Subjek kimia organik. Bahan Organik - Pasar Besar Pengetahuan

nasi. 5. Friedrich Wöhler
(1800–1882)

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

Intipati teori struktur kimia yang mereka cipta boleh dirumuskan dalam bentuk tiga dalil.
1. Atom dalam molekul disambungkan dalam susunan tertentu mengikut valensinya, dan karbon dalam sebatian organik adalah tetravalen.
2. Sifat-sifat bahan ditentukan bukan sahaja oleh komposisi unsur kualitatif dan kuantitatif, tetapi juga oleh susunan ikatan atom dalam molekul, i.e. struktur kimia.
3. Atom dalam molekul saling mempengaruhi antara satu sama lain, yang mempengaruhi sifat bahan.
* Ahli kimia Jerman. Menjalankan penyelidikan dalam bidang kimia bukan organik dan organik. Mewujudkan kewujudan fenomena isomerisme, buat pertama kalinya menjalankan sintesis bahan organik (urea) daripada bukan organik. Menerima beberapa logam (aluminium, berilium, dll.).
** Ahli kimia Rusia yang cemerlang, pengarang teori kimia
struktur bahan organik. Berdasarkankonsep struktur menjelaskan fenomena isomerisme, meramalkan kewujudan isomer beberapa bahan dan mensintesisnya buat kali pertama. Dia adalah orang pertama yang mensintesis bahan bergula. Pengasas Sekolah Kimia Rusiakov, yang termasuk V.V. Markovnikov, A.M. Zaitsev, E.E. Wagner, A.E. Favorsky dan lain-lain.

Hari ini nampaknya luar biasa bahawa sehingga pertengahan abad ke-19, semasa tempoh penemuan hebat dalam sains semula jadi, saintis mempunyai idea yang kurang baik tentang struktur dalaman jirim. Butlerovlah yang memperkenalkan istilah "struktur kimia", yang bermaksud sistem ikatan kimia antara atom dalam molekul, susunan bersama mereka di angkasa. Terima kasih kepada pemahaman tentang struktur molekul ini, ia menjadi mungkin untuk menerangkan fenomena isomerisme, meramalkan kewujudan isomer yang tidak diketahui, dan mengaitkan sifat bahan dengan struktur kimianya. Sebagai ilustrasi fenomena isomerisme, kami membentangkan formula dan sifat dua bahan - etil alkohol dan dimetil eter, yang mempunyai komposisi unsur yang sama C2H6O, tetapi struktur kimia yang berbeza (Jadual 2).
jadual 2

Ilustrasi pergantungan sifat sesuatu bahandaripada strukturnya

Fenomena isomerisme, yang sangat meluas dalam kimia organik, adalah salah satu sebab kepelbagaian bahan organik. Satu lagi sebab kepelbagaian bahan organik terletak pada keupayaan unik atom karbon untuk membentuk ikatan kimia antara satu sama lain, menghasilkan rantai karbon.
panjang dan struktur yang berbeza: tidak bercabang, bercabang, tertutup. Sebagai contoh, empat atom karbon boleh membentuk rantai seperti ini:

Jika kita mengambil kira bahawa antara dua atom karbon bukan sahaja terdapat ikatan C-C yang mudah (tunggal), tetapi juga C=C berganda dan tiga kali ganda C≡C, maka bilangan varian rantai karbon dan, akibatnya, pelbagai organik. bahan meningkat dengan ketara.
Pengelasan bahan organik juga berdasarkan teori struktur kimia Butlerov. Bergantung pada atom yang unsur kimianya adalah sebahagian daripada molekul, semua kumpulan besar organik: hidrokarbon, sebatian yang mengandungi oksigen, nitrogen.
Hidrokarbon ialah sebatian organik yang hanya terdiri daripada atom karbon dan hidrogen.
Mengikut struktur rantai karbon, kehadiran atau ketiadaan pelbagai ikatan di dalamnya, semua hidrokarbon dibahagikan kepada beberapa kelas. Kelas-kelas ini ditunjukkan dalam Rajah 2.
Jika hidrokarbon tidak mengandungi berbilang ikatan dan rantaian atom karbon tidak ditutup, ia tergolong, seperti yang anda ketahui, dalam kelas hidrokarbon tepu, atau alkana. Akar perkataan ini berasal dari bahasa Arab, dan akhiran -en hadir dalam nama semua hidrokarbon kelas ini.
Skim 2

Pengelasan hidrokarbon

Kehadiran satu ikatan berganda dalam molekul hidrokarbon memungkinkan untuk mengaitkannya dengan kelas alkena, dan hubungannya dengan kumpulan bahan ini ditekankan.
akhiran -en dalam nama. Alkena termudah ialah etilena, yang mempunyai formula CH2=CH2. Terdapat dua ikatan rangkap C=C dalam molekul, dalam hal ini bahan tersebut tergolong dalam kelas alkadiena.
Cuba terangkan sendiri maksud akhiran -dienes. Sebagai contoh, butadiena-1,3 mempunyai formula struktur: CH2=CH–CH=CH2.
Hidrokarbon dengan ikatan karbon-karbon tiga kali ganda dalam molekul dipanggil alkuna. Akhiran -dalam menunjukkan kepunyaan kelas bahan ini. Nenek moyang kelas alkuna ialah asetilena (ethyne), formula molekulnya ialah C2H2, dan formula strukturnya ialah HC≡CH. Daripada sebatian dengan rantai karbon tertutup
atom, yang paling penting ialah arena - kelas khas hidrokarbon, nama wakil pertama yang mungkin anda dengar - ini ialah benzena C6H6, formula strukturnya juga diketahui oleh setiap orang yang berbudaya:

Seperti yang telah anda fahami, sebagai tambahan kepada karbon dan hidrogen, komposisi bahan organik boleh merangkumi atom unsur lain, terutamanya oksigen dan nitrogen. Selalunya, atom unsur-unsur ini dalam pelbagai kombinasi membentuk kumpulan yang dipanggil berfungsi.
Kumpulan berfungsi ialah kumpulan atom yang menentukan sifat kimia yang paling ciri bagi sesuatu bahan dan kepunyaannya dalam kelas sebatian tertentu.
Kelas utama sebatian organik yang mengandungi kumpulan berfungsi ditunjukkan dalam Skim 3.
Skim 3
Kelas utama bahan organik yang mengandungi kumpulan berfungsi

Kumpulan berfungsi -OH dipanggil hidroksil dan menentukan kepunyaan salah satu kelas bahan organik yang paling penting - alkohol.
Nama-nama alkohol dibentuk menggunakan akhiran -ol. Sebagai contoh, wakil alkohol yang paling terkenal ialah etil alkohol, atau etanol, C2H5OH.
Atom oksigen boleh diikat kepada atom karbon melalui ikatan kimia berganda. Kumpulan >C=O dipanggil karbonil. Kumpulan karbonil adalah sebahagian daripada beberapa
kumpulan berfungsi, termasuk aldehid dan karboksil. Sebatian organik yang mengandungi kumpulan berfungsi ini masing-masing dipanggil aldehid dan asid karboksilik. Wakil aldehid yang paling terkenal ialah formaldehid HCO dan asetaldehid CH3COH. Dengan asid asetik CH3COOH, penyelesaian yang dipanggil cuka meja, semua orang mungkin biasa. Ciri struktur tersendiri bagi sebatian organik yang mengandungi nitrogen, dan, pertama sekali, amina dan asid amino, ialah kehadiran kumpulan amino –NH2 dalam molekulnya.
Pengelasan bahan organik di atas juga sangat relatif. Sama seperti satu molekul (contohnya, alkadiena) boleh mengandungi dua ikatan berganda, bahan boleh menjadi pemilik dua atau lebih kumpulan berfungsi. Jadi, unit struktur pembawa utama kehidupan di bumi - molekul protein - adalah asid amino. Molekul bahan ini semestinya mengandungi sekurang-kurangnya dua kumpulan berfungsi - kumpulan karboksil dan amino. Asid amino paling ringkas dipanggil glisin dan mempunyai formula:

Seperti amfoterik hidroksida, asid amino menggabungkan sifat-sifat asid (disebabkan oleh kumpulan karboksil) dan bes (disebabkan oleh kehadiran kumpulan amino dalam molekul).
Untuk organisasi kehidupan di Bumi, sifat amfoterik asid amino adalah amat penting - disebabkan oleh interaksi kumpulan amino dan kumpulan karboksil asid amino.
lot dikaitkan dengan rantai polimer protein.
? 1. Apakah peruntukan utama teori struktur kimia A.M. Butlerov. Apakah peranan yang dimainkan oleh teori ini dalam pembangunan kimia organik?
2. Apakah kelas hidrokarbon yang anda tahu? Atas dasar apakah klasifikasi ini dijalankan?
3. Apakah yang dipanggil kumpulan berfungsi bagi sebatian organik? Apakah kumpulan berfungsi yang boleh anda namakan? Apakah kelas sebatian organik yang mengandungi kumpulan berfungsi ini? Tuliskan formula am bagi kelas sebatian dan formula wakilnya.
4. Berikan definisi isomerisme, tuliskan formula isomer yang mungkin bagi sebatian komposisi C4H10O. Menggunakan pelbagai sumber maklumat, namakan setiap satu daripadanya dan sediakan laporan tentang salah satu sebatian tersebut.
5. Berikan bahan yang formulanya ialah: C6H6, C2H6, C2H4, HCOOH, CH3OH, C6H12O6 kepada kelas sebatian organik yang sepadan. Menggunakan pelbagai sumber maklumat, namakan setiap satu daripadanya dan sediakan laporan tentang salah satu sebatian tersebut.
6. Formula struktur glukosa: Kepada kelas sebatian organik manakah anda akan mengelaskan bahan ini? Mengapakah ia dipanggil sebatian dengan dwi fungsi?
7. Bandingkan sebatian amfoterik organik dan bukan organik.
8. Mengapakah asid amino dirujuk sebagai sebatian dengan dwi fungsi? Apakah peranan yang dimainkan oleh ciri struktur asid amino ini dalam organisasi kehidupan di Bumi?
9. Sediakan mesej mengenai topik "Asid amino adalah "bata" kehidupan", menggunakan kemungkinan Internet.
10. Berikan contoh kerelatifan membahagikan sebatian organik kepada kelas tertentu. Lukiskan persamaan kerelatifan yang serupa untuk sebatian tak organik.

Klasifikasi yang paling mudah ialah bahawa semua bahan yang diketahui dibahagikan kepada bukan organik dan organik. Bahan organik ialah hidrokarbon dan derivatifnya. Semua bahan lain adalah bukan organik.

bahan bukan organik dibahagikan mengikut komposisi kepada mudah dan kompleks.

Bahan mudah terdiri daripada atom satu unsur kimia dan dibahagikan kepada logam, bukan logam, gas mulia. Sebatian terdiri daripada atom unsur berbeza yang terikat secara kimia antara satu sama lain.

Bahan bukan organik kompleks mengikut komposisi dan sifatnya dibahagikan kepada kelas utama berikut: oksida, bes, asid, hidroksida amfoterik, garam.

• oksida- ini adalah bahan kompleks yang terdiri daripada dua unsur kimia, salah satunya ialah oksigen dengan keadaan pengoksidaan (-2). Formula am oksida ialah: E m O n, dengan m ialah bilangan atom unsur E, dan n ialah bilangan atom oksigen. Oksida pula dikelaskan kepada pembentuk garam dan bukan pembentuk garam. Bahan pembentuk garam dibahagikan kepada asas, amfoterik, berasid, yang sepadan dengan bes, hidroksida amfoterik, asid, masing-masing.
• Oksida asas ialah oksida logam dalam keadaan pengoksidaan +1 dan +2. Ini termasuk:
  • oksida logam subkumpulan utama kumpulan pertama ( logam alkali) Li-Fr
  • oksida logam subkumpulan utama kumpulan kedua ( Mg dan logam alkali tanah) Mg-Ra
  • oksida logam peralihan dalam keadaan pengoksidaan yang lebih rendah
• Asid oksida- membentuk bukan logam dengan S.O. lebih daripada +2 dan logam dengan S.O. dari +5 hingga +7 (SO 2, SeO 2, P 2 O 5, As 2 O 3, CO 2, SiO 2, CrO 3 dan Mn 2 O 7). Pengecualian: untuk NO oksida 2 dan ClO 2 tiada hidroksida asid yang sepadan, tetapi ia dianggap berasid.
• Oksida amfoterik-dibentuk oleh logam amfoterik dengan S.O. +2, +3, +4 (BeO, Cr 2 O 3 , ZnO, Al 2 O 3 , GeO 2 , SnO 2 dan PbO).
• Oksida bukan pembentuk garam- oksida bukan logam dengan С.О.+1, +2 (СО, NO, N 2 O, SiO).
• Asas- Ini adalah bahan kompleks yang terdiri daripada atom logam dan satu atau lebih kumpulan hidrokso (-OH). Formula am bagi bes ialah: M (OH) y, dengan y ialah bilangan kumpulan hidrokso bersamaan dengan keadaan pengoksidaan logam M (biasanya +1 dan +2). Bes dibahagikan kepada larut (alkali) dan tidak larut.
• asid- (asid hidroksida) ialah bahan kompleks yang terdiri daripada atom hidrogen yang boleh digantikan oleh atom logam, dan sisa asid. Formula am asid: H x Ac, dengan Ac ialah sisa asid (dari bahasa Inggeris "asid" - asid), x ialah bilangan atom hidrogen yang sama dengan cas ion sisa asid.
• Amfoterik hidroksida adalah bahan kompleks yang mempamerkan kedua-dua sifat asid dan sifat bes. Oleh itu, formula amfoterik hidroksida boleh ditulis dalam bentuk asid dan dalam bentuk bes.
• garam- Ini adalah bahan kompleks yang terdiri daripada kation logam dan anion sisa asid. Takrifan ini digunakan untuk garam sederhana.
• Garam sederhana- ini adalah hasil penggantian lengkap atom hidrogen dalam molekul asid oleh atom logam atau penggantian lengkap kumpulan hidrokso dalam molekul asas oleh sisa berasid.
• garam asam- atom hidrogen dalam asid digantikan sebahagiannya oleh atom logam. Ia diperoleh dengan meneutralkan bes dengan lebihan asid. Untuk menamakan dengan betul garam asam, adalah perlu untuk menambah awalan hidro- atau dihidro- kepada nama garam biasa, bergantung kepada bilangan atom hidrogen yang membentuk garam asid.Sebagai contoh, KHCO 3 ialah kalium bikarbonat, KH 2 PO 4 ialah kalium dihidroortofosfat. . Perlu diingat bahawa garam asid hanya boleh membentuk dua atau lebih asid asas.
• Garam asas- kumpulan hidrokso bes (OH -) sebahagiannya digantikan oleh sisa berasid. Untuk menamakan garam asas, adalah perlu untuk menambah awalan hidrokso- atau dihidrokso- kepada nama garam biasa, bergantung kepada bilangan kumpulan OH yang membentuk garam. Contohnya, (CuOH) 2 CO 3 ialah kuprum (II) hidroksokarbonat. Ia mesti diingat bahawa garam asas hanya boleh membentuk bes yang mengandungi dua atau lebih kumpulan hidrokso.
• garam berganda- dalam komposisi mereka terdapat dua kation yang berbeza, ia diperoleh dengan penghabluran daripada larutan campuran garam dengan kation yang berbeza, tetapi anion yang sama. Contohnya, KAl(SO 4) 2, KNaSO 4.
• garam bercampur- dalam komposisi mereka terdapat dua anion yang berbeza. Contohnya, Ca(OCl)Cl.
• Hidrat garam (hidrat kristal) - ia termasuk molekul air penghabluran. Contoh: Na 2 SO 4 10H 2 O.

Klasifikasi bahan organik

Sebatian yang mengandungi hanya atom hidrogen dan karbon dipanggil hidrokarbon. Sebelum memulakan bahagian ini, ingat, untuk memudahkan rekod, ahli kimia tidak melukis karbon dan hidrogen dalam rantai, tetapi jangan lupa bahawa karbon membentuk empat ikatan, dan jika dalam rajah karbon terikat oleh dua ikatan, maka ia terikat oleh dua lebih banyak ikatan kepada hidrogen, walaupun yang terakhir dan tidak ditentukan:

Bergantung pada struktur rantai karbon, sebatian organik dibahagikan kepada sebatian dengan rantai terbuka - asiklik(alifatik) dan kitaran- dengan rantai atom tertutup.

Kitaran dibahagikan kepada dua kumpulan: karbosiklik sambungan dan heterosiklik.

Sebatian karbosiklik, seterusnya, termasuk dua siri sebatian: alisiklik dan aromatik.

sebatian aromatik struktur molekul adalah berdasarkan kitaran rata yang mengandungi karbon dengan sistem tertutup khas π-elektron. membentuk sistem π ​​biasa (satu awan π-elektron).

Kedua-dua hidrokarbon asiklik (alifatik) dan kitaran boleh mengandungi ikatan berganda (berganda atau rangkap tiga). Hidrokarbon ini dipanggil tidak terhad(tak tepu), berbanding dengan marginal(tepu) yang mengandungi hanya ikatan tunggal.

Pi-bond (π-bond) - ikatan kovalen yang terbentuk oleh pertindihan orbital p-atom. Berbeza dengan ikatan sigma, yang berlaku dengan pertindihan orbital s-atom di sepanjang garis ikatan atom, ikatan pi berlaku apabila orbital p-atom bertindih pada kedua-dua belah garis ikatan atom.

Dalam kes pembentukan sistem aromatik, sebagai contoh, benzena C6H6, setiap enam atom karbon berada dalam keadaan sp2 - hibridisasi dan membentuk tiga ikatan sigma dengan sudut ikatan 120 °. Elektron p keempat bagi setiap atom karbon berorientasikan berserenjang dengan satah cincin benzena. Secara umum, satu ikatan timbul, meluas ke semua atom karbon cincin benzena. Dua kawasan ikatan pi dengan ketumpatan elektron tinggi terbentuk pada kedua-dua belah satah ikatan sigma. Dengan ikatan sedemikian, semua atom karbon dalam molekul benzena menjadi setara dan, oleh itu, sistem sedemikian adalah lebih stabil daripada sistem dengan tiga ikatan berganda setempat.

Had hidrokarbon alifatik dipanggil alkana, ia mempunyai formula am C n H 2n + 2, di mana n ialah bilangan atom karbon. Nama lama mereka sering digunakan hari ini - parafin:

Hidrokarbon alifatik tak tepu dengan satu ikatan rangkap tiga dipanggil alkuna. Formula amnya C n H 2n - 2

Hadkan hidrokarbon alisiklik - sikloalkana, formula amnya ialah C n H 2n:

Kami telah mempertimbangkan klasifikasi hidrokarbon. Tetapi jika dalam molekul ini satu atau lebih atom hidrogen digantikan oleh atom atau kumpulan atom lain (halogen, kumpulan hidroksil, kumpulan amino, dll.), terbitan hidrokarbon terbentuk: derivatif halogen, mengandungi oksigen, mengandungi nitrogen dan organik lain. sebatian.

Atom atau kumpulan atom yang menentukan sifat paling ciri bagi kelas bahan tertentu dipanggil kumpulan berfungsi.

Hidrokarbon dalam derivatifnya dengan kumpulan berfungsi yang sama membentuk siri homolog.

Siri homolog ialah satu siri sebatian yang tergolong dalam kelas yang sama (homolog), berbeza antara satu sama lain dalam komposisi dengan nombor integer -CH 2 - kumpulan (perbezaan homolog), mempunyai struktur yang serupa dan, oleh itu, sifat kimia yang serupa.

Persamaan sifat kimia homolog sangat memudahkan kajian sebatian organik.

Hidrokarbon yang digantikan

• Derivatif halogen hidrokarbon boleh dianggap sebagai produk penggantian dalam hidrokarbon satu atau lebih atom hidrogen oleh atom halogen. Selaras dengan ini, terbitan halogen mono-, li-, tri- (biasanya poli-) tepu dan tak tepu boleh wujud. , eter dan ester.
• Alkohol- terbitan hidrokarbon di mana satu atau lebih atom hidrogen digantikan oleh kumpulan hidroksil. Alkohol dipanggil monohidrik jika ia mempunyai satu kumpulan hidroksil, dan tepu jika ia adalah terbitan alkana. Formula am alkohol monohidrik tepu: R-OH.
• Fenol- terbitan hidrokarbon aromatik (siri benzena), di mana satu atau lebih atom hidrogen dalam cincin benzena digantikan oleh kumpulan hidroksil.
• Aldehid dan keton- terbitan hidrokarbon yang mengandungi kumpulan karbonil atom (karbonil). Dalam molekul aldehid, satu ikatan karbonil pergi ke sambungan dengan atom hidrogen, satu lagi - dengan radikal hidrokarbon. Dalam kes keton, kumpulan karbonil terikat kepada dua radikal (umumnya berbeza).
• Eter ialah bahan organik yang mengandungi dua radikal hidrokarbon yang disambungkan oleh atom oksigen: R=O-R atau R-O-R 2. Radikal boleh sama atau berbeza. Komposisi eter dinyatakan dengan formula C n H 2n +2O.
• Ester- sebatian yang terbentuk dengan menggantikan atom hidrogen kumpulan karboksil dalam asid karboksilik dengan radikal hidrokarbon.
• Sebatian nitro- terbitan hidrokarbon di mana satu atau lebih atom hidrogen digantikan oleh kumpulan nitro -NO 2 .
• Amin- sebatian yang dianggap sebagai terbitan ammonia, di mana atom hidrogen digantikan oleh radikal hidrokarbon. Bergantung kepada sifat radikal, amina boleh menjadi alifatik. Bergantung kepada bilangan atom hidrogen yang digantikan oleh radikal, amina primer, sekunder dan tertier dibezakan. Dalam kes tertentu, amina sekunder dan tertier mungkin mempunyai radikal yang sama. Amina primer juga boleh dianggap sebagai derivatif hidrokarbon (alkana) di mana satu atom hidrogen digantikan oleh kumpulan amino. Asid amino mengandungi dua kumpulan berfungsi yang disambungkan kepada radikal hidrokarbon - kumpulan amino -NH 2 dan karboksil -COOH.

Sebatian organik penting lain diketahui mempunyai beberapa kumpulan berfungsi yang berbeza atau serupa, rantai linear panjang yang dikaitkan dengan gelang benzena. Dalam kes sedemikian, takrifan ketat sama ada bahan tergolong dalam kelas tertentu adalah mustahil. Sebatian ini sering diasingkan kepada kumpulan bahan tertentu: karbohidrat, protein, asid nukleik, antibiotik, alkaloid, dll. Pada masa ini, banyak sebatian juga diketahui yang boleh dikelaskan sebagai organik dan bukan organik. Ia dipanggil sebatian organoelemen. Sebahagian daripadanya boleh dianggap sebagai derivatif hidrokarbon.

Nomenklatur

Dua tatanama digunakan untuk menamakan sebatian organik - rasional dan sistematik (IUPAC) dan nama remeh.

Kompilasi nama mengikut tatanama IUPAC:

1) Asas nama sebatian ialah akar perkataan, menandakan hidrokarbon tepu dengan bilangan atom yang sama dengan rantai utama.

2) Akhiran ditambahkan pada akar, mencirikan tahap ketepuan:

An (menghadkan, tiada bon berbilang);

Yong (dengan adanya ikatan berganda);

Ying (dengan adanya ikatan rangkap tiga).

Jika terdapat beberapa ikatan berbilang, maka bilangan ikatan tersebut (-diene, -triena, dsb.) ditunjukkan dalam akhiran, dan selepas akhiran, kedudukan ikatan berbilang mesti ditunjukkan dalam nombor, contohnya:

CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 CH 3 -CH \u003d CH -CH 3

butena-1 butena-2

CH 2 \u003d CH - CH \u003d CH 2

Kumpulan seperti nitro-, halogen, radikal hidrokarbon yang tidak termasuk dalam rantai utama dibawa keluar ke awalan. Mereka disenaraikan dalam susunan abjad. Kedudukan substituen ditunjukkan dengan nombor sebelum awalan.

Susunan tajuk adalah seperti berikut:

1. Cari rantai terpanjang atom C.

2. Nomborkan secara berurutan atom karbon rantai utama, bermula dari hujung yang paling hampir dengan dahan.

3. Nama alkana terdiri daripada nama-nama radikal sisi, disenaraikan dalam susunan abjad, menunjukkan kedudukan dalam rantai utama, dan nama rantai utama.

Bahasa kimia, yang merangkumi perlambangan kimia sebagai salah satu bahagian yang paling spesifik (termasuk formula kimia), adalah cara aktif yang penting untuk mengetahui kimia dan oleh itu memerlukan aplikasi yang jelas dan sedar.

Formula kimia- ini adalah imej bersyarat bagi komposisi dan struktur bahan individu secara kimia melalui simbol kimia, indeks dan tanda lain. Apabila mengkaji komposisi, kimia, elektronik dan struktur spatial bahan, sifat fizikal dan kimianya, isomerisme dan fenomena lain, formula kimia pelbagai jenis digunakan.

Terutamanya banyak jenis formula (yang paling mudah, molekul, struktur, unjuran, konformasi, dll.) digunakan dalam kajian bahan struktur molekul - kebanyakan bahan organik dan sebahagian kecil bahan bukan organik di bawah keadaan biasa. Lebih sedikit jenis formula (yang paling mudah) digunakan dalam kajian sebatian bukan molekul, struktur yang lebih jelas dicerminkan oleh model bola dan kayu dan gambar rajah struktur kristal atau sel unitnya.

Merangka formula struktur penuh dan pendek hidrokarbon

Contoh:

Buat formula struktur lengkap dan ringkas propana C 3 H 8.

Penyelesaian:

1. Tulis 3 atom karbon dalam satu baris, sambungkannya dengan ikatan:

S–S–S

2. Tambah sengkang (ikatan) supaya 4 ikatan memanjang dari setiap atom karbon:

4. Tuliskan formula struktur ringkas:

CH 3 -CH 2 -CH 3

Jadual keterlarutan

Sebatian organik dikelaskan mengikut dua ciri struktur utama:

Struktur rantai karbon (rangka karbon);

Kehadiran dan struktur kumpulan berfungsi.

Rangka karbon (rantai karbon) - urutan atom karbon yang terikat secara kimia.

Kumpulan berfungsi - atom atau kumpulan atom yang menentukan sama ada sebatian tergolong dalam kelas tertentu dan bertanggungjawab terhadap sifat kimianya.

Pengelasan sebatian mengikut struktur rantai karbon

Bergantung kepada struktur rantai karbon, sebatian organik dibahagikan kepada asiklik dan kitaran.

Sebatian asiklik - sebatian dengan buka rantai karbon (terbuka). Sambungan ini juga dipanggil alifatik.

Antara sebatian asiklik, sebatian pembatas (tepu) dibezakan, mengandungi dalam rangka hanya ikatan tunggal C-C dan tidak terhad(tak tepu), termasuk berbilang ikatan C = C dan C C.

Sebatian asiklik

Had:

tanpa had:

Sebatian asiklik juga dibahagikan kepada sebatian rantai lurus dan bercabang. Dalam kes ini, bilangan ikatan atom karbon dengan atom karbon lain diambil kira.

Rantaian, yang merangkumi atom karbon tertier atau kuaternari, bercabang (sering dilambangkan dengan awalan "iso" dalam nama).

Sebagai contoh:

Atom karbon:

Primer;

Menengah;

Tertiari.

Sebatian kitaran ialah sebatian dengan rantai karbon tertutup.

Bergantung kepada sifat atom yang membentuk kitaran, sebatian karbosiklik dan heterosiklik dibezakan.

Sebatian karbosiklik hanya mengandungi atom karbon dalam kitaran. Mereka dibahagikan kepada dua kumpulan yang berbeza secara ketara dalam sifat kimia: kitaran alifatik - alisiklik untuk sebatian pendek - dan aromatik.

Sebatian karbosiklik

Alycyclic:

Aroma:

Sebatian heterosiklik mengandungi dalam kitaran, sebagai tambahan kepada atom karbon, satu atau lebih atom unsur lain - heteroatom(dari bahasa Yunani. heteros- lain, berbeza) - oksigen, nitrogen, sulfur, dsb.

Sebatian heterosiklik

Pengelasan sebatian mengikut kumpulan berfungsi

Sebatian yang mengandungi hanya karbon dan hidrogen dipanggil hidrokarbon.

Sebatian organik lain yang lebih banyak boleh dianggap sebagai derivatif hidrokarbon, yang terbentuk apabila kumpulan berfungsi yang mengandungi unsur lain dimasukkan ke dalam hidrokarbon.

Bergantung kepada sifat kumpulan berfungsi, sebatian organik dibahagikan kepada kelas. Beberapa kumpulan fungsi yang paling berciri dan kelas sebatian yang sepadan ditunjukkan dalam jadual:

Kelas sebatian organik

Nota: Kumpulan berfungsi kadangkala dirujuk sebagai ikatan berganda dan rangkap tiga.

Molekul sebatian organik mungkin mengandungi dua atau lebih kumpulan fungsi yang serupa atau berbeza.

Contohnya: HO-CH 2 -CH 2 -OH (etilena glikol); NH 2 -CH 2 - COOH (asid amino glisin).

Semua kelas sebatian organik saling berkaitan. Peralihan dari satu kelas sebatian ke yang lain dilakukan terutamanya disebabkan oleh perubahan kumpulan berfungsi tanpa mengubah rangka karbon. Sebatian setiap kelas membentuk siri homolog.

Klasifikasi bahan organik

Bergantung pada jenis struktur rantai karbon, bahan organik dibahagikan kepada:

• asiklik dan kitaran.
• marginal (tepu) dan tak tepu (tak tepu).
• karbosiklik dan heterosiklik.
• alisiklik dan aromatik.

Sebatian asiklik ialah sebatian organik yang molekulnya tidak ada kitaran dan semua atom karbon disambungkan antara satu sama lain dalam rantai terbuka lurus atau bercabang.

Sebaliknya, antara sebatian asiklik, sebatian mengehad (atau tepu) dibezakan, yang mengandungi hanya ikatan karbon-karbon (CC) tunggal dalam rangka karbon dan sebatian tak tepu (atau tak tepu) yang mengandungi gandaan - dua kali ganda (C \u003d C) atau tiga kali ganda (C ≡ C) komunikasi.

Sebatian kitaran ialah sebatian kimia di mana terdapat tiga atau lebih atom terikat membentuk cincin.

Bergantung pada atom mana cincin terbentuk, sebatian karbosiklik dan sebatian heterosiklik dibezakan.

Sebatian karbosiklik (atau isosiklik) mengandungi hanya atom karbon dalam kitarannya. Sebatian ini pula dibahagikan kepada sebatian alisiklik (kitaran alifatik) dan sebatian aromatik.

Sebatian heterosiklik mengandungi satu atau lebih heteroatom dalam kitaran hidrokarbon, selalunya atom oksigen, nitrogen atau sulfur.

Kelas bahan organik yang paling mudah ialah hidrokarbon - sebatian yang dibentuk secara eksklusif oleh atom karbon dan hidrogen, i.e. secara formal tidak mempunyai kumpulan berfungsi.

Oleh kerana hidrokarbon tidak mempunyai kumpulan berfungsi, ia hanya boleh dikelaskan mengikut jenis rangka karbon. Hidrokarbon, bergantung kepada jenis rangka karbonnya, dibahagikan kepada subkelas:

1) Mengehadkan hidrokarbon asiklik dipanggil alkana. Formula molekul am alkana ditulis sebagai C n H 2n+2, di mana n ialah bilangan atom karbon dalam molekul hidrokarbon. Sebatian ini tidak mempunyai isomer antara kelas.

2) Hidrokarbon tak tepu asiklik dibahagikan kepada:

a) alkena - ia mengandungi hanya satu gandaan, iaitu satu ikatan C \u003d C berganda, formula umum alkena ialah C n H 2n,

b) alkuna - dalam molekul alkuna juga terdapat hanya satu gandaan iaitu ikatan C≡C tiga kali ganda. Formula molekul am alkuna ialah C n H 2n-2

c) alkadiena - dalam molekul alkadiena terdapat dua ikatan C=C berganda. Formula molekul am alkadiena ialah C n H 2n-2

3) Hidrokarbon tepu kitaran dipanggil sikloalkana dan mempunyai formula molekul am C n H 2n.

Baki bahan organik dalam kimia organik dianggap sebagai derivatif hidrokarbon, terbentuk selepas pengenalan kumpulan berfungsi yang dipanggil ke dalam molekul hidrokarbon, yang mengandungi unsur kimia lain.

Oleh itu, formula sebatian dengan satu kumpulan berfungsi boleh ditulis sebagai R-X, di mana R ialah radikal hidrokarbon, dan X ialah kumpulan berfungsi. Radikal hidrokarbon ialah serpihan molekul hidrokarbon tanpa satu atau lebih atom hidrogen.

Mengikut kehadiran kumpulan berfungsi tertentu, sebatian dibahagikan kepada kelas. Kumpulan fungsi utama dan kelas sebatian di mana ia dimasukkan dibentangkan dalam jadual:

Oleh itu, pelbagai kombinasi jenis rangka karbon dengan kumpulan berfungsi yang berbeza memberikan pelbagai variasi sebatian organik.

Derivatif halogen hidrokarbon

Derivatif halogen hidrokarbon ialah sebatian yang diperoleh dengan menggantikan satu atau lebih atom hidrogen dalam molekul mana-mana hidrokarbon awal dengan satu atau lebih atom halogen, masing-masing.

Biarkan beberapa hidrokarbon mempunyai formula C n H m, kemudian apabila menggantikan dalam molekulnya X atom hidrogen dihidupkan X atom halogen, formula untuk terbitan halogen akan kelihatan seperti C n H m-X Hal X. Oleh itu, terbitan monoklorin alkana mempunyai formula C n H 2n+1 Cl, terbitan dichloro C n H 2n Cl 2 dan lain-lain.

Alkohol dan fenol

Alkohol ialah terbitan hidrokarbon di mana satu atau lebih atom hidrogen digantikan oleh kumpulan hidroksil -OH. Alkohol dengan satu kumpulan hidroksil dipanggil monatomik, dengan dua - diatomik, dengan tiga triatomik dan lain-lain. Sebagai contoh:

Alkohol dengan dua atau lebih kumpulan hidroksil juga dipanggil alkohol polihidrik. Formula am untuk mengehadkan alkohol monohidrik ialah C n H 2n+1 OH atau C n H 2n+2 O. Formula am mengehadkan alkohol polihidrik ialah C n H 2n+2 O x, dengan x ialah keatoman alkohol.

Alkohol juga boleh menjadi aromatik. Sebagai contoh:

Formula umum alkohol aromatik monohidrik tersebut ialah C n H 2n-6 O.

Walau bagaimanapun, perlu difahami dengan jelas bahawa derivatif hidrokarbon aromatik di mana satu atau lebih atom hidrogen pada nukleus aromatik digantikan oleh kumpulan hidroksil. jangan memohon kepada alkohol. Mereka tergolong dalam kelas fenol . Sebagai contoh, sebatian yang diberikan ini ialah alkohol:

Dan ini adalah fenol:

Sebab mengapa fenol tidak dikelaskan sebagai alkohol terletak pada sifat kimianya yang khusus, yang membezakannya dengan alkohol. Adalah mudah untuk melihat bahawa fenol monohidrik adalah isomer kepada alkohol aromatik monohidrik, i.e. juga mempunyai formula molekul am C n H 2n-6 O.

Amin

Amin dipanggil derivatif ammonia di mana satu, dua atau ketiga-tiga atom hidrogen digantikan oleh radikal hidrokarbon.

Amina di mana hanya satu atom hidrogen digantikan oleh radikal hidrokarbon, i.e. mempunyai formula am R-NH 2 dipanggil amina primer.

Amina di mana dua atom hidrogen digantikan oleh radikal hidrokarbon dipanggil amina sekunder. Formula untuk amina sekunder boleh ditulis sebagai R-NH-R'. Dalam kes ini, radikal R dan R' boleh sama ada sama atau berbeza. Sebagai contoh:

Jika tiada atom hidrogen pada atom nitrogen dalam amina, i.e. ketiga-tiga atom hidrogen molekul ammonia digantikan oleh radikal hidrokarbon, maka amina tersebut dipanggil amina tertier. Secara umum, formula amina tertier boleh ditulis sebagai:

Dalam kes ini, radikal R, R', R'' boleh sama ada sama sepenuhnya, atau ketiga-tiganya berbeza.

Formula molekul am bagi amina pengehad primer, sekunder dan tertier ialah C n H 2 n +3 N.

Amina aromatik dengan hanya satu substituen tak tepu mempunyai formula am C n H 2 n -5 N

Aldehid dan keton

Aldehid dipanggil derivatif hidrokarbon, di mana, pada atom karbon primer, dua atom hidrogen digantikan oleh satu atom oksigen, i.e. terbitan hidrokarbon dalam struktur yang terdapat kumpulan aldehid –CH=O. Formula am untuk aldehid boleh ditulis sebagai R-CH=O. Sebagai contoh:

Keton dipanggil derivatif hidrokarbon, di mana dua atom hidrogen pada atom karbon sekunder digantikan oleh atom oksigen, i.e. sebatian dalam struktur yang terdapat kumpulan karbonil -C (O) -.

Formula am untuk keton boleh ditulis sebagai R-C(O)-R'. Dalam kes ini, radikal R, R' boleh sama ada sama atau berbeza.

Sebagai contoh:

Seperti yang anda lihat, aldehid dan keton adalah sangat serupa dalam struktur, tetapi mereka masih dibezakan sebagai kelas, kerana mereka mempunyai perbezaan yang ketara dalam sifat kimia.

Formula molekul am keton tepu dan aldehid adalah sama dan mempunyai bentuk C n H 2 n O

asid karboksilik

asid karboksilik dipanggil derivatif hidrokarbon yang di dalamnya terdapat kumpulan karboksil -COOH.

Jika asid mempunyai dua kumpulan karboksil, asid itu dipanggil asid dikarboksilik.

Hadkan asid monokarboksilik (dengan satu kumpulan -COOH) mempunyai formula molekul am dalam bentuk C n H 2 n O 2

Asid monokarboksilik aromatik mempunyai formula am C n H 2 n -8 O 2

Eter

Eter - sebatian organik di mana dua radikal hidrokarbon disambungkan secara tidak langsung melalui atom oksigen, i.e. mempunyai formula dalam bentuk R-O-R'. Dalam kes ini, radikal R dan R' boleh sama ada sama atau berbeza.

Sebagai contoh:

Formula umum eter tepu adalah sama seperti alkohol monohidrik tepu, i.e. C n H 2 n +1 OH atau C n H 2 n +2 O.

Ester

Ester ialah kelas sebatian berdasarkan asid karboksilik organik, di mana atom hidrogen dalam kumpulan hidroksil digantikan oleh radikal hidrokarbon R. Bentuk umum ester boleh ditulis sebagai:

Sebagai contoh:

Sebatian nitro

Sebatian nitro- terbitan hidrokarbon, di mana satu atau lebih atom hidrogen digantikan oleh kumpulan nitro -NO 2.

Hadkan sebatian nitro dengan satu kumpulan nitro mempunyai formula molekul am C n H 2 n +1 NO 2

Asid amino

Sebatian yang secara serentak mempunyai dua kumpulan berfungsi dalam strukturnya - amino NH 2 dan karboksil - COOH. Sebagai contoh,

NH 2 -CH 2 -COOH

Mengehadkan asid amino dengan satu karboksil dan satu kumpulan amino adalah isomerik kepada sebatian nitro pengehad yang sepadan i.e. seperti mereka mempunyai formula molekul am C n H 2 n +1 NO 2

Dalam tugasan USE untuk pengelasan bahan organik, adalah penting untuk dapat menulis formula molekul am siri homolog jenis sebatian yang berbeza, mengetahui ciri struktur rangka karbon dan kehadiran kumpulan berfungsi tertentu. Untuk mengetahui cara menentukan formula molekul am sebatian organik kelas yang berbeza, bahan mengenai topik ini akan berguna.

Nomenklatur sebatian organik

Ciri-ciri struktur dan sifat kimia sebatian dicerminkan dalam tatanama. Jenis-jenis tatanama yang utama ialah sistematik dan remeh.

Tatanama sistematik sebenarnya menetapkan algoritma, mengikut mana satu atau nama lain disusun mengikut ketat dengan ciri-ciri struktur molekul bahan organik atau, secara kasarnya, formula strukturnya.

Pertimbangkan peraturan untuk menamakan sebatian organik mengikut tatanama sistematik.

Apabila menamakan bahan organik mengikut tatanama sistematik, perkara yang paling penting ialah menentukan dengan betul bilangan atom karbon dalam rantai karbon terpanjang atau mengira bilangan atom karbon dalam kitaran.

Bergantung pada bilangan atom karbon dalam rantai karbon utama, sebatian akan mempunyai akar yang berbeza dalam namanya:

Komponen penting kedua yang diambil kira semasa menyusun nama ialah kehadiran / ketiadaan ikatan berbilang atau kumpulan berfungsi, yang disenaraikan dalam jadual di atas.

Mari cuba beri nama kepada bahan yang mempunyai formula struktur:

1. Rantai karbon utama (dan sahaja) molekul ini mengandungi 4 atom karbon, jadi namanya akan mengandungi akar tetapi-;

2. Tiada ikatan berbilang dalam rangka karbon, oleh itu, akhiran yang akan digunakan selepas akar kata ialah -an, bagi hidrokarbon asiklik tepu yang sepadan (alkana);

3. Kehadiran kumpulan berfungsi -OH, dengan syarat tiada lagi kumpulan berfungsi kanan, ditambah selepas akar dan akhiran daripada perenggan 2. akhiran lain - "ol";

4. Dalam molekul yang mengandungi berbilang ikatan atau kumpulan berfungsi, penomboran atom karbon rantai utama bermula dari sisi molekul yang lebih dekat.

Mari lihat contoh lain:

Kehadiran empat atom karbon dalam rantai karbon utama memberitahu kita bahawa akar "tetapi-" adalah asas nama, dan ketiadaan ikatan berganda menunjukkan akhiran "-an", yang akan mengikuti sejurus selepas akar. Kumpulan kanan dalam sebatian ini ialah karboksil, dan ia menentukan sama ada bahan ini tergolong dalam kelas asid karboksilik. Oleh itu, pengakhiran pada nama itu akan menjadi "asid-ovoik". Pada atom karbon kedua adalah kumpulan amino NH2 -, oleh itu, bahan ini tergolong dalam asid amino. Juga pada atom karbon ketiga kita melihat metil radikal hidrokarbon ( CH 3 -). Oleh itu, menurut tatanama sistematik, sebatian ini dipanggil asid 2-amino-3-metilbutanoik.

Nomenklatur remeh, berbeza dengan yang sistematik, sebagai peraturan, tidak mempunyai kaitan dengan struktur bahan, tetapi terutamanya disebabkan oleh asalnya, serta sifat kimia atau fizikal.

Pada masa lalu, saintis membahagikan semua bahan dalam alam semula jadi kepada yang tidak bernyawa dan bernyawa bersyarat, termasuk kerajaan haiwan dan tumbuhan di kalangan yang terakhir. Bahan kumpulan pertama dipanggil mineral. Dan mereka yang memasuki yang kedua, mula dipanggil bahan organik.

Apakah yang dimaksudkan dengan ini? Kelas bahan organik adalah yang paling luas di antara semua sebatian kimia yang diketahui oleh saintis moden. Persoalan bahan mana yang organik boleh dijawab seperti berikut - ini adalah sebatian kimia yang termasuk karbon.

Sila ambil perhatian bahawa tidak semua sebatian yang mengandungi karbon adalah organik. Sebagai contoh, korbida dan karbonat, asid karbonik dan sianida, karbon oksida bukan antaranya.

Mengapa terdapat banyak bahan organik?

Jawapan kepada soalan ini terletak pada sifat karbon. Unsur ini ingin tahu kerana ia mampu membentuk rantai daripada atomnya. Dan pada masa yang sama, ikatan karbon sangat stabil.

Di samping itu, dalam sebatian organik, ia mempamerkan valens (IV) yang tinggi, i.e. keupayaan untuk membentuk ikatan kimia dengan bahan lain. Dan bukan sahaja tunggal, tetapi juga berganda dan juga tiga kali ganda (jika tidak - gandaan). Apabila kepelbagaian ikatan meningkat, rantai atom menjadi lebih pendek, dan kestabilan ikatan meningkat.

Dan karbon dikurniakan keupayaan untuk membentuk struktur linear, rata dan tiga dimensi.

Itulah sebabnya bahan organik dalam alam semula jadi sangat pelbagai. Anda boleh menyemaknya sendiri dengan mudah: berdiri di hadapan cermin dan berhati-hati melihat pantulan anda. Setiap daripada kita adalah buku teks berjalan tentang kimia organik. Fikirkanlah: sekurang-kurangnya 30% daripada jisim setiap sel anda adalah sebatian organik. Protein yang membina badan anda. Karbohidrat, yang berfungsi sebagai "bahan api" dan sumber tenaga. Lemak yang menyimpan rizab tenaga. Hormon yang mengawal fungsi organ dan juga tingkah laku anda. Enzim yang memulakan tindak balas kimia dalam diri anda. Dan juga "kod sumber," helai DNA, semuanya adalah sebatian organik berasaskan karbon.

Komposisi bahan organik

Seperti yang kita katakan pada awalnya, bahan binaan utama untuk bahan organik ialah karbon. Dan secara praktikal mana-mana unsur, bergabung dengan karbon, boleh membentuk sebatian organik.

Secara semula jadi, paling kerap dalam komposisi bahan organik adalah hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur dan fosforus.

Struktur bahan organik

Kepelbagaian bahan organik di planet ini dan kepelbagaian strukturnya boleh dijelaskan oleh ciri ciri atom karbon.

Anda ingat bahawa atom karbon dapat membentuk ikatan yang sangat kuat antara satu sama lain, menyambung dalam rantai. Hasilnya adalah molekul yang stabil. Cara atom karbon disambungkan dalam rantai (disusun dalam corak zigzag) adalah salah satu ciri utama strukturnya. Karbon boleh bergabung menjadi rantai terbuka dan rantai tertutup (kitaran).

Ia juga penting bahawa struktur bahan kimia secara langsung mempengaruhi sifat kimianya. Peranan penting juga dimainkan oleh bagaimana atom dan kumpulan atom dalam molekul mempengaruhi satu sama lain.

Oleh kerana keanehan struktur, bilangan sebatian karbon jenis yang sama menjadi puluhan dan ratusan. Sebagai contoh, kita boleh mempertimbangkan sebatian hidrogen karbon: metana, etana, propana, butana, dll.

Contohnya, metana - CH 4. Gabungan hidrogen dengan karbon sedemikian dalam keadaan biasa berada dalam keadaan gas terkumpul. Apabila oksigen muncul dalam komposisi, cecair terbentuk - metil alkohol CH 3 OH.

Bukan sahaja bahan dengan komposisi kualitatif yang berbeza (seperti dalam contoh di atas) mempamerkan sifat yang berbeza, tetapi bahan dengan komposisi kualitatif yang sama juga mampu melakukan ini. Contohnya ialah keupayaan berbeza metana CH 4 dan etilena C 2 H 4 untuk bertindak balas dengan bromin dan klorin. Metana mampu bertindak balas sedemikian hanya apabila dipanaskan atau di bawah cahaya ultraungu. Dan etilena bertindak balas walaupun tanpa pencahayaan dan pemanasan.

Pertimbangkan pilihan ini: komposisi kualitatif sebatian kimia adalah sama, kuantitatif adalah berbeza. Kemudian sifat kimia sebatian adalah berbeza. Seperti dalam kes asetilena C 2 H 2 dan benzena C 6 H 6.

Bukan peranan terakhir dalam varieti ini dimainkan oleh sifat-sifat bahan organik seperti itu, "terikat" pada strukturnya, sebagai isomerisme dan homologi.

Bayangkan anda mempunyai dua bahan yang kelihatan sama - komposisi yang sama dan formula molekul yang sama untuk menerangkannya. Tetapi struktur bahan ini pada asasnya berbeza, oleh itu perbezaan sifat kimia dan fizikal. Sebagai contoh, formula molekul C 4 H 10 boleh ditulis untuk dua bahan berbeza: butana dan isobutana.

Kita bercakap tentang isomer- sebatian yang mempunyai komposisi dan berat molekul yang sama. Tetapi atom dalam molekulnya terletak dalam susunan yang berbeza (struktur bercabang dan tidak bercabang).

Berkenaan homologi- ini adalah ciri rantai karbon sedemikian di mana setiap ahli seterusnya boleh diperolehi dengan menambah satu kumpulan CH 2 kepada yang sebelumnya. Setiap siri homolog boleh dinyatakan dengan satu formula umum. Dan mengetahui formulanya, mudah untuk menentukan komposisi mana-mana ahli siri itu. Sebagai contoh, homolog metana diterangkan oleh formula C n H 2n+2 .

Apabila "perbezaan homolog" CH 2 ditambah, ikatan antara atom bahan itu diperkuatkan. Mari kita ambil siri homolog metana: empat sebutan pertamanya ialah gas (metana, etana, propana, butana), enam seterusnya ialah cecair (pentana, heksana, heptana, oktana, nona, dekana), dan kemudian bahan dalam keadaan pepejal pengagregatan ikut (pentadecane, eicosan, dll.). Dan semakin kuat ikatan antara atom karbon, semakin tinggi berat molekul, takat didih dan lebur bahan.

Apakah kelas bahan organik yang wujud?

Bahan organik asal biologi termasuk:

• protein;
• karbohidrat;
• asid nukleik;
• lipid.

Tiga titik pertama juga boleh dipanggil polimer biologi.

Pengelasan bahan kimia organik yang lebih terperinci meliputi bahan bukan sahaja dari asal biologi.

Hidrokarbon ialah:

• sebatian asiklik:
  • hidrokarbon tepu (alkana);
  • hidrokarbon tak tepu:
    • alkena;
    • alkuna;
    • alkadiena.
• sebatian kitaran:
  • sebatian karbosiklik:
    • alisiklik;
    • aromatik.
  • sebatian heterosiklik.

Terdapat juga kelas sebatian organik lain di mana karbon bergabung dengan bahan selain hidrogen:

• alkohol dan fenol;
• aldehid dan keton;
• asid karboksilik;
• ester;
• lipid;
• karbohidrat:
  • monosakarida;
  • oligosakarida;
  • polisakarida.
  • mukopolisakarida.
• amina;
• asid amino;
• protein;
• asid nukleik.

Formula bahan organik mengikut kelas

Contoh bahan organik

Seperti yang anda ingat, dalam tubuh manusia, pelbagai jenis bahan organik adalah asas asas. Ini adalah tisu dan cecair kita, hormon dan pigmen, enzim dan ATP, dan banyak lagi.

Dalam badan manusia dan haiwan, protein dan lemak diutamakan (separuh daripada berat kering sel haiwan adalah protein). Dalam tumbuhan (kira-kira 80% daripada jisim kering sel) - untuk karbohidrat, terutamanya kompleks - polisakarida. Termasuk untuk selulosa (tanpanya tidak akan ada kertas), kanji.

Mari kita bercakap tentang beberapa daripada mereka dengan lebih terperinci.

Contohnya, tentang karbohidrat. Jika boleh mengambil dan mengukur jisim semua bahan organik di planet ini, karbohidratlah yang akan memenangi pertandingan ini.

Mereka berfungsi sebagai sumber tenaga dalam badan, adalah bahan binaan untuk sel, dan juga menjalankan bekalan bahan. Tumbuhan menggunakan kanji untuk tujuan ini, dan glikogen untuk haiwan.

Di samping itu, karbohidrat sangat pelbagai. Contohnya, karbohidrat ringkas. Monosakarida yang paling biasa dalam alam semula jadi ialah pentosa (termasuk deoksiribosa, yang merupakan sebahagian daripada DNA) dan heksosa (glukosa, yang terkenal kepada anda).

Seperti batu bata, di tapak pembinaan alam semula jadi yang besar, polisakarida dibina daripada beribu-ribu dan beribu-ribu monosakarida. Tanpa mereka, lebih tepat lagi, tanpa selulosa, kanji, tidak akan ada tumbuhan. Ya, dan haiwan tanpa glikogen, laktosa dan kitin akan mengalami masa yang sukar.

Mari kita lihat dengan teliti tupai. Alam semula jadi adalah tuan terbesar dalam mozek dan teka-teki: daripada hanya 20 asid amino, 5 juta jenis protein terbentuk dalam tubuh manusia. Protein juga mempunyai banyak fungsi penting. Sebagai contoh, pembinaan, pengawalseliaan proses dalam badan, pembekuan darah (terdapat protein berasingan untuk ini), pergerakan, pengangkutan bahan tertentu dalam badan, mereka juga merupakan sumber tenaga, dalam bentuk enzim mereka bertindak sebagai pemangkin untuk tindak balas, memberikan perlindungan. Antibodi memainkan peranan penting dalam melindungi tubuh daripada pengaruh luaran yang negatif. Dan jika perselisihan berlaku dalam penalaan halus badan, antibodi, bukannya memusnahkan musuh luaran, boleh bertindak sebagai penceroboh kepada organ dan tisu badan mereka sendiri.

Protein juga dibahagikan kepada mudah (protein) dan kompleks (protein). Dan mereka mempunyai sifat yang hanya wujud pada mereka: denaturasi (kemusnahan, yang anda perhatikan lebih daripada sekali apabila anda merebus telur rebus) dan renaturasi (harta ini digunakan secara meluas dalam pembuatan antibiotik, pekat makanan, dll.).

Jangan kita abaikan dan lipid(lemak). Dalam badan kita, mereka berfungsi sebagai sumber rizab tenaga. Sebagai pelarut, ia membantu perjalanan tindak balas biokimia. Mengambil bahagian dalam pembinaan badan - sebagai contoh, dalam pembentukan membran sel.

Dan beberapa perkataan lagi tentang sebatian organik yang ingin tahu seperti hormon. Mereka terlibat dalam tindak balas biokimia dan metabolisme. Hormon kecil ini menjadikan lelaki lelaki (testosteron) dan wanita wanita (estrogen). Mereka membuat kita gembira atau sedih (hormon tiroid memainkan peranan penting dalam perubahan mood, dan endorfin memberikan perasaan gembira). Dan mereka juga menentukan sama ada kita adalah "burung hantu" atau "larks". Sama ada anda bersedia untuk belajar lewat atau lebih suka bangun awal dan membuat kerja rumah anda sebelum sekolah, bukan sahaja rutin harian anda, tetapi juga beberapa hormon adrenal yang menentukan.

Kesimpulan

Dunia bahan organik benar-benar menakjubkan. Ia cukup untuk menyelidiki kajiannya hanya sedikit untuk mengambil nafas anda dari perasaan persaudaraan dengan semua kehidupan di Bumi. Dua kaki, empat atau akar bukannya kaki - kita semua disatukan oleh keajaiban makmal kimia ibu alam. Ia menyebabkan atom karbon bergabung dalam rantai, bertindak balas dan mencipta beribu-ribu sebatian kimia yang pelbagai itu.

Anda kini mempunyai panduan ringkas untuk kimia organik. Sudah tentu, tidak semua maklumat yang mungkin dibentangkan di sini. Beberapa perkara yang mungkin anda perlu jelaskan sendiri. Tetapi anda sentiasa boleh menggunakan laluan yang telah kami rancang untuk penyelidikan bebas anda.

Anda juga boleh menggunakan takrifan bahan organik, pengelasan dan formula am sebatian organik serta maklumat am tentangnya dalam artikel untuk menyediakan kelas kimia di sekolah.

Beritahu kami dalam ulasan bahagian kimia (organik atau bukan organik) yang paling anda sukai dan sebabnya. Jangan lupa untuk "kongsi" artikel itu di rangkaian sosial supaya rakan sekelas anda juga boleh menggunakannya.

Sila laporkan jika anda mendapati sebarang ketidaktepatan atau ralat dalam artikel. Kita semua manusia dan kita semua kadang-kadang melakukan kesilapan.

blog.site, dengan penyalinan penuh atau separa bahan, pautan ke sumber diperlukan.