Вопрос ✔, страница 104 - гдз по химии 10 класс учебник Габриелян, Остроумов

Вы изучили основные классы органических соединений, объединяющие миллионы веществ. Представители каждого класса связаны между собой сходством химического строения. А существует ли взаимосвязь между представителями разных классов органических веществ?

Да, безусловно, между представителями разных классов органических веществ существует тесная взаимосвязь. Эта взаимосвязь называется генетической связью. Она отражает единство происхождения органических соединений и, что самое важное, возможность их взаимных превращений с помощью химических реакций.

Суть генетической связи заключается в том, что из соединений одного класса можно с помощью последовательных химических реакций получить соединения других классов. Эти последовательности превращений называют генетическими рядами. Они наглядно демонстрируют, что все классы органических соединений не существуют изолированно, а образуют единую систему.

Рассмотрим конкретные примеры, иллюстрирующие эту взаимосвязь:

Цепочка 1. Превращения на основе метана (C1)

Эта цепочка показывает, как из простейшего углеводорода — алкана — можно последовательно получить галогеналкан, спирт, альдегид и карбоновую кислоту.

1. Алкан → Галогеналкан (реакция радикального замещения):

$$CH_4 (метан) + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl (хлорметан) + HCl$$

2. Галогеналкан → Спирт (реакция нуклеофильного замещения, гидролиз):

$$CH_3Cl + NaOH(водн.) \rightarrow CH_3OH (метанол) + NaCl$$

3. Спирт → Альдегид (каталитическое окисление):

$$CH_3OH + CuO \xrightarrow{t^\circ} HCHO (формальдегид) + Cu + H_2O$$

4. Альдегид → Карбоновая кислота (окисление, реакция «серебряного зеркала»):

$$HCHO + 2[Ag(NH_3)_2]OH \xrightarrow{t^\circ} HCOOH (муравьиная\;кислота) + 2Ag\downarrow + 4NH_3 + H_2O$$

Цепочка 2. Превращения на основе соединений с двумя атомами углерода (C2)

Этот пример демонстрирует превращения, начиная с алкена, и включает получение таких классов, как спирты, альдегиды, карбоновые кислоты и сложные эфиры.

1. Алкен → Спирт (гидратация):

$$CH_2=CH_2 (этен) + H_2O \xrightarrow{H_3PO_4, t^\circ, p} CH_3CH_2OH (этанол)$$

2. Спирт → Альдегид (каталитическое окисление):

$$CH_3CH_2OH + CuO \xrightarrow{t^\circ} CH_3CHO (этаналь) + Cu + H_2O$$

3. Альдегид → Карбоновая кислота (окисление гидроксидом меди(II)):

$$CH_3CHO + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CH_3COOH (уксусная\;кислота) + Cu_2O\downarrow + 2H_2O$$

4. Карбоновая кислота + Спирт → Сложный эфир (реакция этерификации):

$$CH_3COOH + CH_3CH_2OH \rightleftharpoons CH_3COOCH_2CH_3 (этилацетат) + H_2O$$ (катализатор — $H_2SO_4$)

Эти примеры наглядно показывают, что различные классы органических соединений — алканы, алкены, галогеналканы, спирты, альдегиды, карбоновые кислоты, сложные эфиры — тесно связаны друг с другом через химические реакции.

Ответ: Да, между представителями разных классов органических веществ существует глубокая взаимосвязь, которая называется генетической связью. Она заключается в том, что соединения одного класса могут быть превращены в соединения другого класса путем последовательных химических реакций, что доказывает их общее происхождение и единство органической химии.