химической науки, многие из которых возглавляли кафедру химии университета.

Слайд 7:
   Наконец, комната хранения представляет собой настоящую сокровищницу уникальных экспонатов XIX–XX веков, среди которых — полуторавековая коллекция химических веществ, аналитические весы, на которых работал А. М. Бутлеров, реторты разных объемов и многое другое.

Слайд 8:
   Посещение музея позволит переместиться в атмосферу великих научных открытий, почувствовать дух исследовательской работы и узнать больше о вкладе казанских ученых в мировую науку.