Функциональный тренинг: преимущества групповых занятий
В последнее время различные фитнес-клубы часто включают в перечень предоставляемых услуг функциональные тренинги. Подобные тренировочные процессы помогают развивать двигательную активность за счет улучшения 5 основных физических качеств человека – выносливости, силы, гибкости, координации и быстроты.
Происхождение и польза функционального тренинга
В индустрии фитнес-клубов функциональные тренировки являются своеобразной новинкой. Разрабатываются такого рода тренинги на основе специализированных программ, заимствованных из подготовки атлетов в самых разных видах спорта.
Подобные комплексы упражнений используются в тренировках:
· пловцов;
· лыжников;
· велогонщиков;
· конькобежцев;
· легкоатлетов;
· байдарочников.
Польза, которую приносят занятия, обусловила их популярность не только среди спортивно ориентированных посетителей фитнес-клубов, но и среди любителей здорового образа жизни.
Необычные нагрузки и большое количество разнообразных упражнений позволяют совершенствовать правильное дыхание, вестибулярный аппарат, чувство равновесия.
Всего за один час основные группы мышц приводятся в тонус, ускоряются метаболические процессы, повышается выносливость кровеносных сосудов, укрепляется мышечный корсет. При этом осевая нагрузка на позвоночник является минимальной, чрезмерное напряжение на суставы и связки отсутствует.
Особенности воздействия тренировок на организм
Главным принципом функциональных тренингов является сочетание комплекса упражнений на основе тех физических действий, которые человек выполняет постоянно в своей обычной жизни. С помощью специальных упражнений формируются правильные навыки и качества движений.
Подобные занятия не зря называют 3D-тренировками, учитывая работу мышц во всех плоскостях, а также использование всех режимов мышечного сокращения. Грамотно подобранная программа тренировок может помочь:
· Развивать функциональную силу;
· Сжигать большое количество калорий;
· Насыщать организм кислородом;
· Улучшить давление и нормализовать сон;
· Ускорить сердечный ритм;
· Быстро и безопасно похудеть;
· Нарастить мышечную массу;
· Укреплять мышцы спины;
· Предотвратить развитие остеохондроза;
· Снизить риск получения травм.
Исследования, проведенные в 2009 году, показали, что функциональные тренинги можно считать еще и эффективным методом реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Среди основных направлений функциональных тренингов можно выделить интервальные тренировки, гиревой фитнес, отжимания, пауэр-йогу, воркауты на турниках. Большую пользу способны принести групповые занятия со свободными отягощениями или утяжеленными степами, фитболами, мячами.
Важная роль групповых тренировок
Заниматься функциональными тренировками можно самостоятельно. Но можно ли достичь таким образом необходимого уровня эффективности? Ведь только грамотно, профессионально подобранные комплексы упражнений способны воздействовать на тело и организм человека в том направлении, где это необходимо. Оживленная атмосфера, возможность посоветоваться или позаниматься с напарником – те важные стимулы, которые способны помочь в достижении поставленных целей.
В современных фитнес-центрах подбираются небольшие группы со стабильным, притеревшимся составом.
Учитывая групповую динамику, процесс тренировок осуществляется с использованием определенных правил, создающих позитивный настрой и благоприятную атмосферу для обучения.
· Применять активные методы, направленные на всех участников тренинга;
· Моделировать реальные ситуации на основе полученных знаний;
· Анализировать отношения между участниками своей команды;
· Поддерживать мотивацию, ориентируясь на успехи окружающих;
· Соревноваться в стремлении быть лучшими и не пропускать занятия;
· Получать заряды положительных эмоций на разных этапах;
· Выявить наличие схожих проблем у других людей и не комплексовать.
Инструкторский состав, проводящий курсы тренировок на базе функциональных тренингов, имеет необходимое образование и соответствующий опыт работы. Правильно подобранные комплексы упражнений способны стать верным шагом на пути к внешнему и внутреннему здоровью.
Для тренинговых групп разрабатываются собственные нормы и правила, соответствующие поставленным целям и задачам. Как и в психологических тренингах, в данном случае групповая динамика определяет разделение на конкретные роли и обеспечивает подсознательную борьбу. Здесь могут быть лидеры, задающие темп, юмористы, без которых не так весело выполнять упражнения, неуверенные в себе личности, которым требуется поддержка.
Более предпочтительной считается форма групповых тренировок и в плане расходов. Индивидуальные занятия всегда будут стоить дороже, чем выполнение тех же упражнений в группе приветливых, целеустремленных товарищей. Перед началом тренировок или после длительного перерыва стоит проконсультироваться со специалистами-медиками по поводу графиков и уровня нагрузок.
Описание групповых занятий
АЭРОБНЫЕ ПРОГРАММЫ
Направлены на улучшение координации движений, выносливости, а также работы сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Аква-аэробика
Аква-аэробика -развивает мышцы, способствует похудению и подвижности суставов, делает осанку лучше.
Вода также убирает мышечное напряжение и прекрасно действует на опорно-двигательный аппарат в целом. Аквааэробика помогает снизить вес, таким образом разгрузив суставы, делает общее самочувствие намного лучше.
Класс на стационарных велотренажерах, имитирующий групповую велогонку. Урок средней, высокой интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
STEP 1
Обучение базовым шагам степ-аэробики, соединяя их в комбинации среднего уровня сложности. Нагрузка средней интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
STEP 2
Совершенствование сложно координационных шагов степ-аэробики, соединяя их в комбинации высокого уровня сложности. Нагрузка средней, высокой интенсивности. Рекомендован для подготовленных.
TAI-BO
Кардио-тренировка высокой интенсивности с элементами боевых искусств и силовой тренировки. Рекомендуется для подготовленных.
AEROBICS
Совершенствование базовых шагов классической аэробики, соединяя их в комбинации среднего уровня сложности.
Нагрузка средней интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
Аква Press
Аква Пресс — это тренировка в воде с использованием оборудования, направленная на максимальную проработку мышц брюшного пресса. Подходит для всех уровней подготовленности.
Аква Pump
Aqua Pump — это аэробно-силовой урок для тех, кто предпочитает занятия высокой интенсивности .Направлен на развитие всех мышечных групп. Используется специальное оборудование : гантели, нудлы. Подходит для среднего и высокого уровня подготовленности.
Аква NIKE Training
Аква NIKE Training это интервальной аэробно-силовой урок для тех, кто предпочитает занятия высокой интенсивности . Грамотное сочетание интервальной работы дает максимальную эффективность от тренировки .
Аква Хореография
Аква Хореография — это тренировка сердечно — сосудистой и дыхательной систем организма, развитие координационных способностей. Сложная хореография урока в тандеме с интенсивной нагрузкой сделает урок интересным и продуктивным .
Урок рекомендован для среднего и высокого уровня подготовленности.
Step power
Step power — это разновидность аэробной тренировки, с чередованием динамичных движений на степ-платформе и силовой нагрузки (упражнений с гантелями).
Step power – это прекрасная возможность избавиться от лишнего веса.
Summer camp
Занятие (55 мин.) на открытом воздухе. Разноплановые тренировки от профессиональных тренеров Fitnessavenue.
Интервал. Растяжка. Волейбол. Кросс ФИТ. Тренировки проходят на открытом воздухе. Занятие платное. Рекомендовано для любого уровня подготовки.
СИЛОВЫЕ ПРОГРАММЫ
Направлены на укрепление основных мышечных групп, связок и суставов, достижение мышечного рельефа без чрезмерного увеличения мышц в объеме.
(Abdominal Buttocks Legs)
Силовой урок для тренировки мышц ног и ягодиц. Урок средней интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
Силовая тренировка с использованием специальной разборной штанги. Формат урока позволяет укрепить все основные мышечные группы, связки и суставы.Нагрузка средней, высокой интенсивности. Рекомендован для подготовленных.
IRON TRAINING
Уникальная силовая система тренировки на все группы мышц, составленная германскими спортсменами и медиками. Занятия строятся на повторении трех базовых упражнений: тяги, жима и приседаний. На тренировке используются специальные мини штанги.
SUPER SCULPT
Силовая тренировка на все основные группы мышц с использованием разнообразного оборудования. Урок средней, высокой интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
UPPER BODY 30
Силовой урок для тренировки мышц верхнего плечевого пояса (мышц верхней части спины, груди, дельтовидные мышцы, бицепс, трицепс). Урок средней интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
Upper Body + ABL
Upper Body (30 минут) — Силовой урок для тренировки мышц верхнего плечевого пояса (мышц верхней части спины, груди, дельтовидные мышцы, бицепс, трицепс).
ABL (30 минут) — Силовой урок для тренировки мышц ног и ягодиц.
Урок средней интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
TABS 30
Силовой урок для мышц брюшного пресса. Урок средней интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
Бразильские ягодицы
Программа эффективных упражнений для создания красивых форм бёдер и ягодиц. Урок средней интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
INTENSIVE
Intensive — тренировка для подготовленных, направленная на жиросжигание, развитие выносливости, дыхательной и сердечно-сосудистой систем, развитие силовых показателей.
Power class
Интенсивная тренировка, направленная на похудение и проработку основных групп мышц с использованием дополнительного оборудования. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
Strong Spine
Оздоровительная тренировка, включающая упражнения, направленные на укрепление мышц спины и верхнего плечевого пояса (руки и плечи), красивая осанка и сильные руки. Занятие направлено на улучшение подвижности позвоночника. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
Upper body+Tabs
Занятие разделено на две части. Первая это — силовой урок для тренировки мышц верхнего плечевого пояса (мышц верхней части спины, груди, дельтовидные мышцы, бицепс, трицепс). Вторая это — силовой урок для мышц брюшного пресса. Урок средней интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
Круговая жиросжигающая тренировка
Круговая жиросжигающая тренировка это прекрасный способ проработать все основные группы мышц за сравнительно короткий период. Во время кругового тренинга упражнения выполняются друг за другом, по кругу, а не сетами, как обычно. Один круг представляет собой несколько упражнений, обычно от 4 до 7. Упражнения можно выполнять либо на повторы, либо на время. При этом отдых между упражнениями одного круга или короткий (30 секунд), или совсем отсутствует.
ABL+TABS
Занятие разделено на две части. Первая это — силовой урок для тренировки мышц ног и ягодиц. Вторая это — силовой урок для мышц брюшного пресса. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
ТАНЦЕВАЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ
Направлены на развитие координации тела, пластичности и грациозности движений. Эти занятия помогают найти пути самовыражения и взаимодействия с другими людьми.
ORIENTAL
Танец живота – танцевальное направление в восточном стиле. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
Танцевальное направление, которое сочетает в себе все преимущества аэробных упражнений и эффект танцевальных движений. Программа отлично подходит для сжигания лишних калорий под зажигательную латинскую музыку.
DANCE MIX
В уроке используется хореографическое смешение танцевальных направлений различных стилей: Hip-Hop, Strip Dance, Ragga, Jazz, River Dance, Rok-n-Roll, Club Dance. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
LATINO
Танцевальная аэробика с использованием элементов латиноамериканских танцев. Данное направление объединяет в себе модную концепцию клубных вечеринок и лучшие традиции классической школы латины.
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ТРЕНИНГ
Направлен на тренировку тела как единой системы при помощи выполнения естественных движений для улучшения ежедневной активности, развития координации, баланса и укрепления всех мышечных групп.
Это тренировка на специальной мягкой полусфере. Веселый и динамичный класс для тренировки баланса и функциональной силы, внутренних групп мышц. Урок средней интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
BODY BALL
Тренировка основных мышечных групп с использованием мяча. Урок средней интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
FUNCTIONAL ACTIV
Функциональный тренинг с силовым эффектом, построенный на основе силовых упражнений выполняемых во всех плоскостях. Тренинг состоит из усложненных комбинаций и упражнений. Направлен на глубокую проработку мышечных групп, способствует эффективному снижению веса. Урок высокой интенсивности. Рекомендован для продвинутого уровня подготовленности.
FUNCTIONAL FLOW
FUNCTIONAL FLOW
Функциональный тренинг со своим телом в непривычных плоскостях. Данный метод сочетает в себе элементы йоги, пилатеса, функциональной тренировки, танца и тай-чи. Такое сочетание терапевтических упражнений, упражнений на силу и гибкость вместе с классическими дыхательными техниками помогает одновременно укрепить и вытянуть мышцы, снять стресс, убрать боль в спине, улучшить осанку, лучше понять и почувствовать свое тело. Урок средней интенсивности. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
TRX STUDIO
Это универсальная функциональная тренировка, которая позволяет не только развивать все мышечные группы, укреплять связки и сухожилия, но и улучшать гибкость, ловкость, силу, вестибулярный аппарат, выносливость и многое другое. Данная тренировка имеет еще одно важное достоинство – эффективное развитие мышц так называемого кора (мышц-стабилизаторов, в том числе пресса).
Упражнения подходят для всех возрастных групп, для мужчин и женщин, для лиц с отклонениями в состоянии здоровья, так как в этой тренировке нет никакой осевой (вертикальной) нагрузки на позвоночник.
ЖИРОТОПКА
Высокоинтенсивная тренировка на все мышечные группы.
Специальные упражнения составляют основу этой эффективной тренировки. Подкожный жир буквально «плавится».
LIGHT TRAINING
Мягкий функциональный тренинг, преимущества которого заключаются в глубоком физиотерапевтическом воздействии на тело, в его ментальности, и доступности людям любого уровня подготовленности.
ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ
Занятия направлены на расслабление и восстановление мышц и позвоночника после физической нагрузки, реабилитации после травм, снятие повседневного стресса.
Hatha yoga
Одно из направлений йоги, направленное на поддержание здоровья суставов и позвоночника, развитие гибкости тела.
Stretching
Стретчинг – это система упражнений, которые направлены на растяжку мышц и связок, повышение гибкости всего тела и улучшения подвижности суставов. Данная программа может использоваться для придания телу красивой формы, а также для наращивания мышечной массы, для восстановления и расслабления.
АНТИГРАВИТИ в гамаках
Антигравити – это комплексная фитнес-методика, разработана для улучшения общего состояния здоровья и подвижности с помощью интересных, доставляющих удовольствие упражнений в гамаках.
PILATES STUDIO
Студия Пилатес —индивидуальный подход к каждому! Пилатес — это система упражнений для тренировки глубоких постуральных мышц, ответственных за нашу позу и корректное функционирование. Они не задействованы при обычных тренировках в зале и при занятиях классическими видами спорта. Занятия проходят с низким уровнем воздействия, поэтому метод Пилатеса — упражнения без травм.
Здоровое гибкое тело достигается через работу с дыханием, контролем, балансом и осознанностью. На занятиях пилатесом, как и в йоге, большое внимание уделяется расслабленности и внутреннему балансу, но в потоке движения и без статических поз.
Пилатес поможет вашему телу обрести:
•красоту и здоровье;
•подвижность суставов и эластичность связок;
•мышечный каркас и здоровый позвоночник;
•правильное дыхание и контроль мысли;
•высокий физический и душевный тонус
PILATES 1
Урок направлен на укрепление мышечного корсета, глубоких мышц живота и спины, мускулатуры тазового дна. Путем выполнения упражнений системы Пилатес. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
Mind body
Mind body (разумное тело) — эффективный комплекс упражнений, направленный на укрепление поверхностных и глубоких мышц, улучшение осанки, развитие гибкости и силы, создающий внутреннее спокойствие и равновесие!
Шпагат
Шпагат — не просто гимнастическое упражнение, а великолепный способ привести в порядок форму ног, нормализовать работу кишечника, улучшить кровообращение.
МИОФАСЦИАЛЬНЫЙ РЕЛИЗ
Миофасциальный релиз — мягкий и эффективный метод мануальной терапии, превосходящий эффект расслабляющего массажа. С помощью этого метода устраняют болевой синдром, восстанавливают работу позвоночника и суставов, освобождают «зажатые» нервы, мышцы и связки. Урок для людей любого уровня подготовки, пола и возраста.
Занятие, включающее в себя упражнения на растягивание и расслабление с целью восстановления баланса основных мышечных групп и коррекции осанки. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
BALANCE
Баланс — занятие, которое развивает гибкость, укрепляет мышцы, увеличивает подвижность суставов. Урок направлен на расслабление и гармонию, не предполагает резких и интенсивных движений.
Здоровая спина
Программа, созданная для восстановления и профилактики болезней позвоночника. Специально подобранный комплекс упражнений на развитие подвижности и гибкости спины рекомендуется и мужчинам, и женщинам. Занятия рассчитаны на любой уровень подготовки, независимо от возраста и физического развития.
Урок, направленный на улучшение кровообращения, помогает нормализовать работу внутренних органов. Способствует не только физическому укреплению и омоложению человека, но и оздоровлению его психики. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
ABL+ШПАГАТ
Занятие разделено на две части. Первая это — силовой урок для тренировки мышц ног и ягодиц. Вторая часть урока это – комплекс упражнений на растяжку. Вследствие тренировки вы увеличите подвижность суставов и эластичность мышц. Отлично подходит для восстановления после силовых тренировок.
НАПРАВЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛЬНОГО и КРУГОВОГО ТРЕНИНГА
Уроки направлены на укрепление основных мышечных групп, улучшение функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Способствуют эффективному жиросжиганию.
HIIT -700 ккал
HIIT — интервальная тренировка высокой эффективности, тренировка построена по принципу чередования высокой и низкой интенсивности.
Тренировка поможет скорректировать фигуру и избавиться от лишнего веса.
INTERVAL
Урок, сочетающий в себе аэробную и силовую нагрузку. Нагрузка средней, высокой интенсивности. Способствует эффективному снижению веса. Рекомендован для любого уровня подготовленности.
Tabata
Интервальная тренировка высокой интенсивности, способствует активному сжиганию жиров и повышению выносливости. Тренировка состоит из 8 раундов упражнений ультравысокой интенсивности с определённым интервалом.
Функциональные группы в органической химии — Репетитор по органической химии
Для успешного изучения курса органической химии необходимо научиться распознавать определенные закономерности в молекулярной структуре и реакциях. Одним из таких основных паттернов является распознавание функциональных групп. Мы определяем функциональную группу как определенную комбинацию атомов, обладающую уникальным набором химических свойств . Таким образом, распознавание функциональных групп в молекуле сделает вас на один шаг ближе к определению возможных реакций и превращений, которые могут происходить с этой молекулой.
Давайте посмотрим на пример выше. Это структура транс--коричного альдегида. Как следует из названия, в нем есть альдегидная функциональная группа. Однако помимо альдегидной функциональной группы у нас также есть алкен и ароматическое соединение (арен).
Важно отметить, что не каждая отдельная часть молекулы должна быть какой-то функциональной группой. Итак, каковы наиболее распространенные функциональные группы?
Углеводороды
Начнем с обзора простых углеводородов. Это функциональные группы, состоящие только из атомов углерода и водорода.
Алканы
Хотя алканы технически не являются функциональной группой, поскольку в них нет ничего уникального и с ними практически не связано какой-либо химии, они являются основой органических молекул. Таким образом, я собираюсь упомянуть их здесь.
Алканы состоят из одинарных связей С-С и С-Н, не имеют других гетероатомов и могут быть как открытыми, так и циклическими. Когда в молекуле нет других функциональных групп, мы используем окончание -ан, чтобы обозначить, что это алкан 9. 0005 . Типичными реакциями алканов являются либо простое сгорание, которое не очень полезно, если вы не пытаетесь обогреть свой дом или запустить машину, либо радикальное галогенирование.
Алкены
Важной характеристикой алкенов является наличие двойной углерод-углеродной связи C=C. Так же, как и алканы, алкены могут быть как открытыми, так и циклическими.
Поскольку алкены являются функциональной группой, мы собираемся обозначить это, изменив окончание -ane на -ene окончание. Из-за жесткости двойной связи алкены обладают множеством стереохимических свойств, которые мы собираемся обсудить позже в этом курсе. Кроме того, наличие двойной связи дает нам много возможностей для функционализации нашей двойной связи в другие функциональные группы. Типичной реакцией алкенов является электрофильное присоединение к двойной связи. Однако позже в курсе мы увидим больше различных реакций алкенов. Итак, это одна из тех функциональных групп, к которым мы будем время от времени возвращаться.
Алкины
Алкины содержат тройную углерод-углеродную связь.
Большинство алкинов, с которыми вы столкнетесь в рамках этого курса, будут молекулами с открытой цепью. Тем не менее циклические алкины также существуют. Проблема с циклическими алкинами и причина их редкости заключается в том, что атомы углерода тройной связи sp-гибридизованы , что означает, что они имеют валентный угол 180°. Это дает огромное угловое напряжение в молекуле, что делает циклические алкины очень нестабильными. Возможно, сейчас это не имеет большого смысла, но мы вернемся к этому позже, когда начнем говорить о различных аспектах структуры и связей в органических молекулах.
Подобно алкенам, номенклатура алкинов включает замену окончания – ане функциональной группы алкана на – yne , заканчивающегося на алкин. Наиболее типичной реакцией алкинов, как и алкенов, является электрофильное присоединение к π-связи.
Арены
Арены также обычно называют ароматическими соединениями, и они составляют огромное семейство молекул. Для целей этого обсуждения мы сосредоточимся только на одном из них — самом важном: бензоле.
Мы обычно рисуем бензол и его производные в виде шестичленного кольца с чередующимися двойными π-связями и одинарными связями. Однако это не совсем правильно, и в действительности в бензоле нет реальных двойных связей, и эта структура (которая, кстати, называется структурой Кекуле) является лишь удобным представлением.
Поскольку ароматические соединения или арены представляют собой большое семейство соединений и не могут быть представлены одной структурой функциональной группы, некоторые инструкторы настаивают на том, чтобы называть бензол по его имени, а не называть его ароматическим соединением. Убедитесь, что вы обращаете внимание на то, как ваш инструктор любит называть это, чтобы не потерять баллы на экзамене! Типичной реакцией бензолов (и вообще ароматических соединений) является электрофильное ароматическое замещение.
Простые функциональные группы
Простые функциональные группы обычно представляют собой небольшие соединения и содержат только один гетероатом, например N, O, галогены, S и т. д.
Галогеналканы
Галогеналканы или алкилгалогениды (обычное название) технически не являются функциональной группой хотя многие инструкторы предпочитают классифицировать его как таковой. Когда мы видим галоген (F, Cl, Br или I), присоединенный к углероду, вы, скорее всего, смотрите на алкилгалогенид.
Поскольку алкилгалогениды не являются «настоящей» функциональной группой, у них нет специального суффикса, который мы использовали бы в конце названия молекулы. Таким образом, мы всегда будем использовать соответствующую префиксную форму (F = фтор, Cl = хлор, Br = бром и I = йод). Алкилгалогениды, наряду со многими другими функциональными группами, обычно участвуют в различных реакциях замещения и отщепления.
Спирты
Спирты являются одной из центральных функциональных групп в органической химии. Спирты не только чрезвычайно важны для биохимических процессов, они также обладают очень богатыми химическими свойствами, что делает их также универсальными и важными синтетическими мишенями.
При наименовании спиртов мы собираемся добавить окончание – ol к родительскому имени (основной цепи), чтобы обозначить, что это спирт. Нам также может понадобиться указать положение группы -ОН в молекуле в зависимости от молекулярной структуры.
Эфиры
Эфиры довольно распространены в природе, но не являются химически разнообразной функциональной группой.
Эфиры не имеют собственного окончания или суффикса и часто называются общепринятыми именами. Тем не менее, имена IUPAC для эфиров часто появляются на экзаменах, и их может быть несколько сложно составить, поскольку они будут использовать некоторые сложные правила номенклатуры. Эфиры могут быть либо с открытой цепью, либо с циклическими молекулами.
Эпоксиды
Эпоксиды представляют собой особый тип циклического эфира. Хотя технически они — это эфиры , они на самом деле обладают уникальными химическими свойствами, которых нет у других эфиров. Это выделяет их в отдельную функциональную группу.
Из-за деформации кольца в эпоксиде они имеют тенденцию довольно легко открываться различными нуклеофилами. Эта способность и легкий синтез эпоксидов из алкенов делает их важными синтетическими промежуточными продуктами, дающими различные спирты. И, как я уже упоминал минуту назад, спирты хороши, когда дело доходит до различных трансформаций функциональных групп.
Номенклатура эпоксидов довольно сложна. Мы можем назвать их гетероциклами, используя « оксиран » в качестве родительского/основного имени, или мы можем назвать их как заместитель в более длинной цепи. Любой из них должен подойти на экзамене, если только ваш преподаватель специально не требует, чтобы вы использовали для них один тип имен.
Альдегиды
Альдегиды широко распространены в природе и важны для синтеза. Эту функциональную группу можно легко распознать по наличию связи C=O на атоме углерода, который также присоединен к H. Простейший альдегид — формальдегид — имеет два атома H, присоединенных к C=O. У остальных только один H.
Номенклатура альдегидов довольно проста, так как нам просто нужно добавить окончание – al к молекуле, которая содержит альдегидную функциональную группу. Префиксная форма альдегида — оксо-, такая же, как и у кетонов.
Кетоны
Кетоны очень похожи на альдегиды как по внешнему виду, так и по функциям. У них также есть двойная связь C=O (которую мы называем карбонильной). Однако в случае кетонов углерод карбонила соединен с двумя другими атомами углерода, и прямых углерод-водородных связей, соединяющих карбонил, нет. Может показаться, что это незначительная разница. Однако присутствие водорода в альдегиде придает им уникальные химические свойства, которых нет у кетонов. Таким образом, это делает альдегиды и кетоны разными функциональными группами.
Поскольку в кетонах карбонил соединен с двумя другими атомами углерода, мы легко можем получить циклический кетон, в котором карбонил сам является частью цикла. Также с точки зрения номенклатуры альдегиды и кетоны чрезвычайно похожи друг на друга. Основное отличие состоит в том, что в случае с кетонами окончание будет таким: на . Однако форма префикса одинакова для обоих: oxo -.
Как альдегиды, так и кетоны имеют очень разнообразный химический состав. Типичными реакциями альдегидов и кетонов являются различные реакции присоединения к карбонилу.
Тиолы
Тиол — это простейшая серосодержащая функциональная группа, которую вы встретите в своем курсе. Тиолы чрезвычайно легко распознать, так как они содержат группу -SH, связанную с атомом углерода.
По номенклатуре тиолы очень похожи на спирты. Чтобы показать, что у нас есть тиоловая функциональная группа, мы просто добавим к названию нашей молекулы окончание — тиол . Однако есть общие названия, связанные с тиолами, которые вы, вероятно, встретите в своем курсе. Наиболее распространенное название тиолов – меркаптан. Это устаревшее и архаичное имя, однако оно все еще широко используется, поэтому рекомендуется его запомнить.
Сульфиды
Сульфид – еще одна простая серосодержащая функциональная группа. Однако, в отличие от тиолов, в сульфидах сера связана с двумя другими атомами углерода.
Что касается номенклатуры сульфидов, то она похожа на простые эфиры, но немного сложнее. Мы можем использовать общие имена, или мы можем использовать два разных стиля систематических имен (имена ИЮПАК). В первом стиле систематического названия сульфидов будет использоваться префикс алкилсульфонил . В настоящее время это предпочтительное название ИЮПАК. Тем не менее, вы все еще можете увидеть более старый и часто используемый другой префикс, который равен 9.0004 алкилтио -. Я не уверен, когда именно было введено это изменение, но я вижу обе версии в текущих учебниках, поэтому было бы неплохо знать обе версии на тот случай, если у вашего инструктора есть предпочтения.
Хотя в органической химии существуют и другие серосодержащие функциональные группы, тиолы и сульфиды являются одними из наиболее распространенных, которые вам необходимо знать. Остальные менее распространены и, по моему опыту, обычно не появляются на тесте. Вы можете посмотреть внизу этой страницы дополнительные примеры серосодержащих функциональных групп.
Амины
Амины представляют собой простейшую азотсодержащую функциональную группу. Как правило, амин будет иметь атом азота, связанный с тремя атомами углерода, а остальные будут атомами водорода.
Номенклатура аминов может быть довольно сложной. Как и во многих предыдущих случаях, мы можем использовать общие имена или использовать систематические правила (IUPAC). Общие названия строятся путем перечисления всех алкильных групп в алфавитном порядке с последующим добавлением слова « амин 9».0005». Названия ИЮПАК образованы путем добавления окончания – амин к исходной молекуле. Если у атома азота несколько групп, мы используем самую длинную цепь в качестве исходной/основной цепи, а затем говорим, что остальные являются заместителями, используя локант N вместо чисел, как в приведенном выше примере.
Помимо сложной номенклатуры, амины имеют очень разнообразный химический состав. Типичными реакциями аминов являются кислотно-основная химия, различные замещения и сложные превращения. Из-за чрезвычайно разнообразного химического состава аминов вы, скорее всего, встретите их гораздо позже в курсе.
Нитрилы
Хотя технически нитрилы классифицируются вместе с производными карбоновых кислот, эта функциональная группа достаточно уникальна, поэтому я предпочитаю выделять ее отдельно.
Нитрил, иногда называемый цианидом, очень легко распознать: это группа -C≡N, присоединенная к другому углероду. Поскольку они построены не так, как другие производные карбоновых кислот, и не выглядят как комбинация других более простых функциональных групп, я выделяю их в отдельную категорию. Чтобы назвать нитрил, мы просто добавляем окончание – нитрил до конца нашего родительского имени.
Сложные функциональные группы
Сложные функциональные группы представляют собой, по существу, комбинацию более простых функциональных групп. Однако сочетание структурных элементов из более простых функциональных групп будет давать новые и уникальные химические свойства, которых мы не наблюдаем у отдельных фрагментов, составляющих сложную функциональную группу. Важно : когда вы решаете, использовать ли сложную функциональную группу или комбинацию простых функциональных групп, всегда выбирайте более сложную.
Несмотря на то, что существует множество различных сложных функциональных групп, наиболее распространенными, которые мы увидим в рамках типичного курса органической химии на втором курсе, являются карбоновые кислоты и их производные. Все производные карбоновых кислот, за исключением нитрилов, сходны по строению и имеют одинаковые структурные особенности.
Как видно из рисунка выше, все карбоновые кислоты и их производные имеют общую связь C=O, которая связана с другой группой. Присутствие другой группы рядом с карбонилом придает уникальные химические свойства каждому производному карбоновой кислоты, превращая их все в отдельные, но связанные функциональные группы. Наиболее распространенный тип реакции, которую вы увидите для производных карбоновых кислот, — это различные типы замещения ацила.
Когда дело доходит до номенклатуры карбоновых кислот и их производных, каждая функциональная группа имеет свое собственное соглашение об именах, что делает номенклатуру карбоновых кислот одной из самых сложных среди любой другой фундаментальной функциональной группы, которую мы рассмотрим в этом курсе.
Другие важные функциональные группы
В органической химии существует много функциональных групп. Исчерпывающий список включает более ста различных типов. Конечно, вам не нужно знать их все, и вы не будете проверяться на них всех. Тем не менее, было бы неплохо ознакомиться с некоторыми другими менее распространенными функциональными группами, с которыми вы обязательно столкнетесь в своем курсе.
На рисунке выше показаны другие часто встречающиеся функциональные группы. По моему опыту, вам не придется давать имена ИЮПАК молекулам, содержащим эти группы.
Упражнение для знакомства с органическими функциональными группами
Органическая химия не часто встречается в курсе химии первого года обучения в средних школах, но она была частью учебной программы штата Нью-Йорк и останется там до тех пор, пока штат Нью-Йорк версия NGSS полностью принята. Когда я разговариваю с учителями химии из других штатов, они часто недоумевают, почему в моем курсе преподается органика и почему мне действительно нравится ее преподавать.
Все просто: мои ученики любят органическую химию. Это отличное применение всех связей, которые мы узнали, и почему это полезно. Студентам нравится видеть реальные связи между полученной информацией о соединении и химическими веществами, которые мы используем дома. Но главный недостаток для меня в том, что у меня есть всего около двух недель, чтобы изучить углеводороды, функциональные группы и реакции с ограниченными ресурсами, оборудованием, химическими веществами и временем занятий.
Органический раздел мы начинаем с введения в
Упражнение предназначено для команд из 2-4 учащихся, которые получают несколько случайно вырезанных карточек*, на которых указаны различные физические и химические свойства и способы применения каждого химического вещества (см. рис. 1). Студенты должны организовать химические вещества в категории по своему выбору. Им дается указание уделять меньше внимания количеству атомов углерода и больше внимания дополнительным элементам, которые, по их мнению, делают эти соединения больше, чем углеводороды. Им также предлагается учитывать свойства каждого соединения, а также связи. Учащиеся должны обвести элементы, которые делают эти химические вещества не углеводородами. Если они закончат эту часть раньше других команд, учащимся предлагается подумать о том, как будут названы эти химические вещества.
Рис. 1: Карточки с несколькими соединениями, организованными учащимися
Я попробовал это со своими учениками. Когда каждая команда начала систематизировать соединения по свойствам и использованию, некоторые ученики отметили, что они издевались над соединениями, которые они видели на столе в своей папке справочных таблиц (хотя таблица еще не была изучена). Другим командам, испытывающим затруднения, дали «подсказку», что в их справочных таблицах есть таблица, которая может им помочь. Все команды во всех трех моих секциях добились успеха в этом упражнении на сопоставление, и когда мы просматривали наши ответы (каждую команду попросили сообщить об определенном классе органических функциональных групп), я все еще мог рассказать свои истории о конкретных химических веществах, которые у нас есть.
В качестве продолжения задания на сопоставление я дал каждой группе учащихся конкретную инфографику из СЛОЖНОГО ИНТЕРЕСА , в которой была одна или несколько функциональных групп (я включил ссылки на две конкретные инфографики ниже для справки, но вы можете выбрать любые темы на сайте, которые, по вашему мнению, будут наиболее интересны вам и вашим ученикам). Команда должна была определить функциональную группу (группы) и попытаться найти причины, по которым функциональная группа находится в этом конкретном соединении. Команды сообщили о своих выводах, чтобы обучить другие команды, которые не видели эту конкретную инфографику. Это было веселое продолжение, которое заняло всего около 20 минут для 7 команд. В довершение всего, в день этого урока за мной случайно наблюдал без предупреждения мой заместитель директора.