Среди органических соединений многие являются циклическими. Впервые об их существовании узнали, когда в 1865 г. Ф. Кекуле определил строение молекулы бензола (рис. 140, А, Б).

В то время было известно, что бензол является углеводородом с эмпирической формулой С 6 И 6 . Попробуйте построить структурную формулу этого вещества, выстраивая в ряд атомы водорода или разветвляя образованную ими цепочку. Вы убедитесь, что это возможно только в том случае, если предположить, что молекула содержит в некоторых участках тройные связи между атомами углерода. Но химические эксперименты такую возможность отвергали. Кекуле долго раздумывал над этой проблемой и пришёл к выводу, что молекула бензола имеет циклическое строение с чередованием двойных и одинарных связей.

По поводу этого открытия ходит много легенд. Говорят, что учёный представил себе змею с нанизанными на неё атомами углерода, а потом увидел во сне, как эта змея схватила себя за хвост. Другие рассказывают, что идея о циклическом строении бензола пришла Кекуле в зоопарке, где он увидел сцепившихся обезьян.

Впоследствии выяснилось, что одинарные и двойные связи в молекуле бензола нельзя считать строго чередующимися, так как невозможно установить, в каком именно месте находится одинарная, а в каком – двойная связь. Поэтому сейчас молекулу бензола обычно изображают в виде шестиугольника с кольцом внутри.

Рис. 140. Циклические органические соединения – бензол и анилин:

А, Б – структурные формулы бензола; В – масштабная модель молекулы бензола; Г – структурная формула молекулы анилина

Рис. 141. Применение бензола: 1 – добавка к бензину; 2 – производство растворителей; 3–7 – производство органических соединений (ацетона (3), анилина (4), пестицидов (5), лекарственных средств (6), фенолформальдегидных пластмасс (7))

Широкое применение бензола представлено на рисунке 141.

Утратив один атом водорода, бензол становится обладателем свободной валентной связи и превращается в радикал фенил. Вводя в его молекулу боковые группы различного строения, можно создать множество соединений, большинство из которых находит широкое практическое применение. Приведём в качестве примеров несколько таких производных. Фенол (устаревшее название – карболовая кислота) представляет собой вещество, образованное заменой одного атома водорода в молекуле бензола на гидроксильную группу. Это соединение служит сырьём для производства эпоксидных и формальдегидных смол, искусственных волокон – нейлона и капрона, антисептиков и аспирина. Фенол обладает слабыми бактерицидными свойствами, поэтому до открытия более эффективных препаратов его использовали в медицинских учреждениях в качестве антисептического средства. Присутствием фенола в дыме объясняется консервирующий эффект копчения продуктов. В то же время фенол опасен для человека из-за своей высокой токсичности. Попадая в организм, иногда даже через неповреждённую кожу, фенол быстро всасывается и действует на клетки головного мозга. Это может привести к потере сознания и даже остановке дыхания.

Анилин можно получить, заменив один из атомов водорода бензола аминогруппой (рис. 140, Г). Сам по себе анилин бесцветен, однако вводя в него различные химические группы, можно получить устойчивые красители самых разнообразных цветов. Помимо этого, его используют в химической промышленности для получения различных полимеров.

Заменив атом водорода на группу СООН - , можно получить бензойную кислоту, обладающую выраженными антисептическими свойствами. Её применяют в медицине для лечения кожных и грибковых заболеваний, а также используют для консервирования продуктов. Производные бензойной кислоты используют в парфюмерной промышленности и при изготовлении красителей. Большое значение принадлежит производному этой кислоты – парааминобензойной кислоте . Она является витамином, причем, что особенно важно, не только у человека, но и у большинства болезнетворных бактерий. Синтезировав вещества, блокирующие действие этой кислоты, такие как стрептоцид, сульфадимезин, сульфадиметоксин и другие, фармакологи получили средства борьбы с многими опасными инфекционными заболеваниями.

Существуют соединения, в молекулах которых бензольные кольца расположены так, что имеют общую «стенку». Такие соединения называют конденсированными . Соединение, состоящее из двух конденсированных бензольных колец, – нафталин (рис. 142). Нафталин обладает резким запахом, и в прошлом его использовали для защиты одежды от моли.

Три кольца бензола, выстроенные в ряд, образуют антрацен. Его производное ализарин используют для изготовления красителей. Если же три кольца не лежат на одной прямой, а среднее приподнято над крайними, получится фенантрен, производные которого входят в состав многих гормонов.

Если циклическая молекула химического соединения состоит только из атомов углерода, то такое соединение называют гомоциклическим (от греч. homo – одинаковый). Если же в составе цикла находятся атомы других элементов, то такие вещества называют гетероциклическими (от греч. hetero – разный), а неуглеродные атомы цикла называют гетероатомами. В роли гетероатомов чаще всего выступают кислород, азот и сера. Гетероциклические кольца, так же как и гомоциклические, могут быть шести– или пятичленными, одиночными или конденсированными.

Рис. 142. Масштабная модель молекулы нафталина

Гетероциклические соединения – очень важный класс органических веществ, так как они входят в состав нуклеиновых кислот, алкалоидов (например, никотина, морфина, кофеина), многих лекарственных и других веществ.

Циклические соединения делятся на карбоциклические и гетероциклические соединения.

Карбоциклические соединения содержат в своих циклах только атомы углерода, в то время как в циклах гетероциклических соединений имеются атомы других элементов (кислорода, азота, серы и т.д.).

Карбоциклические соединения подразделяются на алициклические и ароматические соединения.

Алициклические соединения

Алициклические соединения – это соединения, молекулы которых содержат один или несколько циклов неароматического характера.

Термин «алициклические» означает алифатические циклические соединения, так как по своим свойствам они похожи на соответствующие соединения алифатического ряда.

Однако, несмотря на большое сходство между алифатическими и алициклическими соединениями, имеются некоторые особенности в поведении последних, что обусловлено наличием в них циклической структуры.

Классификация алициклических соединений

Алициклические соединения подразделяются в зависимости от величины цикла, числа циклов и способа соединения циклов.

Простейший алициклический цикл – трехчленный. Но известны алициклы с числом атомов углерода до 30 и более.

Алициклические соединения, содержащие в молекуле два, три, четыре и более циклов, соединенных между собой различным способами, называются полиалициклическими соединениями.

В зависимости от способа соединения циклов они могут иметь один, два, три или более общих углеродных атомов.

В соответствии с этим бициклические соединения классифицируют:

спираны имеют один общий для двух циклов атом углерода;

в соединениях с конденсированными циклами общими для двух циклов являются два соседних атома углерода;

если общих атомов углерода больше двух, то алициклы называются мостиковыми .

По характеру связей в циклах различают:

насыщенные алициклические соединения (циклоалканы);

ненасыщенные алициклические соединения с одной двойной связью (циклоалкены), с двумя – циклоалкадиены, с тремя – циклоалкатриены, с одной тройной связью – циклоалкины.

Циклоалканы (циклопарафины)

Циклоалканами называют предельные алициклические углеводороды, в молекулах которых все углеродные атомы цикла соединены между собой простыми одинарными ϭ – связями.

По своим свойствам они напоминают обычные предельные углеводороды – алканы (парафины), откуда и происходит их название – циклоалканы (циклопарафины).

Циклоалканы иногда называют полиметиленовыми углеводородами (т.е. состоящими из связанных между собой в кольцо метиленовых групп СН 2), или нафтенами, так как некоторые циклоалканы (циклопентаны, циклогексаны и их производные) содержатся в некоторых сортах нефти (например, кавказская или калифорнийская).

Состав циклоалканов выражают общей формулой С n H 2 n , т.е. они изомерны этиленовым углеводородам (алкенам).

Предисловие

«Практическое пособие по химии. 10 класс» предназначено для изучения химии в 10-м классе средней школы по одному из современных учебников, например, по книге Э.Е.Нифантьева и Л.А.Цветкова «Химия 10–11». Настоящее пособие представляет собой третью книгу практических разработок по четырехгодичному курсу химии.
При несомненной связи с неорганической химией, изучаемой в 8-м и 9-м классах, органическая химия (10-й класс) по существу самостоятельный предмет. У нее свой язык, специфическая терминология, повторяющийся циклический характер подачи материала о соединениях разных классов. Например, порядок изучения алканов следующий: состав соединений, их строение, изомерия, названия, реакции получения и химических превращений, применение и расчетные задачи. Такой же порядок используется при рассмотрении последующих классов органических соединений – алкенов, спиртов и т. д.
По своей сути «Практическое пособие» является лаконичным и доступным изложением курса органической химии за 10-й класс по двум темам: «Углеводороды» (14 уроков) и «Кислородсодержащие соединения» (22 урока). После каждой темы следует тестовая контрольная работа. Итоговая проверка знаний по курсу органической химии базового уровня образования также предложена в форме тестов (31 вопрос).
Каждый урок этого пособия начинается кратким изложением теоретических основ конкретного вопроса. Рассмотрены типичные примеры, иллюстрирующие материал, подходы к решению задач. Урок заканчивается упражнениями (6–8 вопросов), контролирующими умения и навыки учащихся. Ответы на многие задания, в том числе решения расчетных и сложных задач, также приведены в пособии. Первые уроки (№ 1–3, 7–12) включают понятия органической химии, вводимые в 9-м классе. Эти уроки составлены в форме химического диктанта. В диктанте названия ключевых терминов обозначены только первыми буквами и далее точками. Такие термины учащиеся вписывают самостоятельно.
Пособие рассчитано на школьников с разным уровнем подготовки. Одни сумеют воспроизвести рассмотренные примеры, другие справятся с предложенными заданиями и аналогичными вопросами из других источников. В результате такой формы работы учащиеся получают необходимые теоретические и практические сведения, которые позволяют им ориентироваться в главных закономерностях органической химии.
Это «Практическое пособие» поможет учащимся в изучении химии. Оно будет полезно учителям при организации учебного процесса и абитуриентам при подготовке к экзаменам в вуз.

Тема 1. Углеводороды.
Урок 1. Строение органических соединений.
Урок 2. Структурные формулы и названия предельных углеводородов.
Урок 3. Изомерия предельных углеводородов.
Урок 4. Ковалентные связи органических соединений.
Урок 5. Гибридизация атомных орбиталей углерода.
Урок 6. Классификация реакций в органической химии.
Урок 7. Химические свойства алканов.
Урок 8. Непредельные углеводороды.
Урок 9. Химические свойства алкенов.
Урок 10. Получение и применение алкенов.
Урок 11. Диены. Природный каучук.
Урок 12. Ацетилен и его гомологи.
Урок 13. Ароматические углеводороды (арены).
Урок 14. Получение, химические свойства и применение бензола.
Урок 15. Контрольная работа № 1 (тесты) по теме 1 «Углеводороды».

Тема 2. Кислородсодержащие соединения.
Урок 16. Одноатомные предельные спирты.
Урок 17. Получение спиртов.
Урок 18. Химические свойства спиртов.
Урок 19. Применение спиртов. Цепочки химических превращений с участием спиртов.
Урок 20. Многоатомные спирты.
Урок 21. Фенолы.
Урок 22. Задачи по теме «Спирты и фенолы».
Урок 23. Альдегиды.
Урок 24. Химические свойства и применение альдегидов.
Урок 25. Кетоны.
Урок 26. Карбоновые кислоты.
Урок 27. Химические свойства карбоновых кислот.
Урок 28. Распознавание кислородсодержащих веществ.
Урок 29. Сложные эфиры и другие производные карбоновых кислот.
Урок 30. Происхождение и применение карбоновых кислот и сложных эфиров.
Урок 31. Генетическая связь углеводородов, их галогенопроизводных и кислородсодержащих соединений.
Урок 32. Жиры.
Урок 33. Углеводы.
Урок 34. Циклические формы моносахаридов.
Урок 35. Дисахариды и олигосахариды.
Урок 36. Полисахариды.
Урок 37. Химические свойства углеводов.
Урок 38. Контрольная работа № 2 (тесты) по теме «Кислородсодержащие соединения».
Урок 39. Итоговая работа «Вся органическая химия».
Словарь терминов

Нам не дано предугадать,
как слово наше в сердце отзовется.

Р.Казакова

Тема 1. Углеводороды

Урок 1. Строение органических соединений

Органическая химия – это наука о соединениях углерода. Мистер Углерод будет проводником по этому пособию.
Углеводороды – органические соединения, состоящие из атомов двух элементов – у……. и в……. .
Многообразие органических соединений обусловлено способностью атомов С образовывать ц… , т.е. соединяться друг с другом. Углеродные цепи бывают л……. , р………… и ц………. .

Линейные цепи – такие, в которых все атомы С располагаются на одной линии (прямой, ломаной или закрученной). Если атомы С обозначать точками, а химические связи между атомами черточками, то линейные цепи выглядят так:

Разветвленные цепи – такие, в которых некоторые атомы С не попадают на непрерывную линию, соединяющую наибольшее число углеродных атомов молекулы. Самую длинную цепь из атомов С называют г…… у……… ц….. . Чтобы выделить главную углеродную цепь, ее атомы С нумеруют. Атомы и группы атомов, не входящие в главную цепь (в том числе гетероатомы* для производных углеводородов), связанные с главной цепью атомов С, называют з………… .

В условной сокращенной записи разветвленных цепей атомы углерода – заместители – будем показывать точками в кружочке, а гетероатомы – химическими символами.
Примеры разветвленных углеродных цепей:

Циклические цепи (циклы) содержат 3, 4, 5, 6 и большее число атомов С, замкнутых в кольцо. Главной цепью в циклических соединениях служат атомы углерода цикла, причем их счет начинают от более сложного заместителя, входящего в цепь.
Примеры циклических цепей:

Группы звезд на небе тоже можно представить как цепи разных видов:

Задание 1. Запишите по одному примеру углеродных цепей трех видов: линейной, разветвленной, циклической, – каждая из которых включала бы семь атомов С.

Задание 2 . В ряду химических символов подчеркните гетероатомы: Н, Li, С, N, O, F, Cl.

Углеводороды линейного и разветвленного строения, все связи между атомами углерода в которых одинарные (насыщенные или предельные):

имеют название «а…..».

Общая формула алканов – С n H 2n +2 , где n = 1, 2, 3, 4 и т. д. (любое целое число). Например, если в молекуле предельного углеводорода три атома углерода (n = 3), то число атомов водорода будет восемь (2n + 2 = 2 3 + 2 = 8), молекулярная формула этого вещества – С 3 Н 8 . Для алканов с пятью и пятьюдесятью атомами С молекулярные формулы – С 5 Н … и С 50 Н … .

Алканы, имеющие циклическое строение (содержащие в составе молекулы цикл), называют ц………… . Общая формула циклоалканов – С n H 2n . Так, для циклических углеводородов, содержащих пять атомов С, молекулярная формула будет С 5 Н 10 . Для циклических цепей состава С 5 Н 10 , у которых при атомах углерода (валентность С – IV) указано необходимое число атомов H, формулы имеют вид:

Известны непредельные углеводороды. В них имеются углерод-углеродные связи двойные (С=С) или тройные (СС) обычно наряду с одинарными (С–С) связями:

Интересно, что при единичном углероде может быть четыре гетероатомных заместителя (структура А), при краевых атомах С углеродной цепи – до трех гетероатомных заместителей (структуры Б 1 –Б 3), а при внутренних атомах цепи – один или два заместителя (структуры В 1 , В 2):

* Гетероатомами в органической химии называют все атомы, отличные от С и Н, например, гетероатомы – F, Cl, Вr, N, О и т. д.

Урок 2. Структурные формулы и названия
предельных углеводородов

Валентность углерода равна … (цифра). Поэтому при записи структурных формул от углерода должно отходить четыре черточки, изображающие химические связи.
Форму записи состава органической молекулы, в которой каждый атом C показан отдельно со связями, называют с………. ф…….. . Химически связанные атомы углерода представляют углеродный скелет молекулы вещества.

Три разновидности структурных формул

1. Самая полная форма записи формулы углеводорода – это когда каждый атом молекулы показан отдельно:

Такая запись громоздкая, занимает много места и используется редко.

2. Форма записи, в которой указывают общее число атомов водорода при каждом атоме С, а между соседними углеродами ставят черточки,
означающие х……… с…. :

СН 3 –СН 2 –СН 3 , Сl–СН 2 –СН 2 –Br.

3. Структурная формула, в которой черточки между атомами, расположенными в записи на одной строке, не указывают, тогда как атомы, выходящие на другие строки, соединяют черточками с прямой цепью:

Иногда углеродные цепи изображают ломаными линиями, геометрическими фигурами (треугольник, квадрат, куб). При этом в каждом изломе цепи, а также в начале и в конце цепи подразумевают атом С. Например, изображениям

соответствуют структурные формулы

Ниже приведены некоторые свойства отдельных предельных углеводородов и формы их записи (табл. 1).

Таблица 1

Названия предельных углеводородов (алканов) линейного строения

Составление названий разветвленных и замещенных алканов

1. Выбирают главную углеродную цепь и нумеруют ее таким образом (слева или справа), чтобы входящие заместители получили наименьшие номера.

2. Название начинают с цифрового локанта – номера углерода, при котором находится заместитель. После цифры через черточку пишут название заместителя. Разные заместители указывают последовательно. Если одинаковые заместители повторяются два раза, то в названии после цифровых локантов, указывающих положение этих заместителей, пишут приставку «ди». Соответственно при трех одинаковых заместителях приставка «три», при четырех – «тетра», при пяти заместителях – «пента» и т. д.

Названия заместителей

3. Слитно с приставкой и заместителем пишут название углеводорода, пронумерованного в качестве главной углеродной цепи:

а) 2-метилбутан; б) 2,3-диметилпентан; в) 2-хлор-4-метилпентан.

Названия циклоалканов составляют аналогично, только к названию углеводорода – по числу атомов углерода в цикле – добавляют приставку «цикло»:

Вещества, сходные по строению, но различающиеся на одну или несколько групп –СН 2 –, известны как г……. .
Примеры гомологов:

СН 3 –СН 3 , СН 3 –СН 2 –СН 3 , СН 3 –СН 2 –СН 2 –СН 3 .

Элемент сходства – алканы с линейной цепью:

Cходство трех формул веществ последнего примера – в каждом случае при втором атоме С главной углеродной цепи находится одинаковый заместитель – группа СН 3 .

Упражнения.

1. Укажите, к каким классам могут принадлежать следующие соединения (алканы подчеркните одной чертой, циклоалканы – двумя):

С 5 Н 8 , С 4 Н 8 , С 4 Н 10 , С 5 Н 12 , С 3 Н 4 , С 3 Н 8 , С 4 Н 6 , С 6 Н 12 , С 7 Н 16 , С 6 Н 6 .

2. Составьте структурные формулы углеводородов, содержащих семь атомов С в молекуле:
а) линейного строения; б) с разветвленной цепью; в) с цепью, включающей цикл.

3. Выберите гомологи из следующих веществ (выделите одинаковым образом). Поясните, в чем их сходство и различие:

СН 3 Сl, СН 3 СН 2 СН 3 , СН 3 СН 2 СН 2 СН 3 ,

4. Составьте структурные формулы: а) более высшего гомолога (+СН 2); б) более низшего гомолога – для следующих веществ :

5. Выберите главные цепи атомов углерода, пронумеруйте их и соотнесите названия (приведены ниже) со структурой следующих соединений :

а) 1-Бром-2-метилциклопропан; б) 1-бром-3-метилбутан; в) н -октан; г) 2-бромбутан.

6. Назовите соединения по их структурным формулам : сходство - оба вещества содержат

трехуглеродное кольцо, а различаются на две группы СН 2 .

Органических соединений много, но среди них имеются соединения с общими и сходными свойствами. Поэтому все они по общим признакам классифицированы, объединены в отдельные классы и группы. В основе классификации лежат углеводороды – соединения, которые состоят только из атомов углерода и водорода. Остальные органические вещества относятся к «Другим классам органических соединений».

Углеводороды делятся на два больших класса: ациклические и циклические соединения.

Ациклические соединения (жирные или алифатические) – соединения, молекулы которых содержат открытую (незамкнутую в кольцо) неразветвленную или разветвленную углеродную цепь с простыми или кратными связями. Ациклические соединения подразделяются на две основные группы:

насыщенные (предельные) углеводороды (алканы), у которых все атомы углерода связаны между собой только простыми связями;

ненасыщенные (непредельные) углеводороды, у которых между атомами углерода кроме одинарных простых связей, имеются также и двойные, и тройные связи.

Ненасыщенные (непредельные) углеводороды делятся на три группы: алкены, алкины и алкадиены.

Алкены (олефины, этиленовые углеводороды) – ациклические непредельные углеводороды, которые содержат одну двойную связь между атомами углерода, образуют гомологический ряд с общей формулой C n H 2n . Названия алкенов образуются от названий соответствующих алканов с заменой суффикса «-ан» на суффикс «-ен». Например, пропен, бутен, изобутилен или метилпропен.

Алкины (ацетиленовые углеводороды) – углеводороды, которые содержат тройную связь между атомами углерода, образуют гомологический ряд с общей формулой C n H 2n-2 . Названия алкенов образуются от названий соответствующих алканов с заменой суффикса «-ан» на суффикс «-ин». Например, этин (ацителен), бутин, пептин.

Алкадиены – органические соединения, которые содержат две двойные связи углерод-углерод. В зависимости от того, как располагаются двойные связи относительно друг друга диены делятся на три группы: сопряженные диены, аллены и диены с изолированными двойными связями. Обычно к диенам относят ациклические и циклические 1,3-диены, образующие с общими формулами C n H 2n-2 и C n H 2n-4 . Ациклические диены являются структурными изомерами алкинов.

Циклические соединения в свою очередь делятся на две большие группы:

1. карбоциклические соединения – соединения, циклы которых состоят только из атомов углерода; Карбоциклические соединения подразделяются на алициклические – насыщенные (циклопарафины) и ароматические;
2. гетероциклические соединения – соединения, циклы которых состоят не только из атомов углерода, но атомов других элементов: азота, кислорода, серы и др.

В молекулах как ациклических, так и циклических соединений атомы водорода можно замещать на другие атомы или группы атомов, таким образом, с помощью введения функциональных групп можно получать производные углеводородов. Это свойство ещё больше расширяет возможности получения различных органических соединений и объясняет их многообразие.

Наличие тех или иных групп в молекулах органических соединений обуславливает общность их свойств. На этом основана классификация производных углеводородов.

К «Другим классам органических соединений» относятся следующие:

Спирты получаются замещением одного или нескольких атомов водорода гидроксильными группами – OH. Это соединение с общей формулой R – (OH) х, где х – число гидроксильных групп.

Альдегиды содержат альдегидную группу (С = О), которая всегда находится в конце углеводородной цепи.

Карбоновые кислоты содержат в своём составе одну или несколько карбоксильных групп – COOH.

Сложные эфиры – производные кислородосодержащих кислот, которые формально являются продуктами замещения атомов водорода гидроокислов – OH кислотной функции на углеводородный остаток; рассматриваются также как ацилпроизводные спиртов.

Жиры (триглицериды) – природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и односоставных жирных кислот; входят в класс липидов. Природные жиры содержат в своём составе три кислотных радикала с неразветвлённой структурой и, обычно, чётное число атомов углерода.

Углеводы – органические вещества, которые содержат содержащими неразветвленную цепь из нескольких атомов углерода, карбоксильную группу и несколько гидроксильных групп.

Амины содержат в своём составе аминогруппу – NH 2

Аминокислоты – органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы.

Белки – высокомолекулярные органические вещества, которые состоят состоящие из альфа – аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью.

Нуклеиновые кислоты – высокомолекулярные органические соединения, биополимеры, образованные остатками нуклеотидов.

Остались вопросы? Хотите знать больше о классификации органических соединений?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь .
Первый урок – бесплатно!

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Циклические структуры

Циклические конструкции обеспечивают многократное выполнение одной и той же последовательности инструкций, которая называется телом цикла. Существуют два вида элементарных циклических структур:

 циклы с параметром;

 итерационные циклы или циклы с условием.

Циклы с параметром используют тогда, когда количество повторов тела цикла заранее известно. В языке Pascal циклы с параметром реализуются с помощью оператора For.

Итерационные циклы используются тогда, когда число повторений заранее неизвестно, но задано условие окончания цикла. Причем, если условие окончания цикла проверяется перед выполнением тела цикла, то такие циклические структуры называют итерационными циклами с предусловием (“Выполнять пока”), а если проверка условия происходит после выполнения тела цикла – итерационными циклами с постусловием (“Выполнять до тех пор пока не”).

На практике циклы с условием чаще всего используют в двух случаях:

Число повторений заранее неизвестно (например, цикл до достижения требуемой точности результата).

Число повторений заранее известно, но шаг параметра цикла не равен 1 (или –1).

В языке Pascal итерационные циклы с предусловием реализуются с помощью оператора While, а итерационные циклы с постусловием - с помощью оператора Repeat … Until.

Оператор FOR

Цикл с параметром (счетчик)

Синтаксис оператора For:

Формат оператора:

for (параметр):=(начальное значение) to/ downto (конечное значение) do(оператор);

Значения параметра могут быть только порядкового типа, и шаг изменения параметра может быть только +1 (to) или -1 (downto). Цикл выполняется до тех пор, пока параметр цикла меньше или равен конечному значению.

Примеры :

Протабулировать функцию (найти значения функции) y=sin x на отрезке с шагом h.

Программа, реализующая данный алгоритм имеет вид:

Программа, реализующая данный алгоритм будет иметь вид:

Цикл с предусловием While

Цикл с предусловием выполняется до тех пор, пока условие истинно. С предусловием, потому, что условие стоит перед телом цикла.

Формат оператора:

while (условие) do (оператор);

Этот оператор работает следующим образом: перед тем как войти в сам цикл, проверяется условие. Если оно выполняется, то программа заходит в тело цикла, если же условие не выполняется, то программа переходит к следующему оператору, который идет после цикла. Выполнение условия проверяется после каждой итерации. Может получиться и так, что программа не попадет в тело цикла ни разу.

Цикл с постусловием

Бывает такая ситуация, что надо получить результаты первой итерации цикла, а только потом проверять выполнение условия. В этом случае можно воспользоваться оператором repeat…until.

Обеспечивается работа оператора repeat, пока не выполнится условие. Формат оператора:

(операторы)

until (условие);

Пример . Вычислить сумму бесконечного ряда с заданной точностью Eps, (т.е. вычислить сумму всех членов последовательности, не меньших заданного числа Eps).

Компонент Memo (многострочное окно редактирования). Используется для ввода, отображения и редактирования многострочных текстов. Относится к группе Standard.

Пример использования в программе

1. Заполнение Memo с использованием свойства Text на примере табулирования функции.

2. Тот же пример, но Memo заполняется с использованием свойства Lines. Метод Add, примененный к Lines позволяет добавить строку в Memo. Оператор memo1.Lines:=’ x | y ’; задает первую строку в Memo .

Работа с кнопкой

Delphi предоставляет большой выбор кнопок (Button, BitBtn, SpeedButton, MainMenu), но работа со всеми эти компонентами имеет много общего: кнопки служат для ввода некоторой информации и перехода к дальнейшим действиям программы. У кнопок есть заголовок (свойство Caption) и метод «нажать на кнопку» - onClick. BitBtn отличается от Button тем, что у первого имеется свойство Glyph, в которое можно загрузить картинку (конечный путь всегда одинаков: Program Files\Common Files\Borland Shared\Images\Buttons). Также у компонента BitBtn имеется свойство Kind, которое может принимать следующие значения, представленные на рисунке. При этом на кнопке появится соответствующая картинка. Если для кнопки установлено значение свойства Kind в bkClose, то при нажатии на данную кнопку будет закрываться текущее окно. Более подробное объяснение применению данного свойства будет рассмотрено ниже (работа с формой).

Значения свойства Kind

При выборе пользователем компонента мышью, ее курсор может принимать различные виды (песочные часы, рука и т.д.), если программист настроил свойство Cursor. Также можно настроить подсказку (высвечивается текст в прямоугольнике рядом с компонентом при наведении на него мышью). Для этого выбираем свойство Hint, в который печатаем необходимый текст, свойство ShowHint типа Boolean устанавливаем в значение True.

Значение свойства Cursor

Значение свойства Hint и ShowHint

Компонент Image (графический образ). Позволяет отображать рисунок, загруженный из графического файла. Относится к группе Additional.

Рекуррентная формула

Рекуррентной называется всякая формула, выражающая каждый член последовательности через предыдущие члены этой последовательности. Используется чаще всего в целях избавления от больших чисел при вычислении суммы членов последовательности.

Как правило, в этом случае рекуррентная формула имеет вид: , откуда, зная общий член последовательности, можно будет найти коэффициент С, на который нужно умножать каждый предыдущий член последовательности, чтобы найти следующий:

Пример . Вычислить сумму бесконечного ряда:

Найдем коэффициент C, разделив (k+1)-ое слагаемое на k–ое:

Таким образом, очередной член ряда можно вычислить по рекуррентной формуле:

Подпрограммы

Подпрограмма представляет собой группу операторов, которая логически закончена и оформлена специальным образом. Подпрограмму можно вызывать неограниченное количество раз из любого места программы. Использование подпрограмм позволяет структурировать программу, уменьшить ее размер, повысить читабельность.

По структуре подпрограмма аналогична структуре программы. Она также содержит заголовок, который отличается по оформлению от заголовка программы, и блок описания переменных, однако отсутствует блок подключения модулей.

Работа с любой подпрограммой включает в себя два этапа: описание подпрограммы и ее вызов.

Подпрограммы делятся на два вида: функции и процедуры, которые отличаются тем, что функция может под своим именем возвращать значение в качестве результата.

Процедуры

При описании процедуры указывается заголовок, который состоит из обязательного слова Procedure, имени процедуры и необязательного списка параметров в круглых скобках с указанием типа каждого параметра). Вызов процедуры осуществляется с помощью оператора вызова, который состоит из имени процедуры и списка аргументов, заключенных в круглые скобки. Аргументы должны быть указаны строго в том порядке и с теми типами данных, как и при описании процедуры.

Структура процедуры

Procedure (список формальных параметров);

Begin

Список формальных параметров может включать:

Параметры-значения или входные параметры, значения которых должны быть установлены до начала работы данной процедуры (определяют исходные данные для работы процедуры);

Параметры-переменные или выходные параметры, получающие свое конкретное значение в результате работы процедуры (определяют выходные данные процедуры). Перед перечислением параметров-переменных в списке формальных параметров должно стоять ключевое слово var.

Каждый параметр имеет имя и тип, указанный через «:». Параметры отделяются друг от друга «;»

Обращение к процедуре осуществляется в основной программе путем задания ее имени и списка фактических параметров того же типа и количества, что и формальные.

Функции

Функции состоят из заголовка и блока. Заголовок содержит ключевое слово function, имя функции, необязательный список формальных параметров, заключенный в круглые скобки, и тип значения, возвращаемого функцией. Возвращаемое значение может иметь любой тип, кроме файлового.

Блок функции аналогичен блоку процедур. В теле функции необходим хотя бы один оператор присваивания, в левой части которого стоит имя функции (лучше использовать вместо имени функции переменную Result).

Вызов функции осуществляется по ее имени с указанием в круглых скобках списка аргументов, которого может и не быть. Если аргументы имеются, то они должны быть указаны строго в том же порядке и иметь тот тип, что и блоке заголовка функции.

Параметры и аргументы

Параметры являются элементами подпрограммы и используются при описании ее алгоритма. Аргументы указываются при вызове подпрограммы и замещают параметры при выполнении подпрограммы. Параметры могут быть любого типа, включая структурированный. Существуют следующие виды параметров:

Значение

Константа

Переменная

Нетипизированная константа и переменная

Группа параметров, перед которыми в заголовке подпрограммы отсутствуют слова var или const и за которыми следует указание их типа, называются параметрами-значениями . В подпрограмме значения таких параметров можно изменять, но эти изменения не влияют на значение соответствующих им аргументов, которые были подставлены вместо фактических параметров-значений.

Рекурсия

Слово «рекурсия» происходит от латинского слова «recursio» - возвращение.

Если процедура (или функция) обращается сама к себе как к процедуре (или функции) непосредственно или через цепочку подпрограмм, то это называется рекурсией.

Для того, чтобы подобного типа программы не зацикливались (что очень реально), в первую очередь, необходимо обеспечить выход из рекурсии.

Циклической структуры на языке...