Ang pinakasimpleng pag-uuri ay ito. na ang lahat ng kilalang sangkap ay nahahati sa inorganic at organic. Kasama sa mga organikong sangkap haydrokarbon at ang kanilang mga derivatives. Ang lahat ng iba pang mga sangkap ay hindi organiko.

Mga di-organikong sangkap ayon sa komposisyon nahahati sila sa simple at kumplikado.

Mga simpleng sangkap binubuo ng mga atomo ng isang elementong kemikal at nahahati sa mga metal, nonmetals, at noble gas. Ang mga kumplikadong sangkap ay binubuo ng mga atomo ng iba't ibang elemento na chemically bonded sa isa't isa.

Ang mga kumplikadong inorganic na sangkap ay inuri ayon sa kanilang komposisyon at mga katangian tulad ng sumusunod: ang pinakamahalagang klase: oxides, bases, acids, amphoteric hydroxides, salts.

Mga oksido- Ito kumplikadong mga sangkap, na binubuo ng dalawa mga elemento ng kemikal, isa na rito ang oxygen na may estado ng oksihenasyon (-2). Ang pangkalahatang pormula ng mga oksido ay: E m O n, kung saan ang m ay ang bilang ng mga atomo ng elementong E, at n ang bilang ng mga atomo ng oxygen. Ang mga oxide, naman, ay inuri sa salt-forming at non-asin-forming. Ang mga compound na bumubuo ng asin ay nahahati sa basic, amphoteric, at acidic, na tumutugma sa mga base, amphoteric hydroxides, at acids, ayon sa pagkakabanggit.
Mga pangunahing oksido ay mga metal oxide sa mga estado ng oksihenasyon na +1 at +2. Kabilang dito ang:
- metal oxides ng pangunahing subgroup ng unang pangkat ( mga metal na alkali) Li-Fr
- metal oxides ng pangunahing subgroup ng pangalawang pangkat ( Mga metal na Mg at alkaline earth) Mg-Ra
- paglipat ng mga metal oxide sa mas mababang mga estado ng oksihenasyon
Mga acidic na oksido-bumubuo ng mga nonmetals na may CO. higit sa +2 at mga metal na may S.O. mula +5 hanggang +7 (SO 2, SeO 2, P 2 O 5, As 2 O 3, CO 2, SiO 2, CrO 3 at Mn 2 O 7). Exception: WALANG oxides 2 at ClO 2 walang katumbas na acidic hydroxides, ngunit sila ay itinuturing na acidic.
Mga amphoteric oxide-binubuo ng amphoteric metal na may S.O. +2, +3, +4 (BeO, Cr 2 O 3, ZnO, Al 2 O 3, GeO 2, SnO 2 at PbO).
Mga non-salt-forming oxides- non-metal oxides na may CO+1, +2 (CO, NO, N 2 O, SiO).
Grounds- ito ay mga kumplikadong sangkap na binubuo ng mga metal na atom at isa o higit pang hydroxyl group (-OH). Ang pangkalahatang pormula ng mga base ay: M(OH) y, kung saan ang y ay ang bilang ng mga pangkat ng hydroxo na katumbas ng estado ng oksihenasyon ng metal na M (karaniwan ay +1 at +2). Ang mga base ay nahahati sa natutunaw (alkalis) at hindi matutunaw.
Mga asido-(acid hydroxides) ay mga kumplikadong sangkap na binubuo ng mga atomo ng hydrogen na maaaring palitan ng mga atomo ng metal at mga nalalabi sa acid. Ang pangkalahatang pormula ng mga acid: H x Ac, kung saan ang Ac ay ang acidic na nalalabi (mula sa Ingles na "acid" - acid), x ay ang bilang ng mga hydrogen atoms na katumbas ng singil ng ion ng acidic na nalalabi.
Amphoteric hydroxides- ito ay mga kumplikadong sangkap na nagpapakita ng parehong mga katangian ng mga acid at mga katangian ng mga base. Samakatuwid, ang mga formula ng amphoteric hydroxides ay maaaring isulat sa parehong acid at base form.
Mga asin- ito ay mga kumplikadong sangkap na binubuo ng mga metal na cation at anion ng mga residue ng acid. Nalalapat ang kahulugang ito sa mga katamtamang asin.
Mga katamtamang asin- ito ang mga produkto ng kumpletong pagpapalit ng mga atomo ng hydrogen sa isang molekula ng acid na may mga atomo ng metal o kumpletong pagpapalit ng mga pangkat ng hydroxo sa isang baseng molekula na may mga residue ng acid.
Mga acid na asin- Ang mga atomo ng hydrogen sa acid ay bahagyang pinalitan ng mga atomo ng metal. Ang mga ito ay nakuha sa pamamagitan ng pag-neutralize ng isang base na may labis na acid. Upang wastong pangalanan maasim na asin, kinakailangang idagdag ang prefix na hydro- o dihydro- sa pangalan ng isang normal na asin, depende sa bilang ng mga atomo ng hydrogen na kasama sa acid salt. Halimbawa, ang KHCO 3 ay potassium bikarbonate, ang KH 2 PO 4 ay potassium dihydrogen orthophosphate . Dapat tandaan na ang mga acid salt ay maaari lamang bumuo ng dalawa o higit pang mga pangunahing acid.
Mga pangunahing asin- ang mga hydroxo group ng base (OH −) ay bahagyang pinalitan ng acidic residues. Upang pangalanan pangunahing asin, kinakailangang idagdag ang prefix na hydroxo- o dihydroxo- sa pangalan ng isang normal na asin, depende sa bilang ng mga pangkat ng OH na kasama sa asin Halimbawa, ang (CuOH) 2 CO 3 ay tanso (II) hydroxycarbonate tandaan na ang mga pangunahing asin ay maaari lamang bumuo ng mga base na naglalaman ng dalawa o higit pang hydroxo group.
Dobleng asin- naglalaman ang mga ito ng dalawang magkaibang mga kasyon; Halimbawa, KAl(SO 4) 2, KNaSO 4.
Mga pinaghalong asin- naglalaman ang mga ito ng dalawang magkaibang anion. Halimbawa, Ca(OCl)Cl.
Hydrate salts (crystalline hydrates) - naglalaman ang mga ito ng mga molekula ng tubig ng pagkikristal. Halimbawa: Na 2 SO 4 10H 2 O.

Pag-uuri ng mga organikong sangkap

Ang mga compound na binubuo lamang ng hydrogen at carbon atoms ay tinatawag haydrokarbon. Bago simulan ang seksyong ito, tandaan, upang gawing simple ang pag-record, ang mga chemist ay hindi nagsusulat ng mga carbon at hydrogen sa mga kadena, ngunit huwag kalimutan na ang carbon ay bumubuo ng apat na mga bono, at kung sa figure carbon ay konektado sa pamamagitan ng dalawang mga bono, pagkatapos ito ay konektado sa hydrogens ng dalawa pa, kahit na ang huli ay hindi ipinahiwatig:

Depende sa istraktura ng carbon chain, ang mga organic compound ay nahahati sa open-chain compound - acyclic(aliphatic) at paikot- na may saradong kadena ng mga atomo.

paikot ay nahahati sa dalawang pangkat: carbocyclic koneksyon at heterocyclic.

Mga carbocyclic compound, sa turn, kasama ang dalawang serye ng mga koneksyon: alicyclic At mabango.

Mga mabangong compound Ang istruktura ng molekular ay batay sa mga flat na singsing na naglalaman ng carbon na may espesyal na saradong sistema ng π-electrons. bumubuo ng isang karaniwang π-system (isang solong π-electron cloud).

Parehong acyclic (aliphatic) at cyclic hydrocarbons ay maaaring maglaman ng maramihang (double o triple) bond. Ang ganitong mga hydrocarbon ay tinatawag walang limitasyon(unsaturated), hindi katulad limitasyon(puspos), naglalaman lamang ng mga solong bono.

Pi bond (π bond) – isang covalent bond na nabuo sa pamamagitan ng overlapping p-atomic orbitals. Hindi tulad ng sigma coupling, na nagagawa sa pamamagitan ng overlapping s-atomic orbitals kasama ang linya ng atomic bonding, ang pi bond ay nangyayari kapag ang mga p-atomic orbital sa magkabilang gilid ng linya ng atomic bonding ay nagsasapawan.

Sa kaso ng pagbuo ng isang aromatic system, halimbawa, benzene C6H6, ang bawat isa sa anim na carbon atoms ay nasa estado ng sp2 hybridization at bumubuo ng tatlong sigma bond na may mga anggulo ng bono na 120 °. Ang ikaapat na p-electron ng bawat carbon atom ay naka-orient patayo sa eroplano ng benzene ring. Sa pangkalahatan, lumilitaw ang isang solong bono na umaabot sa lahat ng carbon atoms ng benzene ring. Dalawang rehiyon ng mataas na electron density pi bond ay nabuo sa magkabilang panig ng sigma bond plane. Sa gayong bono, ang lahat ng carbon atoms sa benzene molecule ay nagiging katumbas at, samakatuwid, ang naturang sistema ay mas matatag kaysa sa isang sistema na may tatlong naisalokal na dobleng bono.

Ang mga saturated aliphatic hydrocarbons ay tinatawag na alkanes; Ang kanilang lumang pangalan ay madalas na ginagamit ngayon - mga paraffin:

Ang unsaturated aliphatic hydrocarbons na may isang triple bond ay tinatawag na alkynes. Ang kanilang pangkalahatang formula ay C n H 2n - 2

Ang mga saturated alicyclic hydrocarbons ay cycloalkanes, ang kanilang pangkalahatang formula ay C n H 2n:

Tiningnan namin ang klasipikasyon ng hydrocarbons. Ngunit kung sa mga molekulang ito isa o mas malaking bilang Ang mga atomo ng hydrogen ay pinalitan ng iba pang mga atomo o grupo ng mga atomo (halogens, hydroxyl groups, amino group, atbp.), Ang mga hydrocarbon derivatives ay nabuo: halogen derivatives, oxygen-containing, nitrogen-containing at iba pang organic compounds.

Mga atomo o grupo ng mga atom na pinakamaraming tumutukoy katangian ng mga katangian ng klase ng mga sangkap na ito ay tinatawag na functional group.

Ang mga hydrocarbon at ang kanilang mga derivatives na may parehong functional group ay bumubuo ng homologous series.

Ang isang homologous series ay isang serye ng mga compound na kabilang sa parehong klase (homologs), na naiiba sa bawat isa sa komposisyon sa pamamagitan ng isang integer na bilang ng -CH 2 - mga grupo (homologous difference), pagkakaroon ng isang katulad na istraktura at, samakatuwid, mga katulad na katangian ng kemikal.

Ang pagkakapareho ng mga kemikal na katangian ng mga homologue ay lubos na nagpapadali sa pag-aaral ng mga organikong compound.

Pinalitan ang mga hydrocarbon

Halogenated hydrocarbons ay maaaring ituring bilang mga produkto ng pagpapalit ng isa o higit pang hydrogen atoms ng halogen atoms sa hydrocarbons. Alinsunod dito, maaaring mayroong saturated at unsaturated na mono-, li-, tri- (sa pangkalahatan, poly-) halogen derivatives , aldehydes, ketones, carboxylic acids , simple at ester.
Mga alak- derivatives ng hydrocarbons kung saan ang isa o higit pang hydrogen atoms ay pinapalitan ng hydroxyl groups ay tinatawag na monohydric kung mayroon silang isang hydroxyl group, at saturated kung ang mga ito ay derivatives ng mga alkanes.
Phenols- mga derivatives ng aromatic hydrocarbons (serye ng benzene), kung saan ang isa o higit pang mga hydrogen atoms sa benzene ring ay pinalitan ng mga hydroxyl group.
Aldehydes at ketones- mga derivatives ng hydrocarbons na naglalaman ng isang carbonyl group ng mga atoms (carbonyl) Sa mga molekula ng aldehyde, ang isang carbonyl bond ay konektado sa isang hydrogen atom, ang isa sa isang hydrocarbon radical Sa kaso ng mga ketone, ang carbonyl group ay konektado sa dalawa (sa pangkalahatan iba't ibang) mga radikal.
Mga Ether ay mga organikong sangkap na naglalaman ng dalawang hydrocarbon radical na konektado ng oxygen atom: R=O-R o R-O-R 2. Ang mga radical ay maaaring pareho o magkaiba. Ang komposisyon ng mga eter ay ipinahayag ng formula C n H 2n +2O.
Ester- mga compound na nabuo sa pamamagitan ng pagpapalit ng hydrogen atom ng carboxyl group sa mga carboxylic acid na may hydrocarbon radical.
Mga compound ng Nitro- derivatives ng hydrocarbons kung saan ang isa o higit pang hydrogen atoms ay pinalitan ng isang nitro group -NO 2.
Amines- mga compound na itinuturing na derivatives ng ammonia, kung saan ang mga hydrogen atom ay pinapalitan ng mga hydrocarbon radical Depende sa likas na katangian ng radical, ang mga amin ay maaaring aliphatic. Depende sa bilang ng mga atomo ng hydrogen na pinalitan ng mga radikal, ang pangunahin, pangalawa, at tertiary na mga amin ay nakikilala. Sa isang partikular na kaso, ang pangalawang at tertiary na mga amin ay maaaring magkaroon ng parehong mga radikal. Ang mga pangunahing amin ay maaari ding ituring bilang mga derivatives ng hydrocarbons (alkanes) kung saan ang isang hydrogen atom ay pinapalitan ng isang amino group. Ang mga amino acid ay naglalaman ng dalawang functional na grupo na konektado sa isang hydrocarbon radical - ang amino group -NH 2 at ang carboxyl -COOH.

Ang iba pang mahahalagang organikong compound ay kilala na may iba't ibang o magkaparehong functional na grupo, mahabang linear chain na konektado sa benzene ring. Sa ganitong mga kaso, ang isang mahigpit na pagpapasiya kung ang isang sangkap ay kabilang sa isang partikular na klase ay imposible. Ang mga compound na ito ay madalas na inuri sa mga partikular na grupo ng mga sangkap: carbohydrates, protina, nucleic acid, antibiotics, alkaloids, atbp. Sa kasalukuyan, maraming mga compound ang kilala rin na maaaring uriin bilang parehong organic at inorganic. Tinatawag silang mga organoelement compound. Ang ilan sa mga ito ay maaaring ituring bilang mga hydrocarbon derivatives.

Nomenclature

Mayroong 2 nomenclature na ginagamit upang pangalanan ang mga organic compound: rational and systematic (IUPAC) at trivial na pangalan.

Pag-compile ng mga pangalan ayon sa IUPAC nomenclature:

1) Ang pangalan ng tambalan ay batay sa ugat ng salita, na tumutukoy sa isang saturated hydrocarbon na may parehong bilang ng mga atomo bilang pangunahing kadena.

2) Ang isang suffix ay idinagdag sa ugat, na nagpapakilala sa antas ng saturation:

Isang (panghuli, walang maraming koneksyon);

En (sa pagkakaroon ng double bond);

Sa (sa pagkakaroon ng isang triple bond).

Kung mayroong maraming maramihang mga bono, ang suffix ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga naturang bono (-diene, -triene, atbp.), at pagkatapos ng suffix ang posisyon ng maramihang bono ay dapat ipahiwatig sa mga numero, halimbawa:

CH 3 –CH 2 –CH=CH 2 CH 3 –CH=CH–CH 3

butene-1 butene-2

CH 2 =CH–CH=CH2

Ang mga pangkat tulad ng nitro-, halogens, hydrocarbon radical na hindi kasama sa pangunahing kadena ay inilalagay sa prefix. Nakalista ang mga ito sa pagkakasunud-sunod ng alpabeto. Ang posisyon ng substituent ay ipinahiwatig ng numero bago ang prefix.

Ang pagkakasunud-sunod ng pagpapangalan ay ang mga sumusunod:

1. Hanapin ang pinakamahabang chain ng C atoms.

2. Lagyan ng bilang ang mga carbon atom ng pangunahing kadena nang sunud-sunod, simula sa dulong pinakamalapit sa sangay.

3. Ang pangalan ng alkane ay binubuo ng mga pangalan ng mga side radical, na nakalista sa alpabetikong pagkakasunud-sunod, na nagpapahiwatig ng posisyon sa pangunahing kadena, at ang pangalan ng pangunahing kadena.

Ang pamamaraan para sa pag-compile ng pangalan

Ang wikang kemikal, na kinabibilangan ng simbolismong kemikal (kabilang ang mga pormula ng kemikal) bilang isa sa mga pinakaespesipikong bahagi nito, ay isang mahalagang aktibong paraan ng pag-unawa sa kimika at samakatuwid ay nangangailangan ng malinaw at mulat na paggamit.

Mga formula ng kemikal- ito ay mga kumbensiyonal na larawan ng komposisyon at istraktura ng mga kemikal na indibidwal na sangkap gamit ang mga kemikal na simbolo, indeks at iba pang mga palatandaan. Kapag pinag-aaralan ang komposisyon, kemikal, elektroniko at spatial na istraktura ng mga sangkap, ang kanilang pisikal at kemikal na mga katangian, isomerismo at iba pang mga phenomena, ang mga formula ng kemikal ng iba't ibang uri ay ginagamit.

Lalo na maraming uri ng mga formula (simple, molekular, estruktural, projection, conformational, atbp.) ay ginagamit sa pag-aaral ng mga sangkap ng molekular na istraktura - karamihan sa mga organikong sangkap at isang medyo maliit na bahagi mga di-organikong sangkap sa ilalim ng normal na kondisyon. Makabuluhang mas kaunting mga uri ng mga formula (ang pinakasimpleng) ang ginagamit sa pag-aaral ng mga non-molecular compound, ang istraktura nito ay mas malinaw na sinasalamin ng mga ball-and-stick na modelo at mga diagram ng mga istrukturang kristal o ng kanilang mga unit cell.

Pag-drawing ng kumpleto at maikling structural formula ng hydrocarbons

Halimbawa:

Gumuhit ng isang kumpleto at maikling pormula ng istruktura ng propane C 3 H 8.

Solusyon:

1. Sumulat ng 3 carbon atoms sa isang linya at ikonekta ang mga ito sa mga bono:

S–S–S

2. Magdagdag ng mga gitling (bond) upang ang bawat carbon atom ay may 4 na bono:

4. Sumulat ng maikling pormula ng istruktura:

CH 3 –CH 2 –CH 3

Talahanayan ng solubility

Kazakh Humanitarian-Legal Innovative University

Kagawaran: Mga teknolohiya ng impormasyon at ekonomiya

Sa paksa: "Pag-uuri ng mga organikong compound. Mga uri ng komunikasyon. Mga tiyak na katangian ng mga organikong compound. Mga istrukturang formula. Isomerismo."

Nakumpleto ni: 1st year student, group E-124

Uvashov Azamat

Sinuri: Abylkasimova B.B

Semey 2010

1. Panimula

2. Pag-uuri ng mga organikong compound

3. Mga uri ng komunikasyon

4. Mga istrukturang formula

5. Mga partikular na katangian ng mga organikong compound

6. Isomerismo

Panimula

Mahirap isipin ang pag-unlad sa anumang lugar ng ekonomiya nang walang kimika - lalo na, nang walang organikong kimika. Ang lahat ng mga lugar ng ekonomiya ay konektado sa modernong kemikal na agham at teknolohiya.

Pinag-aaralan ng organic chemistry ang mga substance na naglalaman ng carbon, maliban sa carbon monoxide, carbon dioxide at mga carbonic acid salts (ang mga compound na ito ay mas malapit sa mga katangian sa mga inorganic compound).

Bilang isang agham, ang organikong kimika ay hindi umiiral hanggang sa kalagitnaan ng ika-18 siglo. Sa oras na iyon, tatlong uri ng kimika ang nakikilala: kimika ng hayop, halaman at mineral. Chemistry ng hayop pinag-aralan ang mga sangkap na bumubuo sa mga organismo ng hayop; gulay– mga sangkap na bumubuo sa mga halaman; mineral- mga sangkap na bahagi ng walang buhay na kalikasan. Ang prinsipyong ito, gayunpaman, ay hindi pinahintulutan ang paghihiwalay ng mga organikong sangkap mula sa mga hindi organiko. Halimbawa, ang succinic acid ay kabilang sa pangkat ng mga mineral na sangkap, dahil nakuha ito sa pamamagitan ng distillation ng fossil amber, ang potash ay kasama sa pangkat ng mga sangkap ng halaman, at ang calcium phosphate ay kasama sa pangkat ng mga sangkap ng hayop, dahil nakuha sila ng calcining, ayon sa pagkakabanggit, mga materyales ng halaman (kahoy) at hayop (buto).

Sa unang kalahati ng ika-19 na siglo, iminungkahi na paghiwalayin ang mga carbon compound sa isang independiyenteng disiplina ng kemikal - organic chemistry.

Sa mga siyentipiko noong panahong iyon, nangingibabaw ito vitalistic isang pananaw sa mundo ayon sa kung saan ang mga organikong compound ay nabuo lamang sa isang buhay na organismo sa ilalim ng impluwensya ng isang espesyal, supernatural na "mahalaga sa buhay." Nangangahulugan ito na imposibleng makakuha ng mga organikong sangkap sa pamamagitan ng synthesis mula sa mga inorganic, at mayroong isang hindi malulutas na agwat sa pagitan ng mga organikong at hindi organikong compound. Ang vitalism ay naging napakalalim sa isipan ng mga siyentipiko na sa loob ng mahabang panahon ay walang mga pagtatangka na ginawa upang synthesize ang mga organikong sangkap. Gayunpaman, ang vitalism ay pinabulaanan ng pagsasanay, sa pamamagitan ng eksperimento sa kemikal.

Ang pag-unlad ng organikong kimika ay umabot na ngayon sa isang antas na nagpapahintulot sa amin na simulan ang paglutas ng isang pangunahing problema ng organikong kimika bilang ang problema ng dami ng relasyon sa pagitan ng istraktura ng isang sangkap at mga katangian nito, na maaaring maging anumang pisikal na pag-aari, ang biological na aktibidad. ng anumang mahigpit na tinukoy na uri, ang mga problema ng ganitong uri ay nalulutas gamit ang mga pamamaraan ng matematika.

Pag-uuri ng mga organikong compound.

Ang isang malaking bilang ng mga organikong compound ay inuri na isinasaalang-alang ang istraktura ng carbon chain (carbon skeleton) at ang pagkakaroon ng mga functional na grupo sa molekula.

Ang diagram ay nagpapakita ng pag-uuri ng mga organic compound depende sa istraktura ng carbon chain.

	Mga organikong compound

Acyclic (aliphatic) (mga bukas na koneksyon sa circuit)			paikot (mga saradong koneksyon sa circuit)

Saturated (ultimate)	Unsaturated (unsaturated)		Carbocyclic (ang cycle ay binubuo lamang ng mga carbon atoms)		Heterocyclic (ang cycle ay binubuo ng mga carbon atom at iba pang elemento)

		Alicyclic (aliphatic cyclic)		Mabango

Ang mga hydrocarbon ay kinuha bilang batayan para sa pag-uuri ay itinuturing na mga pangunahing compound sa organikong kimika. Ang lahat ng iba pang mga organikong compound ay itinuturing bilang kanilang mga derivatives.

Kapag nag-uuri ng mga hydrocarbon, ang istraktura ng carbon skeleton at ang uri ng mga bono na nagkokonekta sa mga carbon atom ay isinasaalang-alang.

I. ALIPHATIC (aleiphatos. Griyego langis) ang mga hydrocarbon ay mga linear o branched chain at hindi naglalaman ng mga cyclic fragment;

1. Ang mga saturated o saturated hydrocarbons (pinangalanan dahil hindi sila nakakabit ng anuman) ay mga chain ng carbon atoms na konektado ng mga simpleng bond at napapalibutan ng hydrogen atoms. Sa kaso kung saan ang chain ay may mga sanga, ang prefix ay idinagdag sa pangalan iso. Ang pinakasimpleng saturated hydrocarbon ay methane, at dito nagsisimula ang ilan sa mga compound na ito.

SATURATED HYDROCARBONS

MGA MODELONG VOLUMETRIK NG SATARATED HYDROCARBONS. Ang mga valences ng carbon ay nakadirekta sa mga vertices ng mental tetrahedron bilang isang resulta, ang mga chain ng saturated hydrocarbons ay hindi tuwid, ngunit sirang mga linya.

Ang pangunahing pinagmumulan ng saturated hydrocarbons ay langis at natural na gas. Ang reaktibiti ng mga puspos na hydrocarbon ay napakababa; nitric acid. Kapag ang mga saturated hydrocarbon ay pinainit sa itaas ng 450 C° nang walang air access, ang mga C-C bond ay nasira at ang mga compound na may pinaikling carbon chain ay nabuo. Ang mataas na temperatura na pagkakalantad sa pagkakaroon ng oxygen ay humahantong sa kanilang kumpletong pagkasunog sa CO 2 at tubig, na nagpapahintulot sa kanila na epektibong magamit bilang gaseous (methane - propane) o likidong motor fuel (octane).

Kapag ang isa o higit pang mga hydrogen atom ay pinalitan ng anumang functional (ibig sabihin, may kakayahang kasunod na mga pagbabagong-anyo) na pangkat, ang mga kaukulang hydrocarbon derivatives ay nabuo. Ang mga compound na naglalaman ng pangkat ng C-OH ay tinatawag na mga alkohol, HC=O - aldehydes, COOH - mga carboxylic acid (ang salitang "carboxylic" ay idinagdag upang makilala ang mga ito mula sa mga ordinaryong mineral na acid, halimbawa, hydrochloric o sulfuric). Ang isang tambalan ay maaaring magkasabay na naglalaman ng iba't ibang mga functional na grupo, halimbawa, COOH at NH 2 ang mga naturang compound ay tinatawag na mga amino acid. Ang pagpapakilala ng mga halogens o mga pangkat ng nitro sa komposisyon ng hydrocarbon ay humahantong, ayon sa pagkakabanggit, sa mga halogen o nitro derivatives.

UNSATURATED HYDROCARBONS sa anyo ng mga volumetric na modelo. Ang mga valence ng dalawang carbon atoms na konektado ng double bond ay matatagpuan sa parehong eroplano, na maaaring maobserbahan sa ilang mga anggulo ng pag-ikot, kung saan huminto ang pag-ikot ng mga molekula.

Ang pinakakaraniwang bagay para sa unsaturated hydrocarbons ay ang pagdaragdag ng isang maramihang mga bono, na ginagawang posible na mag-synthesize ng iba't ibang mga organic compound sa kanilang batayan.

ALICYCLIC HYDROCARBONS. Dahil sa tiyak na oryentasyon ng mga bono sa carbon atom, ang molekula ng cyclohexane ay hindi isang patag, ngunit isang curved cycle - sa hugis ng isang upuan (/ - /), na malinaw na nakikita sa ilang mga anggulo ng pag-ikot (sa ito sandali huminto ang pag-ikot ng mga molekula)

Bilang karagdagan sa mga ipinakita sa itaas, may iba pang mga opsyon para sa pagkonekta ng mga cyclic fragment, halimbawa, maaari silang magkaroon ng isang karaniwang atom (tinatawag na spirocyclic compound), o kumonekta sa paraang dalawa o higit pang mga atom ang karaniwan sa parehong mga cycle ( bicyclic compounds), kapag pinagsama ang tatlo at higit pang mga cycle, posible rin ang pagbuo ng mga hydrocarbon frameworks.

HETEROCYCLIC COMPOUNDS. Ang kanilang mga pangalan ay nabuo sa kasaysayan, halimbawa, natanggap ng furan ang pangalan nito mula sa furan aldehyde - furfural, nakuha mula sa bran ( lat. furfur - bran). Para sa lahat ng mga compound na ipinakita, ang mga reaksyon ng karagdagan ay mahirap, ngunit ang mga reaksyon ng pagpapalit ay medyo madali. Kaya, ang mga ito ay mga aromatic compound ng hindi benzene na uri.

Ang aromatic na katangian ng mga compound na ito ay nakumpirma ng patag na istraktura ng mga cycle, na malinaw na kapansin-pansin sa sandaling ang kanilang pag-ikot ay nasuspinde.

Ang pagkakaiba-iba ng mga compound ng klase na ito ay tumataas pa dahil sa katotohanan na ang heterocycle ay maaaring maglaman ng dalawa o higit pang mga heteroatom sa singsing.

MGA URI NG KOMUNIKASYON

Kemikal na dumidikit- ito ang interaksyon ng mga particle (atoms, ions) na isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapalitan ng mga electron. Mayroong ilang mga uri ng komunikasyon.
Kapag sinasagot ang tanong na ito, dapat nating isaalang-alang nang detalyado ang mga katangian ng covalent at ionic bond.
Ang isang covalent bond ay nabuo bilang isang resulta ng pagbabahagi ng mga electron (upang bumuo ng mga karaniwang pares ng elektron), na nangyayari sa panahon ng overlap ng mga ulap ng elektron. Ang pagbuo ng isang covalent bond ay nagsasangkot ng mga ulap ng elektron ng dalawang atomo.
Mayroong dalawang pangunahing uri ng mga covalent bond:

a) non-polar at b) polar.

a) Ang isang covalent nonpolar bond ay nabuo sa pagitan ng nonmetal atoms ng parehong elemento ng kemikal. Ang mga simpleng sangkap, halimbawa O 2, ay may ganitong koneksyon; N 2; C 12. Maaari kang magbigay ng isang diagram ng pagbuo ng isang molekula ng hydrogen: (sa diagram, ang mga electron ay ipinahiwatig ng mga tuldok).
b) Ang isang polar covalent bond ay nabuo sa pagitan ng mga atomo ng iba't ibang nonmetals.

Ang pagbuo ng isang covalent polar bond sa molekula ng HC1 ay maaaring ilarawan sa eskematiko tulad ng sumusunod:

Ang kabuuang density ng elektron ay inilipat patungo sa chlorine, na nagreresulta sa isang bahagyang negatibong singil sa chlorine atom at isang bahagyang positibong singil sa hydrogen atom. Kaya, ang molekula ay nagiging polar:

Ang Ionic ay ang bono sa pagitan ng mga ion, ibig sabihin, mga sisingilin na particle na nabuo mula sa isang atom o grupo ng mga atom bilang resulta ng pagdaragdag o pagkawala ng mga electron. Ang ionic bonding ay katangian ng mga salts at alkalis.

Mas mainam na isaalang-alang ang kakanyahan ng ionic bonding gamit ang halimbawa ng pagbuo ng sodium chloride. Ang sodium, bilang isang alkali metal, ay may posibilidad na mag-abuloy ng isang elektron na matatagpuan sa panlabas na layer ng elektron. Ang klorin, sa kabaligtaran, ay may posibilidad na ilakip ang isang elektron sa sarili nito. Bilang resulta, ang sodium ay nag-donate ng electron nito sa chlorine. Bilang isang resulta, ang mga particle na magkasalungat na sisingilin ay nabuo - Na + at Cl - ions, na naaakit sa bawat isa. Kapag sumasagot, dapat mong tandaan na ang mga sangkap na binubuo ng mga ion ay nabuo ng mga tipikal na metal at non-metal. Ang mga ito ay ionic mga kristal na sangkap, ibig sabihin, mga sangkap na ang mga kristal ay nabuo sa pamamagitan ng mga ion sa halip na mga molekula.

Matapos isaalang-alang ang bawat uri ng komunikasyon, dapat tayong magpatuloy sa kanilang mga paghahambing na katangian.

Ang karaniwan sa mga covalent nonpolar, polar at ionic bond ay ang partisipasyon ng mga panlabas na electron, na tinatawag ding valence electron, sa pagbuo ng bond. Ang pagkakaiba ay nakasalalay sa lawak kung saan nagiging karaniwan ang mga electron na kasangkot sa pagbuo ng bono. Kung ang mga electron na ito ay pantay na nabibilang sa parehong mga atomo, kung gayon ang covalent bond ay nonpolar; kung ang mga electron na ito ay kumikiling sa isang atom nang higit sa isa, kung gayon ang bono ay polar covalent. Kung ang mga electron na kasangkot sa pagbuo ng isang bono ay nabibilang sa isang atom, kung gayon ang bono ay ionic.

Metallic bond - bono sa pagitan ng mga ion-atom sa kristal na sala-sala mga metal at haluang metal, na isinasagawa dahil sa atraksyon ng malayang gumagalaw (kasama ang kristal) na mga electron (Mg, Fe).

Ang lahat ng mga pagkakaiba sa itaas sa mekanismo ng pagbuo ng bono ay nagpapaliwanag ng pagkakaiba sa mga katangian ng mga sangkap na may iba't ibang uri mga koneksyon.

STRUCTURAL FORMULA

Pormula sa istruktura ay isang uri ng pormula ng kemikal na graphic na naglalarawan sa pagkakaayos at pagkakasunud-sunod ng pagbubuklod ng mga atomo sa isang tambalan, na ipinahayag sa isang eroplano. Ang mga bono sa mga istrukturang formula ay ipinahiwatig ng valence dashes.

Ang mga istrukturang formula ay kadalasang ginagamit kung saan ang mga bono na may mga atomo ng hydrogen ay hindi ipinahiwatig ng mga valence dash (uri 2). Sa ibang uri ng structural formula (skeletal), na ginagamit para sa malalaking molecule sa organic chemistry, ang mga hydrogen atoms na nauugnay sa carbon atoms ay hindi ipinahiwatig at ang carbon atoms ay hindi itinalaga (type 3).

Sa pamamagitan ng paggamit iba't ibang uri Ang mga simbolo na ginagamit sa mga pormula ng istruktura ay nagpapahiwatig din ng mga bono ng koordinasyon, mga bono ng hydrogen, stereochemistry ng mga molekula, mga delokalisadong bono, lokalisasyon ng singil, atbp.

MGA TIYAK NA KATANGIAN NG MGA ORGANIC COMPOUND

Ang mga reaksyon ng mga organikong compound ay may ilang partikular na katangian. Ang mga reaksyon ng mga inorganikong compound ay kadalasang nagsasangkot ng mga ion; ang mga reaksyong ito ay nangyayari nang napakabilis, minsan kaagad sa normal na temperatura. Ang mga reaksyon sa mga organikong compound ay kadalasang nagsasangkot ng mga molekula; habang nag-iisa mga covalent bond ay napunit, at ang iba ay nabuo. Ang ganitong mga reaksyon ay nagpapatuloy nang mas mabagal kaysa sa mga ionic (halimbawa, sampu-sampung oras), at upang mapabilis ang mga ito ay madalas na kinakailangan upang taasan ang temperatura o magdagdag ng isang katalista. Ang pinakakaraniwang ginagamit na mga catalyst ay mga acid at base. Karaniwan, hindi isa ngunit maraming mga reaksyon ang nangyayari, upang ang ani ng nais na produkto ay madalas na mas mababa sa 50%. Sa bagay na ito, sa organic chemistry hindi nila ginagamit mga equation ng kemikal, at mga scheme ng reaksyon nang hindi nagsasaad ng mga stoichiometric ratio.

Ang mga reaksyon ng mga organikong compound ay maaaring mangyari sa napakakomplikadong paraan at hindi kinakailangang tumutugma sa pinakasimpleng relatibong notasyon. Karaniwan, ang isang simpleng stoichiometric na reaksyon ay aktwal na nangyayari sa ilang magkakasunod na hakbang. Carbocations R+, carbanions R-, free radicals, carbenes: CX2, radical cations (halimbawa, radical anions (halimbawa, Ar)) at iba pang hindi matatag na particle na nabubuhay para sa mga fraction ng isang segundo ay maaaring lumitaw bilang intermediate compound sa multi-stage na mga proseso. . Detalyadong Paglalarawan Ang lahat ng mga pagbabago na nagaganap sa antas ng molekular sa proseso ng pag-convert ng mga reactant sa mga produkto ay tinatawag na mekanismo ng reaksyon.

Ang pag-aaral ng impluwensya ng istraktura ng mga organikong compound sa mekanismo ng kanilang mga reaksyon ay pinag-aralan ng pisikal na organikong kimika, ang mga pundasyon nito ay inilatag ni K. Ingold, Robinson at L. Hammett (1930s).

Ang mga reaksyon ng mga organikong compound ay maaaring mauri depende sa paraan ng pagsira at pagbuo ng mga bono, ang paraan ng paggulo ng reaksyon, ang molekularidad nito, atbp.

ISOMERIA

ISOMERIA (Greek isos – pareho, meros – bahagi) – isa sa ang pinakamahalagang konsepto sa kimika, higit sa lahat ay organic. Ang mga sangkap ay maaaring magkaroon ng parehong komposisyon at molekular na timbang, ngunit iba't ibang istraktura at ang mga compound na naglalaman ng parehong mga elemento sa parehong dami, ngunit naiiba sa spatial na kaayusan ng mga atomo o grupo ng mga atomo, ay tinatawag na isomer. Ang isomerismo ay isa sa mga dahilan kung bakit napakarami at iba-iba ang mga organikong compound.

Ang isomerismo ay unang natuklasan ni J. Liebig noong 1823, na nagtatag na ang mga silver salt ng fulminate at isocyanic acid: Ag-O-N=C at Ag-N=C=O ay may parehong komposisyon, ngunit magkaibang mga katangian. Ang terminong "Isomerism" ay ipinakilala noong 1830 ni I. Berzelius, na nagmungkahi na ang mga pagkakaiba sa mga katangian ng mga compound ng parehong komposisyon ay lumitaw dahil sa katotohanan na ang mga atomo sa molekula ay nakaayos sa ibang pagkakasunud-sunod. Ang ideya ng isomerismo ay sa wakas ay nabuo pagkatapos na nilikha ni A.M. Butlerov ang teorya kemikal na istraktura(1860s). Batay sa teoryang ito, iminungkahi niya na dapat mayroong apat na magkakaibang butanol. Sa oras na nilikha ang teorya, isang butanol lamang ang kilala (CH 3) 2 CHCH 2 OH, na nakuha mula sa mga materyales ng halaman.

Ang kasunod na synthesis ng lahat ng butanol isomer at pagpapasiya ng kanilang mga katangian ay naging nakakumbinsi na kumpirmasyon ng teorya.

Ayon sa modernong kahulugan, ang dalawang compound ng parehong komposisyon ay itinuturing na mga isomer kung ang kanilang mga molekula ay hindi maaaring pagsamahin sa espasyo upang sila ay ganap na magkakasabay. Ang kumbinasyon, bilang panuntunan, ay ginagawa sa isip; Mayroong ilang mga dahilan para sa isomerism.

Structural isomerism

Bilang isang patakaran, ito ay sanhi ng mga pagkakaiba sa istraktura ng hydrocarbon skeleton o hindi pantay na pag-aayos ng mga functional na grupo o maraming mga bono.

Isomerism ng hydrocarbon skeleton. Ang mga saturated hydrocarbon na naglalaman ng isa hanggang tatlong carbon atoms (methane, ethane, propane) ay walang isomer. Para sa isang tambalang may apat na carbon atoms C 4 H 10 (butane), dalawang isomer ang posible, para sa pentane C 5 H 12 - tatlong isomer, para sa hexane C 6 H 14 - lima

Habang tumataas ang bilang ng mga carbon atom sa isang hydrocarbon molecule, ang bilang ng mga posibleng isomer ay tumataas nang husto. Para sa heptane C 7 H 16 mayroong siyam na isomer, para sa hydrocarbon C 14 H 30 mayroong 1885 isomer, para sa hydrocarbon C 20 H 42 mayroong higit sa 366,000.

Sa mga kumplikadong kaso, ang tanong kung ang dalawang compound ay isomer ay nalutas gamit ang iba't ibang mga pag-ikot sa paligid ng mga valence bond (pinapayagan ito ng mga simpleng bono, na sa isang tiyak na lawak ay tumutugma sa kanilang mga pisikal na katangian). Matapos ilipat ang mga indibidwal na fragment ng molekula (nang hindi nasira ang mga bono), ang isang molekula ay nakapatong sa isa pa. Kung ang dalawang molekula ay ganap na magkapareho, kung gayon ang mga ito ay hindi mga isomer, ngunit ang parehong tambalan:

Ang mga isomer na naiiba sa istraktura ng skeletal ay kadalasang may iba pisikal na katangian(titik ng pagkatunaw, punto ng kumukulo, atbp.), na nagpapahintulot sa iyo na paghiwalayin ang isa mula sa isa. Ang ganitong uri ng isomerism ay umiiral din sa aromatic hydrocarbons.

Ang pag-uuri ng mga organikong sangkap ay mas kumplikado. Ito ay dahil sa maraming mga kadahilanan: ang labis na kasaganaan ng mga organikong compound, ang pagiging kumplikado at pagkakaiba-iba ng kanilang istraktura, at ang mismong kasaysayan ng pag-aaral ng mga carbon compound.
May bisa hanggang kalagitnaan ng ika-19 V. Ang organikong kimika, sa makasagisag na pananalita ni F. Wöhler*, ay waring “isang masukal na kagubatan na puno ng mga kamangha-manghang bagay, isang walang hangganang kasukalan kung saan hindi ka makakalabas, kung saan hindi ka nangahas na makapasok.” Sa pagdating lamang ng "siksik na kagubatan" na teorya ng kemikal na istraktura ng mga organikong compound noong 1861
ang organikong kimika ay nagsimulang mag-transform sa isang regular na parke na binaha ng sikat ng araw na may mahigpit na grid ng mga eskinita at mga landas. Ang mga may-akda ng teoryang ito ay isang natatanging internasyonal na trio ng mga siyentipikong chemist: ang ating kababayan na si A.M. Butlerov**, ang German F.A. Kekule at ang Englishman na si A. Cooper.

kanin. 5. Friedrich Wöhler
(1800–1882)

kanin. 6. Alexander
Mikhailovich Butlerov
(1828–1886)

Ang kakanyahan ng teorya ng istrukturang kemikal na kanilang nilikha ay maaaring mabalangkas sa anyo ng tatlong mga panukala.
1. Ang mga atomo sa mga molekula ay konektado sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod ayon sa kanilang valence, at ang carbon sa mga organikong compound ay tetravalent.
2. Ang mga katangian ng mga sangkap ay tinutukoy hindi lamang ng husay at dami ng elementong komposisyon, kundi pati na rin sa pagkakasunud-sunod ng mga koneksyon ng mga atomo sa mga molekula, i.e. istrukturang kemikal.
3. Ang mga atomo sa mga molekula ay may impluwensya sa isa't isa, na nakakaapekto sa mga katangian ng mga sangkap.
* German chemist. Nagsagawa ng pananaliksik sa larangan ng inorganic at organic chemistry. Itinatag niya ang pagkakaroon ng hindi pangkaraniwang bagay ng isomerism at sa unang pagkakataon ay nagsagawa ng synthesis ng isang organikong sangkap (urea) mula sa isang hindi organikong isa. Nakatanggap ng ilang mga metal (aluminyo, beryllium, atbp.).
** Natitirang Russian chemist, may-akda ng teorya ng kemikal
istraktura ng mga organikong sangkap. Batay saAng mga konsepto ng istraktura ay ipinaliwanag ang kababalaghan ng isomerism, hinulaan ang pagkakaroon ng mga isomer ng isang bilang ng mga sangkap at synthesize ang mga ito sa unang pagkakataon. Siya ang unang nag-synthesize ng isang sugary substance. Tagapagtatag ng paaralan ng kimika ng RussiaIkov, na kinabibilangan ng V.V. Markovnikov, A.M. Zaitsev, E.E. Vagner, A.E. Favorsky at iba pa.

Ngayon ay tila hindi kapani-paniwala na hanggang sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, sa panahon ng mahusay na pagtuklas sa natural na agham, ang mga siyentipiko ay may kaunting pag-unawa sa panloob na istraktura ng bagay. Si Butlerov ang nagpakilala ng terminong "estruktura ng kemikal," na nangangahulugang isang sistema ng mga bono ng kemikal sa pagitan ng mga atomo sa isang molekula at ang kanilang kamag-anak na pagkakaayos sa kalawakan. Salamat sa pag-unawa sa istraktura ng molekula, naging posible na ipaliwanag ang kababalaghan ng isomerism, mahulaan ang pagkakaroon ng mga hindi kilalang isomer, at iugnay ang mga katangian ng mga sangkap sa kanilang kemikal na istraktura. Upang ilarawan ang kababalaghan ng isomerism, ipinakita namin ang mga formula at katangian ng dalawang sangkap - ethyl alcohol at dimethyl ether, na may parehong elemental na komposisyon C2H6O, ngunit magkaibang mga istruktura ng kemikal (Talahanayan 2).
talahanayan 2

Ilustrasyon ng pag-asa ng mga katangian ng isang sangkapmula sa istraktura nito

Ang kababalaghan ng isomerism, na napakalawak sa organikong kimika, ay isa sa mga dahilan ng pagkakaiba-iba ng mga organikong sangkap. Ang isa pang dahilan ng pagkakaiba-iba ng mga organikong sangkap ay ang natatanging kakayahan ng carbon atom na bumuo ng mga kemikal na bono sa isa't isa, na nagreresulta sa mga carbon chain.
ng iba't ibang haba at istraktura: walang sanga, sanga, sarado. Halimbawa, ang apat na carbon atoms ay maaaring bumuo ng mga chain tulad nito:

Kung isasaalang-alang natin na sa pagitan ng dalawang carbon atoms ay maaaring umiral hindi lamang simpleng (iisang) C–C bond, kundi double C=C at triple C≡C, kung gayon ang bilang ng mga variant ng carbon chain at, dahil dito, iba't ibang organic. ang mga sangkap ay tumataas nang malaki.
Ang pag-uuri ng mga organikong sangkap ay batay din sa teorya ng istruktura ng kemikal ni Butlerov. Depende sa mga atomo kung saan ang mga elemento ng kemikal ay kasama sa molekula, ang lahat ng mga organikong grupo: hydrocarbons, oxygen-containing, nitrogen-containing compounds.
Ang mga hydrocarbon ay mga organikong compound na binubuo lamang ng mga carbon at hydrogen atoms.
Batay sa istraktura ng carbon chain at sa pagkakaroon o kawalan ng maraming mga bono sa loob nito, ang lahat ng hydrocarbon ay nahahati sa ilang mga klase. Ang mga klase na ito ay ipinakita sa Diagram 2.
Kung ang isang hydrocarbon ay hindi naglalaman ng maraming mga bono at ang kadena ng mga carbon atoms ay hindi sarado, ito ay kabilang, tulad ng alam mo, sa klase ng saturated hydrocarbons, o alkanes. Ang ugat ng salitang ito ay nagmula sa Arabic, at ang suffix -an ay naroroon sa mga pangalan ng lahat ng hydrocarbons ng klase na ito.
Scheme 2

Pag-uuri ng mga hydrocarbon

Ang pagkakaroon ng isang dobleng bono sa isang molekula ng hydrocarbon ay nagpapahintulot na ito ay maiuri bilang isang alkene, at ang kaugnayan nito sa grupong ito ng mga sangkap ay binibigyang diin.
suffix -en sa pangalan. Ang pinakasimpleng alkene ay ethylene, na may formula na CH2=CH2. Maaaring mayroong dalawang C=C double bond sa isang molekula sa kasong ito, ang sangkap ay kabilang sa klase ng alkadienes.
Subukan mong ipaliwanag ang kahulugan ng mga panlapi -diene. Halimbawa, ang 1,3 butadiene ay may pormula sa istruktura: CH2=CH–CH=CH2.
Ang mga hydrocarbon na may carbon-carbon triple bond sa molekula ay tinatawag na alkynes. Ang suffix -in ay nagpapahiwatig na ang isang sangkap ay kabilang sa klase na ito. Ang ninuno ng klase ng alkynes ay acetylene (ethyne), ang molecular formula kung saan ay C2H2, at ang structural formula ay HC≡CH. Mula sa mga compound na may saradong carbon chain
Ang pinakamahalagang mga atomo ay arene - isang espesyal na klase ng mga hydrocarbon, ang pangalan ng unang kinatawan na marahil ay narinig mo ay benzene C6H6, ang pormula ng istruktura na kilala rin sa bawat kultural na tao:

Tulad ng naintindihan mo na, bilang karagdagan sa carbon at hydrogen, ang mga organikong sangkap ay maaaring maglaman ng mga atomo ng iba pang mga elemento, pangunahin ang oxygen at nitrogen. Kadalasan, ang mga atomo ng mga elementong ito sa iba't ibang mga kumbinasyon ay bumubuo ng mga grupo, na tinatawag na functional.
Ang isang functional na grupo ay isang pangkat ng mga atomo na tumutukoy sa pinakakatangiang mga katangian ng kemikal ng isang sangkap at ang pag-aari nito sa isang tiyak na klase ng mga compound.
Ang mga pangunahing klase ng mga organikong compound na naglalaman ng mga functional na grupo ay ipinakita sa Scheme 3.
Scheme 3
Mga pangunahing klase ng mga organikong sangkap na naglalaman ng mga functional na grupo

Ang functional group –OH ay tinatawag na hydroxyl at tinutukoy ang pagiging kasapi sa isa sa pinakamahalagang klase ng mga organikong sangkap – mga alkohol.
Ang mga pangalan ng alkohol ay nabuo gamit ang suffix -ol. Halimbawa, ang pinakatanyag na kinatawan ng mga alkohol ay ang ethyl alcohol, o ethanol, C2H5OH.
Ang isang oxygen atom ay maaaring maiugnay sa isang carbon atom sa pamamagitan ng isang kemikal na double bond. Ang pangkat na >C=O ay tinatawag na carbonyl. Ang pangkat ng carbonyl ay bahagi ng ilan
functional group, kabilang ang aldehyde at carboxyl. Organikong bagay na naglalaman ng mga functional group na ito ay tinatawag na aldehydes at carboxylic acid, ayon sa pagkakabanggit. Karamihan mga sikat na kinatawan Ang mga aldehyde ay formaldehyde HCOH at acetaldehyde CH3SON. Ang lahat ay malamang na pamilyar sa acetic acid CH3COOH, ang solusyon kung saan ay tinatawag na table vinegar. Ang isang natatanging tampok na istruktura ng mga organikong compound na naglalaman ng nitrogen, at, una sa lahat, mga amine at amino acid, ay ang pagkakaroon ng pangkat ng amino -NH2 sa kanilang mga molekula.
Ang pag-uuri sa itaas ng mga organikong sangkap ay napaka-kamag-anak din. Kung paanong ang isang molekula (halimbawa, mga alkadiena) ay maaaring maglaman ng dalawang maramihang mga bono, ang isang sangkap ay maaaring magkaroon ng dalawa o higit pang mga functional na grupo. Kaya, ang mga istrukturang yunit ng pangunahing tagapagdala ng buhay sa lupa - mga molekula ng protina - ay mga amino acid. Ang mga molekula ng mga sangkap na ito ay kinakailangang naglalaman ng hindi bababa sa dalawang functional group - isang carboxyl at amino group. Ang pinakasimpleng amino acid ay tinatawag na glycine at may formula:

Tulad ng amphoteric hydroxides, pinagsasama ng mga amino acid ang mga katangian ng mga acid (dahil sa carboxyl group) at mga base (dahil sa pagkakaroon ng isang amino group sa molekula).
Para sa organisasyon ng buhay sa Earth, ang mga amphoteric na katangian ng mga amino acid ay partikular na kahalagahan - dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga amino group at carboxyl group ng mga amino acid.
lots ay konektado sa polymer chain ng mga protina.
? 1. Ano ang mga pangunahing probisyon ng teorya ng kemikal na istraktura ng A.M. Ano ang papel na ginagampanan ng teoryang ito sa pagbuo ng organikong kimika?
2. Anong mga klase ng hydrocarbon ang alam mo? Sa anong batayan ginawa ang pag-uuri na ito?
3. Ano ang functional group ng isang organic compound? Anong mga functional na grupo ang maaari mong pangalanan? Anong mga klase ng mga organic compound ang naglalaman ng mga pinangalanang functional group? Isulat ang mga pangkalahatang formula ng mga klase ng mga compound at ang mga formula ng kanilang mga kinatawan.
4. Tukuyin ang isomerism, isulat ang mga formula ng posibleng isomer para sa mga compound ng komposisyon C4H10O. Sa pamamagitan ng paggamit iba't ibang mga mapagkukunan impormasyon, bigyan ng mga pangalan ang bawat isa sa kanila at maghanda ng mensahe tungkol sa isa sa mga koneksyon.
5. Pag-uri-uriin ang mga sangkap na ang mga pormula ay: C6H6, C2H6, C2H4, HCOOH, CH3OH, C6H12O6, sa mga katumbas na klase ng mga organikong compound. Gamit ang iba't ibang mapagkukunan ng impormasyon, pangalanan ang bawat isa sa kanila at maghanda ng ulat tungkol sa isa sa mga compound.
6. Structural formula ng glucose: Aling klase ng mga organikong compound ang iuuri mo sa sangkap na ito? Bakit tinatawag itong dual function compound?
7. Paghambingin ang mga organic at inorganic na amphoteric compound.
8. Bakit inuri ang mga amino acid bilang mga compound na may dalawahang tungkulin? Ano ang papel na ginagampanan ng tampok na istrukturang ito ng mga amino acid sa organisasyon ng buhay sa Earth?
9. Maghanda ng isang mensahe sa paksang "Mga amino acid - ang "mga bloke ng gusali" ng buhay" gamit ang Internet.
10. Magbigay ng mga halimbawa ng relativity ng paghahati ng mga organic compound sa ilang klase. Gumuhit ng mga parallel sa magkatulad na relativity para sa mga inorganic compound.

Kapag lumilipat mula sa inorganic tungo sa organic chemistry, makikita kung paano nagkakaiba ang klasipikasyon ng mga organic at inorganic na substance. Ang mundo ng mga organic compound ay may iba't ibang at maraming mga pagpipilian. Ang pag-uuri ng mga organikong sangkap ay hindi lamang nakakatulong upang maunawaan ang kasaganaan na ito, ngunit nagbibigay din ng isang malinaw na siyentipikong batayan para sa kanilang pag-aaral.

Ang teorya ng istrukturang kemikal ay pinili bilang batayan para sa pamamahagi ng klase. Ang batayan ng pag-aaral ng mga organiko ay trabaho kasama ang pinakamalaking klase, na karaniwang tinatawag na pangunahing klase para sa mga organikong sangkap - hydrocarbons. Ang iba pang mga kinatawan ng organic na mundo ay itinuturing na kanilang mga derivatives. Sa katunayan, kapag pinag-aaralan ang kanilang istraktura, hindi mahirap mapansin na ang synthesis ng mga sangkap na ito ay nangyayari sa pamamagitan ng pagpapalit (pagpapalit) ng isa, at kung minsan ay maraming mga yunit ng hydrogen sa istraktura ng hydrocarbon na may mga atomo ng iba pang mga elemento ng kemikal, at kung minsan ay may mga buong radikal na sanga.

Ang pag-uuri ng mga organikong sangkap ay kinuha ang mga hydrocarbon bilang batayan dahil din sa pagiging simple ng kanilang komposisyon, at ang bahagi ng hydrocarbon ay ang pinakamahalagang bahagi ng karamihan sa mga kilalang organikong compound. Ngayon, sa lahat ng mga kilalang organic na may kaugnayan sa mundo, ang mga compound na binuo sa batayan ay may isang makabuluhang pamamayani. Ang lahat ng iba pang mga sangkap ay alinman sa minorya, na nagpapahintulot sa mga ito na maiuri bilang mga eksepsiyon sa pangkalahatang tuntunin, o kaya hindi matatag na ang kanilang produksyon ay mahirap kahit sa ating panahon.

Ang pag-uuri ng mga organikong sangkap sa pamamagitan ng paghahati sa mga ito sa magkakahiwalay na grupo at mga klase ay nagbibigay-daan sa amin na makilala ang dalawang malalaking organikong klase ng acyclic at cyclic compound. Ang kanilang mismong pangalan ay nagpapahintulot sa amin na gumuhit ng isang konklusyon tungkol sa uri ng istraktura ng molekula. Sa unang kaso, ito ay isang kadena ng mga yunit ng hydrocarbon, at sa pangalawa, ang molekula ay isang singsing.

Ang mga acyclic compound ay maaaring magkaroon ng mga sanga o bumuo ng isang simpleng kadena. Kabilang sa mga pangalan ng mga sangkap na ito maaari mong mahanap ang expression na "mataba o aliphatic hydrocarbons". Maaari silang maging saturated (ethane, isobutane, o unsaturated (ethylene, acetylene, isoprene), depende sa uri ng bond ng ilang carbon units.

Ang pag-uuri ng mga organikong sangkap na kabilang sa mga cyclic compound ay nagpapahiwatig ng kanilang karagdagang paghahati sa pangkat ng carbocyclic at ang pangkat ng heterocyclic hydrocarbons.

Ang mga carbocyclic na "singsing" ay binubuo lamang ng mga carbon atom. Maaari silang maging alicyclic (saturated at unsaturated), at maging mga aromatic carbocyclic compound. Sa mga alicyclic compound, ang dalawang dulo ng carbon chain ay nagsasama-sama lamang, ngunit ang mga aromatic compound ay may tinatawag na benzene ring sa kanilang istraktura, na may malaking epekto sa kanilang mga katangian.

Sa mga heterocyclic na sangkap, ang mga atom ng iba pang mga sangkap ay madalas na gumaganap ng function na ito.

Ang susunod na bahagi na nakakaapekto sa mga katangian ng mga organikong sangkap ay ang pagkakaroon ng isang functional group.

Para sa mga halogenated hydrocarbons, isa o kahit ilang halogen atoms ay maaaring kumilos bilang isang functional group. Nakukuha ng mga alkohol ang kanilang mga pag-aari dahil sa pagkakaroon ng mga pangkat ng hydroxo. Para sa mga aldehydes, ang isang tampok na katangian ay ang pagkakaroon ng mga pangkat ng aldehyde, para sa mga ketone - mga grupo ng carbonyl. Ang mga carboxylic acid ay naiiba dahil naglalaman ang mga ito ng mga grupo ng carboxyl, at ang mga amin ay may isang amino group. Ang mga compound ng Nitro ay nailalarawan sa pagkakaroon ng isang pangkat ng nitro.

Ang iba't ibang uri ng hydrocarbons, pati na rin ang kanilang mga katangian, ay nakabatay sa ibang uri ng kumbinasyon. Halimbawa, ang komposisyon ng isang molekula ay maaaring magsama ng dalawa o higit pang magkapareho, at kung minsan ay magkaiba, mga functional na grupo, na tinutukoy ang mga partikular na katangian ng sangkap na ito (glycerol).

Ang isang talahanayan na madaling ma-compile batay sa impormasyong ipinakita sa teksto ng artikulong ito ay magbibigay ng higit na kalinawan para sa pagsasaalang-alang sa isyu (pag-uuri ng mga organikong sangkap).

Ang lahat ng mga sangkap na naglalaman ng carbon atom, maliban sa carbonates, carbide, cyanides, thiocyanates at carbonic acid, ay mga organic compound. Nangangahulugan ito na ang mga ito ay may kakayahang malikha ng mga buhay na organismo mula sa mga atomo ng carbon sa pamamagitan ng enzymatic o iba pang mga reaksyon. Ngayon, maraming mga organikong sangkap ang maaaring ma-synthesize nang artipisyal, na nagpapahintulot sa pag-unlad ng gamot at pharmacology, pati na rin ang paglikha ng high-strength polymer at composite na materyales.

Pag-uuri ng mga organikong compound

Ang mga organikong compound ay ang pinakamaraming klase ng mga sangkap. Mayroong humigit-kumulang 20 uri ng mga sangkap dito. Nag-iiba sila sa mga katangian ng kemikal at naiiba sa mga pisikal na katangian. Ang kanilang punto ng pagkatunaw, masa, pagkasumpungin at solubility, pati na rin ang kanilang estado ng pagsasama-sama sa ilalim ng mga normal na kondisyon ay iba rin. Sa kanila:

hydrocarbons (alkanes, alkynes, alkenes, alkadienes, cycloalkanes, aromatic hydrocarbons);
aldehydes;
ketones;
alkohol (dihydric, monohydric, polyhydric);
eter;
ester;
mga carboxylic acid;
amines;
mga amino acid;
carbohydrates;
taba;
protina;
biopolymer at sintetikong polimer.

Ang pag-uuri na ito ay sumasalamin sa mga katangian ng istraktura ng kemikal at ang pagkakaroon ng mga partikular na grupo ng atom na tumutukoy sa pagkakaiba sa mga katangian ng isang partikular na sangkap. SA pangkalahatang pananaw pag-uuri batay sa pagsasaayos ng carbon skeleton, na hindi isinasaalang-alang ang mga katangian ng mga pakikipag-ugnayan ng kemikal, ay mukhang iba. Ayon sa mga probisyon nito, ang mga organikong compound ay nahahati sa:

aliphatic compounds;
aromatics;
mga sangkap na heterocyclic.

Ang mga klase ng organikong compound na ito ay maaaring may mga isomer iba't ibang grupo mga sangkap. Ang mga katangian ng isomer ay magkakaiba, bagaman ang kanilang atomic na komposisyon ay maaaring pareho. Kasunod ito mula sa mga probisyon na inilatag ni A.M. Gayundin, ang teorya ng istruktura ng mga organikong compound ay ang gabay na batayan para sa lahat ng pananaliksik sa organikong kimika. Ito ay inilagay sa parehong antas ng Periodic Law ni Mendeleev.

Ang mismong konsepto ng istraktura ng kemikal ay ipinakilala ni A.M. Ito ay lumitaw sa kasaysayan ng kimika noong Setyembre 19, 1861. Noong nakaraan, mayroong iba't ibang mga opinyon sa agham, at ang ilang mga siyentipiko ay ganap na tinanggihan ang pagkakaroon ng mga molekula at atomo. Samakatuwid, walang kaayusan sa organic at inorganic na kimika. Bukod dito, walang mga pattern kung saan maaaring hatulan ng isa ang mga katangian ng mga partikular na sangkap. Kasabay nito, may mga compound na, na may parehong komposisyon, ay nagpakita ng iba't ibang mga katangian.

Ang mga pahayag ni A.M. Butlerov ay higit na nagtuturo sa pagbuo ng kimika sa tamang direksyon at lumikha ng isang napakatibay na pundasyon para dito. Sa pamamagitan nito, posible na i-systematize ang mga naipon na katotohanan, lalo na, ang kemikal o pisikal na mga katangian ng ilang mga sangkap, ang mga pattern ng kanilang pagpasok sa mga reaksyon, atbp. Kahit na ang paghula sa mga ruta upang makakuha ng mga compound at ang pagkakaroon ng ilan Pangkalahatang pag-aari naging posible dahil sa teoryang ito. At ang pinakamahalaga, ipinakita ni A.M. Butlerov na ang istraktura ng molekula ng isang sangkap ay maaaring ipaliwanag mula sa punto ng view ng mga pakikipag-ugnayan sa kuryente.

Lohika ng teorya ng istraktura ng mga organikong sangkap

Dahil bago ang 1861 marami sa kimika ang tumanggi sa pagkakaroon ng isang atom o molekula, ang teorya ng mga organikong compound ay naging isang rebolusyonaryong panukala para sa siyentipikong mundo. At dahil si A. M. Butlerov mismo ay nagpapatuloy lamang mula sa materyalistikong konklusyon, nagawa niyang pabulaanan ang mga ideyang pilosopikal tungkol sa organikong bagay.

Naipakita niya na ang molekular na istraktura ay maaaring makilala sa pamamagitan ng eksperimento mga reaksiyong kemikal. Halimbawa, ang komposisyon ng anumang carbohydrate ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagsunog ng isang tiyak na halaga nito at pagbibilang ng nagresultang tubig at carbon dioxide. Ang dami ng nitrogen sa isang molekula ng amine ay kinakalkula din sa panahon ng pagkasunog sa pamamagitan ng pagsukat sa dami ng mga gas at paghihiwalay ng kemikal na dami ng molekular na nitrogen.

Kung isasaalang-alang natin ang mga paghatol ni Butlerov tungkol sa istrukturang kemikal na umaasa sa istraktura sa kabaligtaran ng direksyon, isang bagong konklusyon ang lumitaw. Namely: alam ang kemikal na istraktura at komposisyon ng isang sangkap, ang isa ay maaaring empirically ipalagay ang mga katangian nito. Ngunit ang pinakamahalaga, ipinaliwanag ni Butlerov na sa organikong bagay mayroong isang malaking bilang ng mga sangkap na nagpapakita ng iba't ibang mga katangian, ngunit may parehong komposisyon.

Pangkalahatang probisyon ng teorya

Isinasaalang-alang at pag-aaral ng mga organikong compound, nakuha ni A. M. Butlerov ang ilan sa mga pinakamahalagang prinsipyo. Pinagsama niya ang mga ito sa isang teorya na nagpapaliwanag sa istraktura ng mga kemikal na sangkap ng organikong pinagmulan. Ang teorya ay ang mga sumusunod:

sa mga molekula ng mga organikong sangkap, ang mga atomo ay konektado sa isa't isa sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod, na nakasalalay sa valency;
ang istrukturang kemikal ay ang agarang pagkakasunud-sunod ayon sa kung saan ang mga atomo sa mga organikong molekula ay konektado;
tinutukoy ng istraktura ng kemikal ang pagkakaroon ng mga katangian ng isang organikong tambalan;
depende sa istraktura ng mga molekula na may parehong dami ng komposisyon, maaaring lumitaw ang iba't ibang mga katangian ng sangkap;
lahat ng mga atomic group na kasangkot sa pagbuo ng isang chemical compound ay may impluwensya sa isa't isa.

Ang lahat ng mga klase ng mga organikong compound ay binuo ayon sa mga prinsipyo ng teoryang ito. Ang paglalagay ng mga pundasyon, nagawa ni A. M. Butlerov na palawakin ang kimika bilang isang larangan ng agham. Ipinaliwanag niya na dahil sa katotohanan na sa mga organikong sangkap ang carbon ay nagpapakita ng isang valence ng apat, ang pagkakaiba-iba ng mga compound na ito ay tinutukoy. Ang pagkakaroon ng maraming aktibong mga grupo ng atom ay tumutukoy kung ang isang sangkap ay kabilang sa isang tiyak na klase. At tiyak na dahil sa pagkakaroon ng mga tiyak na grupo ng atomic (radicals) na lumilitaw ang pisikal at kemikal na mga katangian.

Hydrocarbons at ang kanilang mga derivatives

Ang mga organikong compound na ito ng carbon at hydrogen ay ang pinakasimpleng komposisyon sa lahat ng mga sangkap sa grupo. Ang mga ito ay kinakatawan ng isang subclass ng alkanes at cycloalkanes (saturated hydrocarbons), alkenes, alkadienes at alkatrienes, alkynes (unsaturated hydrocarbons), pati na rin ang isang subclass ng mga aromatic substance. Sa alkanes, lahat ng carbon atoms ay konektado lamang ng isang solong Koneksyon ng S-S yu, dahil sa kung saan hindi isang solong H atom ang maaaring itayo sa komposisyon ng hydrocarbon.

Sa unsaturated hydrocarbons, ang hydrogen ay maaaring isama sa site ng double C=C bond. Gayundin, ang C-C bond ay maaaring triple (alkynes). Ito ay nagpapahintulot sa mga sangkap na ito na pumasok sa maraming mga reaksyon na kinasasangkutan ng pagbabawas o pagdaragdag ng mga radikal. Para sa kaginhawaan ng pag-aaral ng kanilang kakayahang gumanti, ang lahat ng iba pang mga sangkap ay itinuturing na mga derivatives ng isa sa mga klase ng hydrocarbon.

Mga alak

Ang mga alkohol ay mga organikong kemikal na compound na mas kumplikado kaysa sa mga hydrocarbon. Na-synthesize ang mga ito bilang resulta ng mga reaksiyong enzymatic sa mga buhay na selula. Ang pinakakaraniwang halimbawa ay ang synthesis ng ethanol mula sa glucose bilang resulta ng fermentation.

Sa industriya, ang mga alkohol ay nakukuha mula sa halogen derivatives ng hydrocarbons. Bilang resulta ng pagpapalit ng halogen atom na may hydroxyl group, nabuo ang mga alkohol. Ang mga monohydric na alkohol ay naglalaman lamang ng isang pangkat ng hydroxyl, ang mga polyhydric na alkohol ay naglalaman ng dalawa o higit pa. Ang isang halimbawa ng dihydric alcohol ay ethylene glycol. Ang polyhydric alcohol ay gliserin. Ang pangkalahatang formula ng mga alkohol ay R-OH (R ay ang carbon chain).

Aldehydes at ketones

Matapos ang mga alkohol ay pumasok sa mga reaksyon ng mga organikong compound na nauugnay sa abstraction ng hydrogen mula sa pangkat ng alkohol (hydroxyl), ang dobleng bono sa pagitan ng oxygen at carbon ay nagsasara. Kung ang reaksyong ito ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng pangkat ng alkohol na matatagpuan sa terminal carbon atom, ito ay nagreresulta sa pagbuo ng isang aldehyde. Kung ang carbon atom na may alkohol ay hindi matatagpuan sa dulo ng carbon chain, ang resulta ng dehydration reaction ay ang paggawa ng isang ketone. Ang pangkalahatang formula ng ketones ay R-CO-R, aldehydes R-COH (R ay ang hydrocarbon radical ng chain).

Ester (simple at kumplikado)

Ang kemikal na istraktura ng mga organikong compound ng klase na ito ay kumplikado. Ang mga eter ay itinuturing na mga produkto ng reaksyon sa pagitan ng dalawang molekula ng alkohol. Kapag ang tubig ay inalis mula sa kanila, isang compound ay nabuo sample R-O-R. Mekanismo ng reaksyon: abstraction ng isang hydrogen proton mula sa isang alkohol at isang hydroxyl group mula sa isa pang alkohol.

Ang mga ester ay mga produkto ng reaksyon sa pagitan ng isang alkohol at isang organikong carboxylic acid. Mekanismo ng reaksyon: pag-aalis ng tubig mula sa pangkat ng alkohol at carbon ng parehong mga molekula. Ang hydrogen ay hiwalay sa acid (sa hydroxyl group), at ang OH group mismo ay hiwalay sa alkohol. Ang resultang compound ay inilalarawan bilang R-CO-O-R, kung saan ang beech R ay tumutukoy sa mga radical - ang natitirang bahagi ng carbon chain.

Mga carboxylic acid at amine

Ang mga carboxylic acid ay mga espesyal na sangkap na may mahalagang papel sa paggana ng cell. Ang kemikal na istraktura ng mga organikong compound ay ang mga sumusunod: isang hydrocarbon radical (R) na may isang carboxyl group (-COOH) na nakakabit dito. Ang pangkat ng carboxyl ay matatagpuan lamang sa pinakalabas na carbon atom, dahil ang valence ng C sa pangkat na (-COOH) ay 4.

Ang mga amin ay mas simpleng compound na mga derivatives ng hydrocarbons. Dito, sa anumang carbon atom mayroong isang amine radical (-NH2). May mga pangunahing amine kung saan ang isang pangkat (-NH2) ay nakakabit sa isang carbon (pangkalahatang formula R-NH2). Sa pangalawang amine, ang nitrogen ay pinagsama sa dalawang carbon atoms (formula R-NH-R). Sa tertiary amines, ang nitrogen ay konektado sa tatlong carbon atoms (R3N), kung saan ang p ay isang radical, isang carbon chain.

Mga amino acid

Ang mga amino acid ay mga kumplikadong compound na nagpapakita ng mga katangian ng parehong mga amine at mga acid ng organikong pinagmulan. Mayroong ilang mga uri ng mga ito, depende sa lokasyon ng amine group na may kaugnayan sa carboxyl group. Ang pinakamahalaga ay ang mga alpha amino acid. Dito matatagpuan ang grupong amine sa carbon atom kung saan nakakabit ang pangkat ng carboxyl. Pinapayagan nito ang paglikha ng isang peptide bond at ang synthesis ng mga protina.

Carbohydrates at taba

Ang carbohydrates ay mga aldehyde alcohol o keto alcohol. Ang mga ito ay mga compound na may linear o cyclic na istraktura, pati na rin ang mga polimer (starch, cellulose at iba pa). Ang kanilang pinakamahalagang papel sa cell ay istruktura at energetic. Ang mga taba, o sa halip na mga lipid, ay gumaganap ng parehong mga pag-andar, tanging sila ay nakikilahok sa iba pang mga proseso ng biochemical. Mula sa punto ng view ng istraktura ng kemikal, ang taba ay isang ester ng mga organikong acid at gliserol.