Μάθημα: Οργανική Χημεία (4ου)
Περιγραφή ύλης:
Η ύλη του μαθήματος εντάσσεται στην περιοχή της Βασικής Οργανικής Χημείας (Basic Organic Chemistry) και έχει ως κύριο στόχο τη μελέτη της δομής και των αντιδράσεων των οργανικών μορίων.
Οργανικές ενώσεις δομή και αντιδράσεις: Τρόπος σχηματισμού δεσμών στις ενώσεις του άνθρακα, η στερεοχημεία και οι κατηγορίες αντιδράσεων των οργανικών ενώσεων.
Αλκάνια: Δομή, δραστικότητα και χαρακτηριστική αντίδραση των αλκανίων (υποκατάσταση μέσω ελευθέρων ριζών). Κυκλοαλκάνια (δομή, ανάλυση διαμορφώσεων και αντιδράσεις).
Αλκένια: Δομή αλκενίων, μηχανισμός της αντίδρασης ηλεκτρονιόφιλης προσθήκης, αντιδράσεις απόσπασης (αφυδάτωση αλκοολών, αφυδραλογόνωση αλκυλαλογονιδίων, μηχανισμοί Ε1, Ε2)
Αλκίνια: Δομή και δραστικότητα των αλκινίων. Κετο-ενολική ταυτομέρεια, οξύτητα των αλκινίων.
Συζυγή διένια: Δομή, δραστικότητα και αντιδράσεις των συζυγών διενίων (1,2- και 1,4- προσθήκη).
Αρωματικές ενώσεις: Αρωματικός χαρακτήρας. Δομή βενζολίου και χαρακτηριστική αντίδραση (ηλεκτρονιόφιλη αρωματική υποκατάσταση)
Αλκυλαλογονίδια: Δομή και δραστικότητα των αλκυλαλογονιδίων. Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης (μηχανισμοί SN1 & SN2).
Αλκοόλες: Αντιδράσεις παρασκευής, φυσικές και χημικές ιδιότητες αλκοολών. Μηχανισμοί χαρακτηριστικών αντιδράσεων.
Αιθέρες και εποξείδια: Αντιδράσεις παρασκευής και μηχανισμοί χαρακτηριστικών αντιδράσεων αιθέρων και εποξειδίων
Αλδεϋδες και κετόνες: Αντιδράσεις παρασκευής αλδεϋδών και κετονών, αντιδράσεις προσθήκης στο καρβονύλιο. Δραστικότητα α-υδρογόνων και αντιδράσεις συμπυκνώσεως.
Οργανικά οξέα και παράγωγα τους: Αντιδράσεις παρασκευής και φυσικοχημικές ιδιότητες καρβοξυλικών οξέων και των παραγώγων τους (χλωρίδια, ανυδρίτες, εστέρες αμίδια) καθώς και οι φυσικοχημικές ιδιότητες τους
Αντιδράσεις παραγώγων των οξέων: Αντιδράσεις υποκαταστάσεως στο καρβονύλιο
Χαρακτηριστικές αντιδράσεις καρβονυλικών ενώσεων: Μηχανισμοί χαρακτηριστικών αντιδράσεων (name reactions) πχ συμπύκνωση Claisen
Αμίνες: Βασικότητα αμινών, παρασκευές και χαρακτηριστικές αντιδράσεις των αμινών.
Μαθησιακοί στόχοι:
Βασική επιδίωξη του μαθήματος είναι η εξοικείωση των σπουδαστών με τις κυριότερες έννοιες της Οργανικής Χημείας. Πιο συγκεκριμένα, η διδασκόμενη ύλη περιλαμβάνει τη μελέτη του τρόπου σχηματισμού ομοιοπολικού χημικού δεσμού στις οργανικές ενώσεις (απλός, διπλός, τριπλός, συζυγιακό σύστημα, αρωματικό σύστημα και πολωμένος ομοιοπολικός δεσμός) καθώς και τη διερεύνηση της χημικής συμπεριφοράς των ως άνω συστημάτων δηλαδή των τρόπο ρήξης (σχάσης) των δεσμών αυτών σε διάφορες συνθήκες.
Η εκμάθηση των αντιδράσεων σύνθεσης αλλά και των μηχανισμών αντίδρασης ορισμένων κατηγοριών ενώσεων προς άλλες χημικές ενώσεις (πρώτες ύλες, ενδιάμεσα, προϊόντα) πραγματοποιείται ανά λειτουργική ομάδα. Με τον τρόπο αυτό, η εξέλιξη του μαθήματος δίνει τη δυνατότητα διερεύνησης και σύνδεσης της δομής των οργανικών μορίων με τη χημική τους συμπεριφορά. Επίσης, σε κάθε ενότητα γίνεται αναφορά στις εφαρμογές που έχουν οι οργανικές ενώσεις που μελετώνται (π.χ. στην παραγωγή προϊόντων καθημερινής χρήσης, φαρμάκων, τροφίμων, υλικών κλπ).
Εργαστήριο Οργανικής Χημείας (4ου)
Περιγραφή ασκήσεων:
Απομόνωση καφεΐνης από φύλλα τσαγιού, παρασκευή (απομόνωση και χαρακτηρισμός) αιθυλοβρωμιδίου από αιθανόλη, παρασκευή (απομόνωση και χαρακτηρισμός) κυκλοεξενίου από κυκλοεξανόλη, παρασκευή κυκλοεξανόνης από την κυκλοεξανόλη, σχηματισμός οξίμης, σύνθεση τριφαινυλοκαρβινόλης από βενζοφαινόνη και βρωμοβενζόλιο, μέσω οργανομαγνησιακής ένωσης.
Μαθησιακοί στόχοι:
Οι εργαστηριακές ασκήσεις που πραγματοποιούνται στο υποχρεωτικό «Εργαστήριο Οργανικής Χημείας» έχουν τους παρακάτω μαθησιακούς στόχους:• Ενημέρωση των σπουδαστών σε θέματα ασφαλείας σχετιζόμενα με οργανικές ενώσεις και το περιβάλλον οργανικής σύνθεσης (εκμάθηση μεθόδων προφύλαξης και προστασίας έναντι κινδύνων, ενημέρωση περί τοξικότητας των αντιδραστηρίων και η εφαρμογή κατάλληλων χειρισμών τεχνικών και αντιδότων).• Εκμάθηση και εξοικείωση των σπουδαστών με τις κυριότερες εργαστηριακές τεχνικές, όπως απόσταξη, ανακρυστάλλωση, εκχύλιση, διήθηση κτλ.
• Εκμάθηση τεχνικών απομόνωσης φυσικών προϊόντων.
• Εκμάθηση αντιδράσεων υποκατάστασης, απόσπασης, οξείδωσης, προσθήκης στο καρβονύλιο, σύνθεσης οργανομεταλλικής ένωσης.
• Εφαρμογή μεθόδων ανίχνευσης χαρακτηριστικών δεσμών ή ομάδων
• Εφαρμογή και παρακολούθηση πειραματικής διαδικασίας και δυνατότητα συγγραφής εργαστηριακού ημερολογίου.
Εξέταση-Βαθμολόγηση:
O βαθμός του σπουδαστή στο Εργαστήριο Οργανικής Χημείας διαμορφώνεται α) από τη συνολική εικόνα του σπουδαστή κατά τη διεξαγωγή των πειραμάτων, β) από το «Φύλλο Εργαστηριακού Ημερολογίου» και γ) από την γραπτή εξέταση στο τέλος των εργαστηριακών ασκήσεων.
Ο βαθμός του σπουδαστή στο Εργαστήριο συμμετέχει κατά 40% στη διαμόρφωση του τελικού βαθμού στο υποχρεωτικό μάθημα «Οργανική Χημεία» (όταν ο βαθμός στο γραπτό του μαθήματος είναι τουλάχιστον 5).