Organik kimyanın konusu. Organik maddeler – Bilgi Hipermarketi

Pirinç. 5. Friedrich Wöhler
(1800–1882)

Pirinç. 6. İskender
Mihayloviç Butlerov
(1828–1886)

Oluşturdukları kimyasal yapı teorisinin özü üç önerme şeklinde formüle edilebilir.
1. Moleküllerdeki atomlar değerliklerine göre belirli bir sırayla bağlanır ve organik bileşiklerdeki karbon dört değerliklidir.
2. Maddelerin özellikleri yalnızca niteliksel ve niceliksel element bileşimi ile değil aynı zamanda moleküllerdeki atomların bağlantı sırasına göre de belirlenir; kimyasal yapı.
3. Moleküllerdeki atomların birbirleri üzerinde karşılıklı etkisi vardır ve bu da maddelerin özelliklerini etkiler.
* Alman kimyager. İnorganik ve organik kimya alanında araştırmalar yaptım. İzomerizm olgusunun varlığını tespit etti ve ilk kez inorganik bir maddeden organik bir maddenin (üre) sentezini gerçekleştirdi. Bazı metaller (alüminyum, berilyum vb.) Alındı.
** Üstün Rus kimyager, kimya teorisinin yazarı
Organik maddelerin yapısı. Dayalıyapı kavramları izomerizm olgusunu açıkladı, birçok maddenin izomerlerinin varlığını öngördü ve bunları ilk kez sentezledi. Şekerli bir maddeyi sentezleyen ilk kişi oydu. Rus kimya okulunun kurucusuIkov, V.V. Markovnikov, A.M. Zaitsev, E.E. Vagner, A.E. Favorsky ve diğerlerini içeriyordu.

Bugün, doğa bilimlerinde büyük keşiflerin yapıldığı 19. yüzyılın ortalarına kadar, bilim adamlarının maddenin iç yapısı hakkında çok az bilgiye sahip olmaları inanılmaz görünüyor. Bir moleküldeki atomlar arasındaki kimyasal bağlar ve bunların uzaydaki göreceli düzeni anlamına gelen "kimyasal yapı" terimini ortaya atan Butlerov'du. Molekülün yapısının anlaşılması sayesinde izomerizm olayını açıklamak, bilinmeyen izomerlerin varlığını tahmin etmek ve maddelerin özelliklerini kimyasal yapılarıyla ilişkilendirmek mümkün hale geldi. İzomerizm olgusunu göstermek için, aynı C2H6O element bileşimine ancak farklı kimyasal yapılara sahip olan iki maddenin (etil alkol ve dimetil eter) formüllerini ve özelliklerini sunuyoruz (Tablo 2).
Tablo 2

Bir maddenin özelliklerine bağımlılığın gösterimiyapısından

Organik kimyada çok yaygın olan izomerizm olgusu, organik maddelerin çeşitliliğinin nedenlerinden biridir. Organik maddelerin çeşitliliğinin bir diğer nedeni, karbon atomunun birbiriyle kimyasal bağlar oluşturma ve bunun sonucunda karbon zincirleri oluşturma konusundaki benzersiz yeteneğidir.
çeşitli uzunluklarda ve yapılarda: dallanmamış, dallanmış, kapalı. Örneğin dört karbon atomu şu şekilde zincirler oluşturabilir:

İki karbon atomu arasında yalnızca basit (tekli) C-C bağlarının değil, aynı zamanda çift C=C ve üçlü C≡C bağlarının da mevcut olabileceğini hesaba katarsak, o zaman karbon zincirlerinin varyantlarının sayısı ve dolayısıyla çeşitli organik bağların var olabileceği dikkate alınır. maddeler önemli ölçüde artar.
Organik maddelerin sınıflandırılması da Butlerov'un kimyasal yapı teorisine dayanmaktadır. Molekülde kimyasal elementlerin bulunduğu atomlara bağlı olarak tüm organik gruplar: hidrokarbonlar, oksijen içeren, nitrojen içeren bileşikler.
Hidrokarbonlar, yalnızca karbon ve hidrojen atomlarından oluşan organik bileşiklerdir.
Karbon zincirinin yapısına ve çoklu bağların varlığına veya yokluğuna bağlı olarak tüm hidrokarbonlar çeşitli sınıflara ayrılır. Bu sınıflar Diyagram 2'de gösterilmektedir.
Bir hidrokarbon birden fazla bağ içermiyorsa ve karbon atomu zinciri kapalı değilse, bildiğiniz gibi doymuş hidrokarbonlar veya alkanlar sınıfına aittir. Bu kelimenin kökü Arapça kökenli olup, bu sınıfa ait tüm hidrokarbonların isimlerinde -an eki mevcuttur.
Şema 2

Hidrokarbonların sınıflandırılması

Bir hidrokarbon molekülünde bir çift bağın varlığı, onun bir alken olarak sınıflandırılmasına izin verir ve bu grup maddelerle ilişkisi vurgulanır.
adda -en son eki. En basit alken CH2=CH2 formülüne sahip etilendir. Bir molekülde iki C=C çift bağı olabilir; bu durumda madde alkadienler sınıfına aittir.
-Diene eklerinin anlamını açıklamaya çalışın. Örneğin 1,3 bütadien şu yapısal formüle sahiptir: CH2=CH–CH=CH2.
Molekülünde karbon-karbon üçlü bağı bulunan hidrokarbonlara alkinler denir. -in son eki bir maddenin bu sınıfa ait olduğunu belirtir. Alkin sınıfının atası, moleküler formülü C2H2 olan ve yapısal formülü HC≡CH olan asetilendir (etilen). Kapalı karbon zincirine sahip bileşiklerden
En önemli atomlar arenlerdir - özel bir hidrokarbon sınıfı, muhtemelen duymuş olduğunuz ilk temsilcisinin adı, yapısal formülü her kültürel insan tarafından da bilinen benzen C6H6'dır:

Zaten anladığınız gibi, organik maddeler karbon ve hidrojene ek olarak, başta oksijen ve nitrojen olmak üzere diğer elementlerin atomlarını da içerebilir. Çoğu zaman, bu elementlerin çeşitli kombinasyonlardaki atomları, fonksiyonel olarak adlandırılan grupları oluşturur.
Fonksiyonel grup, bir maddenin en karakteristik kimyasal özelliklerini ve belirli bir bileşik sınıfına ait olduğunu belirleyen bir atom grubudur.
Fonksiyonel gruplar içeren organik bileşiklerin ana sınıfları Şema 3'te sunulmaktadır.
Şema 3
Fonksiyonel gruplar içeren organik maddelerin ana sınıfları

Fonksiyonel grup –OH, hidroksil olarak adlandırılır ve organik maddelerin en önemli sınıflarından biri olan alkollere olan üyeliği belirler.
Alkol isimleri -ol eki kullanılarak oluşturulur. Örneğin alkollerin en ünlü temsilcisi etil alkol veya etanol, C2H5OH'dir.
Bir oksijen atomu bir karbon atomuna kimyasal bir çift bağ ile bağlanabilir. >C=O grubuna karbonil denir. Karbonil grubu birkaç grubun parçasıdır
aldehit ve karboksil dahil olmak üzere fonksiyonel gruplar. Bu fonksiyonel grupları içeren organik maddelere sırasıyla aldehitler ve karboksilik asitler denir. Aldehitlerin en ünlü temsilcileri formaldehit НСОН ve asetaldehit CH3СОН'dir. Muhtemelen herkes, çözeltisine sofra sirkesi adı verilen asetik asit CH3COOH'a aşinadır. Azot içeren organik bileşiklerin ve her şeyden önce aminlerin ve amino asitlerin ayırt edici yapısal özelliği, moleküllerinde -NH2 amino grubunun varlığıdır.
Organik maddelerin yukarıdaki sınıflandırması da oldukça görecelidir. Tıpkı bir molekülün (örneğin alkadienler) iki çoklu bağ içerebilmesi gibi, bir madde de iki veya daha fazla fonksiyonel gruba sahip olabilir. Dolayısıyla yeryüzündeki yaşamın ana taşıyıcılarının - protein moleküllerinin - yapısal birimleri amino asitlerdir. Bu maddelerin molekülleri mutlaka en az iki fonksiyonel grup içerir - bir karboksil ve amino grubu. En basit amino asit glisin olarak adlandırılır ve aşağıdaki formüle sahiptir:

Amfoterik hidroksitler gibi amino asitler de asitlerin (karboksil grubu nedeniyle) ve bazların (molekülde bir amino grubunun varlığı nedeniyle) özelliklerini birleştirir.
Dünyadaki yaşamın organizasyonu için, amino gruplarının ve amino asitlerin karboksil gruplarının etkileşimi nedeniyle amino asitlerin amfoterik özellikleri özellikle önemlidir.
partiler proteinlerin polimer zincirlerine bağlanır.
? 1. A.M. Butlerov'un kimyasal yapı teorisinin ana hükümleri nelerdir. Bu teori organik kimyanın gelişiminde nasıl bir rol oynadı?
2. Hangi sınıf hidrokarbonları biliyorsunuz? Bu sınıflandırma neye göre yapılıyor?
3. Bir organik bileşiğin fonksiyonel grubu nedir? Hangi fonksiyonel grupları adlandırabilirsiniz? Adı geçen fonksiyonel grupları hangi organik bileşik sınıfları içerir? Bileşik sınıflarının genel formüllerini ve temsilcilerinin formüllerini yazın.
4. İzomerizmi tanımlayın, C4H10O bileşimindeki bileşikler için olası izomerlerin formüllerini yazın. Çeşitli bilgi kaynaklarını kullanarak her birine isim verin ve bileşiklerden biri hakkında bir rapor hazırlayın.
5. Formülleri C6H6, C2H6, C2H4, HCOOH, CH3OH, C6H12O6 olan maddeleri karşılık gelen organik bileşik sınıflarına göre sınıflandırın. Çeşitli bilgi kaynaklarını kullanarak her birine isim verin ve bileşiklerden biri hakkında bir rapor hazırlayın.
6. Glikozun yapısal formülü: Bu maddeyi hangi sınıf organik bileşik olarak sınıflandırırsınız? Neden buna çift fonksiyonlu bileşik deniyor?
7. Organik ve inorganik amfoterik bileşikleri karşılaştırabilecektir.
8. Amino asitler neden çift fonksiyonlu bileşikler olarak sınıflandırılır? Amino asitlerin bu yapısal özelliği Dünya'daki yaşamın organizasyonunda nasıl bir rol oynuyor?
9. İnterneti kullanarak "Amino asitler - yaşamın "yapı taşları" konulu bir mesaj hazırlayın.
10. Organik bileşiklerin belirli sınıflara ayrılmasının göreliliğine örnekler verin. İnorganik bileşikler için benzer göreliliğe paralellikler çizin.

En basit sınıflandırma şudur. bilinen tüm maddelerin bölündüğü inorganik ve organik. Organik maddeler şunları içerir: hidrokarbonlar ve bunların türevleri. Diğer tüm maddeler inorganiktir.

İnorganik maddeler bileşime göre ikiye ayrılırlar basit ve karmaşık.

Basit maddeler Bir kimyasal elementin atomlarından oluşur ve metallere, ametallere ve soy gazlara ayrılır. Karmaşık maddeler birbirine kimyasal olarak bağlanmış farklı elementlerin atomlarından oluşur.

Kompleks inorganik maddeler, bileşimlerine ve özelliklerine göre aşağıdaki en önemli sınıflara ayrılır: oksitler, bazlar, asitler, amfoterik hidroksitler, tuzlar.

• Oksitler- bunlar, biri oksidasyon durumuna (-2) sahip oksijen olan iki kimyasal elementten oluşan karmaşık maddelerdir. Oksitlerin genel formülü şöyledir: E m O n, burada m, E elementinin atom sayısıdır ve n, oksijen atomlarının sayısıdır. Oksitler ise tuz oluşturan ve tuz oluşturmayan olarak sınıflandırılır. Tuz oluşturan bileşikler sırasıyla bazlara, amfoterik hidroksitlere ve asitlere karşılık gelen bazik, amfoterik ve asidik olarak ayrılır.
• Bazik oksitler+1 ve +2 oksidasyon durumlarındaki metal oksitlerdir. Bunlar şunları içerir:
  • birinci grubun ana alt grubunun metal oksitleri ( alkali metaller) Li-Fr
  • ikinci grubun ana alt grubunun metal oksitleri ( Mg ve toprak alkali metaller) Mg-Ra
  • düşük oksidasyon durumlarında geçiş metal oksitleri
• Asidik oksitler-CO ile ametaller oluşturur. +2'den fazla ve S.O'lu metaller. +5 ila +7 (S02, SeO2, P205, As203, C02, Si02, CrO3 ve Mn207). İstisna: NO oksitler 2 ve ClO 2 karşılık gelen asidik hidroksitler yoktur, ancak asidik olarak kabul edilirler.
• Amfoterik oksitler- S.O. ile amfoterik metallerden oluşur. +2, +3, +4 (BeO, Cr203, ZnO, Al203, GeO2, SnO2 ve PbO).
• Tuz oluşturmayan oksitler- CO+1, +2 (CO, NO, N2O, SiO) içeren metal olmayan oksitler.
• Sebepler- bunlar metal atomlarından ve bir veya daha fazla hidroksil grubundan (-OH) oluşan karmaşık maddelerdir. Bazların genel formülü şöyledir: M(OH)y; burada y, M metalinin oksidasyon durumuna eşit (genellikle +1 ve +2) hidrokso gruplarının sayısıdır. Bazlar çözünür (alkaliler) ve çözünmez olarak ikiye ayrılır.
• Asitler-(asit hidroksitler), metal atomları ve asidik kalıntılarla değiştirilebilen hidrojen atomlarından oluşan karmaşık maddelerdir. Asitlerin genel formülü: H x Ac, burada Ac asidik kalıntıdır (İngilizce "asit" - asitten), x, asidik kalıntı iyonunun yüküne eşit hidrojen atomlarının sayısıdır.
• Amfoterik hidroksitler- bunlar hem asitlerin özelliklerini hem de bazların özelliklerini sergileyen karmaşık maddelerdir. Bu nedenle amfoterik hidroksitlerin formülleri hem asit hem de baz formunda yazılabilir.
• Tuzlar- bunlar metal katyonları ve asit kalıntılarının anyonlarından oluşan karmaşık maddelerdir. Bu tanım orta tuzlar için geçerlidir.
• Orta tuzlar- bunlar bir asit molekülündeki hidrojen atomlarının metal atomlarıyla tamamen değiştirilmesinin veya bir baz molekülündeki hidrokso gruplarının asidik kalıntılarla tamamen değiştirilmesinin ürünleridir.
• Asit tuzları- Asitteki hidrojen atomlarının yerini kısmen metal atomları alır. Bir bazın aşırı asitle nötrleştirilmesiyle elde edilirler. Doğru adlandırmak için ekşi tuz, asit tuzunda bulunan hidrojen atomlarının sayısına bağlı olarak normal bir tuzun ismine hidro- veya dihidro- önekini eklemek gerekir.Örneğin, KHCO3 potasyum bikarbonattır, KH2PO4 potasyum dihidrojen ortofosfattır . Asit tuzlarının yalnızca iki veya daha fazla bazik asit oluşturabileceği unutulmamalıdır.
• Temel tuzlar- bazın (OH -) hidrokso gruplarının yerini kısmen asidik kalıntılar alır. Adına temel tuz, normal bir tuzun adına, tuzdaki OH gruplarının sayısına bağlı olarak hidrokso- veya dihidrokso- ön ekinin eklenmesi gerekir. Örneğin, (CuOH)2CO3, bakır (II) hidroksikarbonattır. bazik tuzların yalnızca iki veya daha fazla hidrokso grubu içeren bazlar oluşturabildiğini unutmayın.
• Çift tuzlar- iki farklı katyon içerirler; farklı katyonlara sahip fakat aynı anyonlara sahip karışık bir tuz çözeltisinden kristalizasyon yoluyla elde edilirler. Örneğin KAl(SO 4) 2, KNaSO 4.
• Karışık tuzlar- iki farklı anyon içerirler. Örneğin Ca(OCl)Cl.
• Hidrat tuzları (kristalin hidratlar)) - kristalizasyon suyu molekülleri içerirler. Örnek: Na2S0410H20.

Organik maddelerin sınıflandırılması

Yalnızca hidrojen ve karbon atomlarından oluşan bileşiklere denir. hidrokarbonlar. Bu bölüme başlamadan önce, kaydı basitleştirmek için kimyagerlerin karbonları ve hidrojenleri zincir halinde yazmadıklarını unutmayın, ancak karbonun dört bağ oluşturduğunu ve şekilde karbon iki bağla bağlıysa hidrojenlere bağlı olduğunu unutmayın. ikincisi belirtilmemiş olmasına rağmen iki tane daha:

Karbon zincirinin yapısına bağlı olarak organik bileşikler açık zincirli bileşiklere ayrılır: asiklik(alifatik) ve döngüsel- kapalı bir atom zinciriyle.

Döngüsel iki gruba ayrılır: karbosiklik bağlantılar ve heterosiklik.

Karbosiklik bileşikler sırasıyla iki dizi bağlantı içerir: alisiklik Ve aromatik.

Aromatik bileşikler Moleküler yapı, özel bir kapalı π-elektron sistemine sahip düz karbon içeren halkalara dayanmaktadır. ortak bir π sistemi (tek bir π elektron bulutu) oluşturur.

Hem asiklik (alifatik) hem de siklik hidrokarbonlar birden fazla (çift veya üçlü) bağ içerebilir. Bu tür hidrokarbonlara denir sınırsız(doymamış), aksine sınır(doymuş), yalnızca tekli bağlar içeren.

Pi bağı (π bağı), p-atomik yörüngelerin üst üste binmesiyle oluşan bir kovalent bağdır. Bir atomik bağ çizgisi boyunca s-atomik yörüngelerin üst üste binmesiyle oluşturulan sigma bağlarının aksine, pi bağları, bir atomik bağ çizgisinin her iki tarafında üst üste binen p-atomik yörüngeler tarafından oluşturulur.

Aromatik bir sistemin, örneğin benzen C6H6'nın oluşması durumunda, altı karbon atomunun her biri sp2 hibridizasyon durumundadır ve 120 ° bağ açılarına sahip üç sigma bağı oluşturur. Her karbon atomunun dördüncü p elektronu benzen halkası düzlemine dik olarak yönlendirilir. Genel olarak benzen halkasının tüm karbon atomlarına uzanan tek bir bağ ortaya çıkar. Sigma bağ düzleminin her iki tarafında yüksek elektron yoğunluklu pi bağlarının iki bölgesi oluşturulur. Böyle bir bağla benzen molekülündeki tüm karbon atomları eşdeğer hale gelir ve dolayısıyla böyle bir sistem, üç lokalize çift bağa sahip bir sistemden daha kararlıdır.

Doymuş alifatik hidrokarbonlara alkanlar denir; genel formül CnH2n+2'ye sahiptirler; burada n, karbon atomlarının sayısıdır. Eski isimleri günümüzde sıklıkla kullanılmaktadır - parafinler:

Bir üçlü bağa sahip doymamış alifatik hidrokarbonlara alkinler denir. Genel formülleri C n H 2n - 2'dir.

Doymuş alisiklik hidrokarbonlar sikloalkanlardır, genel formülleri CnH2n'dir:

Hidrokarbonların sınıflandırılmasına baktık. Ancak bu moleküllerde bir veya daha fazla hidrojen atomunun yerini başka atomlar veya atom grupları (halojenler, hidroksil grupları, amino grupları vb.) alırsa, hidrokarbon türevleri oluşur: halojen türevleri, oksijen içeren, nitrojen içeren ve diğer organik Bileşikler.

Belirli bir madde sınıfının en karakteristik özelliklerini belirleyen atomlara veya atom gruplarına fonksiyonel gruplar denir.

Aynı fonksiyonel gruba sahip hidrokarbonlar ve bunların türevleri homolog seriler oluşturur.

Homolog bir seri, aynı sınıfa (homologlar) ait olan, bileşim bakımından birbirinden tam sayıda -CH2 - gruplarıyla (homolog fark) farklı olan, benzer bir yapıya ve dolayısıyla benzer kimyasal özelliklere sahip bir dizi bileşiktir.

Homologların kimyasal özelliklerinin benzerliği, organik bileşiklerin çalışmasını büyük ölçüde basitleştirir.

İkame edilmiş hidrokarbonlar

• Halojenlenmiş hidrokarbonlar hidrokarbonlardaki bir veya daha fazla hidrojen atomunun halojen atomları ile değiştirilmesinin ürünleri olarak düşünülebilir. Buna göre doymuş ve doymamış mono-, li-, tri-(genel olarak poli-)halojen türevleri bulunabilir.Doymuş hidrokarbonların halojen türevlerinin genel formülü R-G'dir.Oksijen içeren organik maddeler arasında alkoller, fenoller bulunur. , aldehitler, ketonlar, karboksilik asitler, basit ve esterler.
• Alkoller- bir veya daha fazla hidrojen atomunun hidroksil grupları ile değiştirildiği hidrokarbon türevleri.Alkoller, bir hidroksil grubuna sahiplerse monohidrik, alkanların türevleri ise doymuş olarak adlandırılır.Doymuş monohidrik alkollerin genel formülü R-OH'dir.
• Fenoller- benzen halkasındaki bir veya daha fazla hidrojen atomunun hidroksil grupları ile değiştirildiği aromatik hidrokarbon türevleri (benzen serisi).
• Aldehitler ve ketonlar- bir karbonil atom grubu (karbonil) içeren hidrokarbon türevleri. Aldehit moleküllerinde, bir karbonil bağı bir hidrojen atomuna, diğeri bir hidrokarbon radikaline bağlanır. Ketonlar durumunda, karbonil grubu ikiye bağlanır (genellikle farklı) radikaller.
• Eterler bir oksijen atomuyla bağlanan iki hidrokarbon radikali içeren organik maddelerdir: R=O-R veya R-O-R 2. Radikaller aynı veya farklı olabilir. Eterlerin bileşimi CnH2n+2O formülüyle ifade edilir.
• Esterler- karboksilik asitlerdeki karboksil grubunun hidrojen atomunun bir hidrokarbon radikaliyle değiştirilmesiyle oluşturulan bileşikler.
• Nitro bileşikleri- bir veya daha fazla hidrojen atomunun bir nitro grubu -N02 ile değiştirildiği hidrokarbon türevleri.
• Aminler- Hidrojen atomlarının hidrokarbon radikalleri ile değiştirildiği amonyak türevleri olarak kabul edilen bileşikler.Radikalin doğasına bağlı olarak aminler alifatik olabilir. Radikallerin yerini aldığı hidrojen atomlarının sayısına bağlı olarak birincil, ikincil ve üçüncül aminler ayırt edilir. Özel bir durumda ikincil ve üçüncül aminler aynı radikallere sahip olabilir. Birincil aminler aynı zamanda bir hidrojen atomunun bir amino grubu ile değiştirildiği hidrokarbonların (alkanlar) türevleri olarak da düşünülebilir. Amino asitler, bir hidrokarbon radikaline bağlı iki fonksiyonel grup içerir - amino grubu -NH2 ve karboksil -COOH.

Birkaç farklı veya aynı fonksiyonel gruba, benzen halkalarına bağlı uzun doğrusal zincirlere sahip olan diğer önemli organik bileşikler bilinmektedir. Bu gibi durumlarda bir maddenin belirli bir sınıfa ait olup olmadığının kesin olarak belirlenmesi mümkün değildir. Bu bileşikler genellikle belirli madde gruplarına göre sınıflandırılır: karbonhidratlar, proteinler, nükleik asitler, antibiyotikler, alkaloidler, vb. Günümüzde hem organik hem de inorganik olarak sınıflandırılabilen birçok bileşik de bilinmektedir. Bunlara organoelement bileşikleri denir. Bunlardan bazıları hidrokarbon türevleri olarak değerlendirilebilir.

İsimlendirme

Organik bileşikleri adlandırmak için kullanılan 2 isimlendirme vardır: rasyonel ve sistematik (IUPAC) ve önemsiz isimler.

İsimlerin IUPAC isimlendirmesine göre derlenmesi:

1) Bileşiğin adı, ana zincirle aynı sayıda atoma sahip doymuş bir hidrokarbonu ifade eden kelimenin köküne dayanmaktadır.

2) Köke doygunluk derecesini karakterize eden bir son ek eklenir:

An (nihai, çoklu bağlantı yok);

En (bir çift bağın varlığında);

İçinde (üçlü bir bağın varlığında).

Birkaç çoklu bağ varsa, son ek bu tür bağların (-dien, -trien vb.) sayısını gösterir ve son ekten sonra çoklu bağın konumu sayılarla belirtilmelidir, örneğin:

CH3 –CH2 –CH=CH2CH3 –CH=CH–CH3

buten-1 buten-2

CH2 =CH–CH=CH2

Ana zincirde yer almayan nitro, halojenler, hidrokarbon radikalleri gibi gruplar ön eke yerleştirilir. Alfabetik sıraya göre listelenirler. İkame edicinin konumu önekten önceki sayı ile gösterilir.

Adlandırma sırası şu şekildedir:

1. En uzun C atomu zincirini bulun.

2. Ana zincirin karbon atomlarını, dala en yakın uçtan başlayarak sırayla numaralandırın.

3. Alkanın adı, ana zincirdeki konumu gösteren, alfabetik sıraya göre sıralanan yan radikallerin adlarından ve ana zincirin adından oluşur.

En spesifik kısımlarından biri olarak kimyasal sembolizmi (kimyasal formüller dahil) içeren kimyasal dil, kimyanın önemli bir aktif bilgi aracıdır ve bu nedenle açık ve bilinçli bir kullanım gerektirir.

Kimyasal formüller- bunlar kimyasal semboller, endeksler ve diğer işaretler kullanılarak kimyasal olarak ayrı maddelerin bileşiminin ve yapısının geleneksel görüntüleridir. Maddelerin bileşimini, kimyasal, elektronik ve mekansal yapısını, fiziksel ve kimyasal özelliklerini, izomerizmi ve diğer olayları incelerken farklı türdeki kimyasal formüller kullanılır.

Moleküler yapıya sahip maddelerin (normal koşullar altında çoğu organik madde ve inorganik maddelerin nispeten küçük bir kısmı) incelenmesinde özellikle birçok formül türü (basit, moleküler, yapısal, projeksiyon, konformasyonel vb.) kullanılmaktadır. Moleküler olmayan bileşiklerin incelenmesinde, yapısı top ve çubuk modelleri ve kristal yapıların diyagramları veya bunların birim hücreleri tarafından daha net bir şekilde yansıtılan önemli ölçüde daha az sayıda formül türü (en basiti) kullanılır.

Hidrokarbonların tam ve kısa yapısal formüllerinin hazırlanması

Örnek:

Propan C3H8'in tam ve kısa bir yapısal formülünü hazırlayın.

Çözüm:

1. 3 karbon atomunu bir çizgiye yazın ve bunları bağlarla bağlayın:

S–S–S

2. Her karbon atomunun 4 bağı olacak şekilde kısa çizgiler (bağlar) ekleyin:

4. Kısa bir yapısal formül yazın:

CH 3 –CH 2 –CH 3

Çözünürlük tablosu

Organik bileşikler iki ana yapısal özellik dikkate alınarak sınıflandırılır:

Karbon zincirinin yapısı (karbon iskeleti);

Fonksiyonel grupların varlığı ve yapısı.

Karbon iskeleti (karbon zinciri), birbirine kimyasal olarak bağlı bir dizi karbon atomudur.

Fonksiyonel grup – bir bileşiğin belirli bir sınıfa ait olup olmadığını ve kimyasal özelliklerinden sorumlu olup olmadığını belirleyen bir atom veya atom grubu.

Bileşiklerin karbon zincirinin yapısına göre sınıflandırılması

Karbon zincirinin yapısına bağlı olarak organik bileşikler asiklik ve siklik olarak ikiye ayrılır.

Asiklik bileşikler - bileşikler açık(kapatılmamış) karbon zinciri. Bu bağlantılara aynı zamanda denir. alifatik.

Asiklik bileşikler arasında, iskelette yalnızca tek C-C bağları içeren doymuş (doymuş) ve doymuş (doymuş) arasında bir ayrım yapılır. sınırsız(doymamış), çoklu bağları içeren C = C ve C C.

Asiklik bileşikler

Sınırlar:

Sınırsız:

Asiklik bileşikler ayrıca dallanmamış ve dallanmış zincirlere sahip bileşiklere de ayrılır. Bu durumda bir karbon atomunun diğer karbon atomlarıyla olan bağlarının sayısı dikkate alınır.

Üçüncül veya dördüncül karbon atomlarını içeren zincir dallanmıştır (ad genellikle "iso" ön ekiyle gösterilir).

Örneğin:

Karbon atomları:

Öncelik;

İkincil;

Üçüncül.

Siklik bileşikler, kapalı bir karbon zincirine sahip bileşiklerdir.

Döngüyü oluşturan atomların doğasına bağlı olarak karbosiklik ve heterosiklik bileşikler ayırt edilir.

Karbosiklik bileşikler halkada yalnızca karbon atomları içerir. Önemli ölçüde farklı kimyasal özelliklere sahip iki gruba ayrılırlar: alifatik siklik - kısaca alisiklik - ve aromatik bileşikler.

Karbosiklik bileşikler

Alicelic:

Aromatik:

Heterosiklik bileşikler, halkada karbon atomlarına ek olarak başka elementlerin bir veya daha fazla atomunu içerir. heteroatomlar(Yunanca'dan heterolar- diğer, farklı) - oksijen, nitrojen, kükürt vb.

Heterosiklik bileşikler

Bileşiklerin fonksiyonel gruplara göre sınıflandırılması

Yalnızca karbon ve hidrojen içeren bileşiklere hidrokarbonlar denir.

Diğer, daha çok sayıdaki organik bileşikler, diğer elementleri içeren fonksiyonel grupların hidrokarbonlara dahil edilmesiyle oluşturulan hidrokarbonların türevleri olarak düşünülebilir.

Fonksiyonel grupların doğasına bağlı olarak organik bileşikler sınıflara ayrılır. En karakteristik fonksiyonel gruplardan bazıları ve bunlara karşılık gelen bileşik sınıfları tabloda verilmiştir:

Organik bileşik sınıfları

Not: Fonksiyonel gruplar bazen ikili ve üçlü bağlar içerir.

Organik bileşiklerin molekülleri iki veya daha fazla aynı veya farklı fonksiyonel grup içerebilir.

Örneğin: HO-CH2 - CH2-OH (etilen glikol); NH2 -CH2 - COOH (amino asit glisin).

Tüm organik bileşik sınıfları birbiriyle ilişkilidir. Bir bileşik sınıfından diğerine geçiş, esas olarak, karbon iskeletini değiştirmeden fonksiyonel grupların dönüşümü nedeniyle gerçekleştirilir. Her sınıfın bileşikleri homolog bir seri oluşturur.

Organik maddelerin sınıflandırılması

Karbon zinciri yapısının türüne bağlı olarak organik maddeler aşağıdakilere ayrılır:

• asiklik ve siklik.
• marjinal (doymuş) ve doymamış (doymamış).
• karbosiklik ve heterosiklik.
• alisiklik ve aromatik.

Asiklik bileşikler, moleküllerinde döngü bulunmayan ve tüm karbon atomları birbirine düz veya dallanmış açık zincirlerle bağlanan organik bileşiklerdir.

Buna karşılık, asiklik bileşikler arasında, karbon iskeletinde yalnızca tek karbon-karbon (C-C) bağları içeren doymuş (veya doymuş) olanlar ve katları içeren doymamış (veya doymamış) - çift (C=C) veya üçlü () ayırt edilir. C≡ C) bağlantıları.

Siklik bileşikler, üç veya daha fazla bağlı atomun bir halka oluşturduğu kimyasal bileşiklerdir.

Halkaları hangi atomların oluşturduğuna bağlı olarak karbosiklik bileşikler ve heterosiklik bileşikler ayırt edilir.

Karbosiklik bileşikler (veya izosiklik), halkalarında yalnızca karbon atomları içerir. Bu bileşikler sırasıyla alisiklik bileşiklere (alifatik siklik) ve aromatik bileşiklere ayrılır.

Heterosiklik bileşikler, hidrokarbon halkasında çoğunlukla oksijen, nitrojen veya kükürt atomları olmak üzere bir veya daha fazla heteroatom içerir.

Organik maddelerin en basit sınıfı hidrokarbonlardır - yalnızca karbon ve hidrojen atomları tarafından oluşturulan bileşikler, yani. resmi olarak işlevsel grupları yoktur.

Hidrokarbonlar fonksiyonel gruplara sahip olmadıkları için sadece karbon iskeletinin türüne göre sınıflandırılabilirler. Hidrokarbonlar, karbon iskeletlerinin türüne bağlı olarak alt sınıflara ayrılır:

1) Doymuş asiklik hidrokarbonlara alkanlar denir. Alkanların genel moleküler formülü CnH2n+2 olarak yazılır; burada n, hidrokarbon molekülündeki karbon atomlarının sayısıdır. Bu bileşiklerin sınıflar arası izomerleri yoktur.

2) Asiklik doymamış hidrokarbonlar aşağıdakilere ayrılır:

a) alkenler - yalnızca bir çoklu, yani bir çift C=C bağı içerirler, alkenlerin genel formülü C n H 2n'dir,

b) alkinler – alkin molekülleri ayrıca yalnızca bir çoklu bağ, yani üçlü bir C≡C bağı içerir. Alkinlerin genel moleküler formülü CnH2n-2'dir.

c) alkadienler – alkadien molekülleri iki çift C=C bağı içerir. Alkadienlerin genel moleküler formülü CnH2n-2'dir.

3) Halkalı doymuş hidrokarbonlara sikloalkanlar denir ve CnH2n genel moleküler formülüne sahiptirler.

Organik kimyada geri kalan organik maddeler, diğer kimyasal elementleri içeren sözde fonksiyonel grupların hidrokarbon moleküllerine dahil edilmesiyle oluşan hidrokarbon türevleri olarak kabul edilir.

Böylece, bir fonksiyonel gruba sahip bileşiklerin formülü R-X olarak yazılabilir; burada R, bir hidrokarbon radikalidir ve X, bir fonksiyonel gruptur. Bir hidrokarbon radikali, bir veya daha fazla hidrojen atomu olmayan bir hidrokarbon molekülünün bir parçasıdır.

Belirli fonksiyonel grupların varlığına göre bileşikler sınıflara ayrılır. Ana fonksiyonel gruplar ve ait oldukları bileşik sınıfları tabloda sunulmaktadır:

Böylece, farklı fonksiyonel gruplara sahip karbon iskelet türlerinin farklı kombinasyonları, çok çeşitli organik bileşik varyantları sağlar.

Halojenlenmiş hidrokarbonlar

Hidrokarbonların halojen türevleri, ana hidrokarbonun molekülündeki bir veya daha fazla hidrojen atomunun sırasıyla bir veya daha fazla halojen atomu ile değiştirilmesiyle elde edilen bileşiklerdir.

Biraz hidrokarbonun formülü olsun C n H m, daha sonra molekülünü değiştirirken X başına hidrojen atomu X halojen atomları, halojen türevinin formülü şöyle olacaktır: C n H m- X Hal X. Böylece alkanların monoklor türevleri aşağıdaki formüle sahiptir: C n H 2n+1 Cl, dikloro türevleri CnH2nCl2 vesaire.

Alkoller ve fenoller

Alkoller, bir veya daha fazla hidrojen atomunun bir hidroksil grubu -OH ile değiştirildiği hidrokarbon türevleridir. Tek hidroksil grubuna sahip alkollere denir tek atomlu iki - iki atomlu, üç ile üç atomlu vesaire. Örneğin:

İki veya daha fazla hidroksil grubuna sahip alkollere de denir. polihidrik alkoller. Doymuş monohidrik alkollerin genel formülü CnH2n+1 OH veya CnH2n+2O'dur. Doymuş polihidrik alkollerin genel formülü CnH2n+20x'tir; burada x, alkolün atomikliğidir.

Alkoller aromatik de olabilir. Örneğin:

Bu tür monohidrik aromatik alkollerin genel formülü CnH2n-6O'dur.

Ancak aromatik halkadaki bir veya daha fazla hidrojen atomunun hidroksil gruplarıyla değiştirildiği aromatik hidrokarbon türevlerinin de açıkça anlaşılması gerekir. başvurma alkollere. Onlar sınıfa aitler fenoller . Örneğin, verilen bu bileşik bir alkoldür:

Bu da fenolü temsil ediyor:

Fenollerin alkol olarak sınıflandırılmamasının nedeni, onları alkollerden büyük ölçüde ayıran spesifik kimyasal özelliklerinde yatmaktadır. Görülmesi kolay olduğu gibi, monohidrik fenoller, monohidrik aromatik alkollerle izomeriktir; ayrıca CnH2n-6O genel moleküler formülüne sahiptir.

Aminler

Aminami bir, iki veya üç hidrojen atomunun tamamının bir hidrokarbon radikaliyle değiştirildiği amonyak türevleri olarak adlandırılır.

Yalnızca bir hidrojen atomunun bir hidrokarbon radikaliyle değiştirildiği aminler; R-NH2 genel formülüne sahip olanlar denir birincil aminler.

İki hidrojen atomunun hidrokarbon radikalleri ile yer değiştirdiği aminlere denir. ikincil aminler. İkincil bir aminin formülü R-NH-R' olarak yazılabilir. Bu durumda R ve R' radikalleri aynı veya farklı olabilir. Örneğin:

Aminlerin nitrojen atomunda hidrojen atomu yoksa; Amonyak molekülünün üç hidrojen atomunun tümü bir hidrokarbon radikaliyle değiştirilir, bu durumda bu tür aminlere denir. üçüncül aminler. Genel olarak bir tersiyer aminin formülü şu şekilde yazılabilir:

Bu durumda R, R', R'' radikalleri tamamen aynı olabilir veya üçü de farklı olabilir.

Birincil, ikincil ve üçüncül doymuş aminlerin genel moleküler formülü CnH2n+3N'dir.

Yalnızca bir doymamış ikame ediciye sahip aromatik aminler, CnH2n-5N genel formülüne sahiptir.

Aldehitler ve ketonlar

Aldehitler birincil karbon atomunda iki hidrojen atomunun bir oksijen atomu ile değiştirildiği hidrokarbon türevleridir; Yapısında –CH=O aldehit grubu bulunan hidrokarbon türevleri. Aldehitlerin genel formülü R-CH=O olarak yazılabilir. Örneğin:

Ketonlar ikincil karbon atomunda iki hidrojen atomunun bir oksijen atomu ile değiştirildiği hidrokarbon türevleridir; yapısında bir karbonil grubu –C(O)- içeren bileşikler.

Ketonların genel formülü R-C(O)-R' şeklinde yazılabilir. Bu durumda R, R' radikalleri aynı veya farklı olabilir.

Örneğin:

Gördüğünüz gibi aldehitler ve ketonlar yapı olarak çok benzer, ancak kimyasal özelliklerinde önemli farklılıklara sahip oldukları için yine de sınıflar halinde ayırt ediliyorlar.

Doymuş ketonların ve aldehitlerin genel moleküler formülü aynıdır ve CnH2nO formuna sahiptir.

Karboksilik asitler

Karboksilik asitler-COOH karboksil grubu içeren hidrokarbonların türevleridir.

Bir asitte iki karboksil grubu varsa asit denir dikarboksilik asit.

Doymuş monokarboksilik asitler (bir -COOH grubuyla), CnH2nO2 biçiminde genel bir moleküler formüle sahiptirler.

Aromatik monokarboksilik asitler genel formüle sahiptir: CnH2n-8O2

Eterler

Eterler – iki hidrokarbon radikalinin bir oksijen atomu yoluyla dolaylı olarak bağlandığı organik bileşikler; R-O-R' şeklinde bir formüle sahiptir. Bu durumda R ve R' radikalleri aynı veya farklı olabilir.

Örneğin:

Doymuş eterlerin genel formülü doymuş monohidrik alkollerinkiyle aynıdır; CnH2n+1 OH veya CnH2n+2O.

Esterler

Esterler, hidroksil grubundaki hidrojen atomunun bir hidrokarbon radikali R ile değiştirildiği organik karboksilik asitlere dayalı bir bileşik sınıfıdır. Esterlerin formülü genel olarak şu şekilde yazılabilir:

Örneğin:

Nitro bileşikleri

Nitro bileşikleri- bir veya daha fazla hidrojen atomunun bir nitro grubu –NO2 ile değiştirildiği hidrokarbon türevleri.

Bir nitro grubuna sahip doymuş nitro bileşikleri genel moleküler formüle sahiptir: CnH2n+1NO2

Amino asitler

Yapılarında aynı anda iki fonksiyonel gruba sahip olan bileşikler - amino NH2 ve karboksil - COOH. Örneğin,

NH2-CH2-COOH

Bir karboksil ve bir amino grubuna sahip sodyum amino asitler, karşılık gelen doymuş nitro bileşiklerine izomeriktir; tıpkı C n H 2 n +1 NO 2 genel moleküler formülüne sahip oldukları gibi

Organik maddelerin sınıflandırılmasına ilişkin USE görevlerinde, karbon iskeletinin yapısal özelliklerini ve belirli fonksiyonel grupların varlığını bilerek, farklı türdeki bileşiklerin homolog serilerinin genel moleküler formüllerini yazabilmek önemlidir. Farklı sınıflardaki organik bileşiklerin genel moleküler formüllerinin nasıl belirleneceğini öğrenmek için bu konudaki materyal faydalı olacaktır.

Organik bileşiklerin isimlendirilmesi

Bileşiklerin yapısal özellikleri ve kimyasal özellikleri isimlendirmede yansıtılmaktadır. Ana isimlendirme türleri dikkate alınır sistematik Ve önemsiz.

Sistematik isimlendirme aslında, belirli bir ismin, organik bir madde molekülünün yapısal özelliklerine veya kabaca konuşursak yapısal formülüne tam olarak uygun olarak derlendiği algoritmaları belirler.

Organik bileşiklerin adlarını sistematik isimlendirmeye göre derlemek için kuralları ele alalım.

Organik madde adlarını sistematik isimlendirmeye göre derlerken en önemli şey, en uzun karbon zincirindeki karbon atomu sayısını doğru belirlemek veya döngüdeki karbon atomu sayısını saymaktır.

Ana karbon zincirindeki karbon atomlarının sayısına bağlı olarak bileşiklerin adlarında farklı bir kök bulunur:

İsim oluştururken dikkate alınan ikinci önemli bileşen, yukarıdaki tabloda listelenen çoklu bağların veya fonksiyonel grubun varlığı/yokluğudur.

Yapısal formülü olan bir maddeye isim vermeye çalışalım:

1. Bu molekülün ana (ve tek) karbon zinciri 4 karbon atomu içerir, dolayısıyla isim but- kökünü içerecektir;

2. Karbon iskeletinde çoklu bağ yoktur, dolayısıyla kelimenin kökünden sonra kullanılması gereken son ek, karşılık gelen doymuş asiklik hidrokarbonlarda (alkanlar) olduğu gibi -an olacaktır;

3. Daha yüksek fonksiyonel grupların olmaması koşuluyla, 2. paragraftaki kök ve son ekten sonra bir fonksiyonel grup –OH'nin varlığı eklenir. başka bir sonek – “ol”;

4. Çoklu bağ veya fonksiyonel grup içeren moleküllerde ana zincirdeki karbon atomlarının numaralandırılması, molekülün en yakın olduğu taraftan başlar.

Başka bir örneğe bakalım:

Ana karbon zincirinde dört karbon atomunun bulunması, ismin temelinin “but-” kökü olduğunu, çoklu bağların bulunmaması ise kökten hemen sonra gelecek olan “-an” ekini belirtir. Bu bileşikteki üst düzey grup, bu maddenin karboksilik asitler sınıfına ait olup olmadığını belirleyen karboksildir. Bu nedenle ismin sonu “-ik asit” olacaktır. İkinci karbon atomunda bir amino grubu var NH2— dolayısıyla bu madde amino asitlere aittir. Ayrıca üçüncü karbon atomunda hidrokarbon radikali metil ( CH 3—). Bu nedenle sistematik terminolojiye göre bu bileşiğe 2-amino-3-metilbütanoik asit adı verilir.

Önemsiz isimlendirme, sistematik isimlendirmeden farklı olarak, kural olarak, bir maddenin yapısıyla hiçbir bağlantısı yoktur, ancak çoğunlukla kökeninin yanı sıra kimyasal veya fiziksel özelliklerine göre belirlenir.

Geçmişte bilim adamları, doğadaki tüm maddeleri, hayvanlar ve bitkiler krallığı da dahil olmak üzere, koşullu olarak cansız ve canlı olarak ayırdılar. Birinci grubun maddelerine mineral denir. İkincisine dahil olanlara ise organik maddeler denilmeye başlandı.

Bu ne anlama gelir? Organik maddeler sınıfı, modern bilim adamlarının bildiği tüm kimyasal bileşikler arasında en kapsamlı olanıdır. Hangi maddelerin organik olduğu sorusu şu şekilde cevaplanabilir - bunlar karbon içeren kimyasal bileşiklerdir.

Karbon içeren bileşiklerin tamamının organik olmadığını lütfen unutmayın. Örneğin korbidler ve karbonatlar, karbonik asit ve siyanürler ve karbon oksitler dahil değildir.

Neden bu kadar çok organik madde var?

Bu sorunun cevabı karbonun özelliklerinde yatmaktadır. Bu element ilginç çünkü atom zincirlerini oluşturabiliyor. Ve aynı zamanda karbon bağı çok kararlıdır.

Ek olarak, organik bileşiklerde yüksek değerlik (IV) sergiler; diğer maddelerle kimyasal bağlar kurma yeteneği. Ve yalnızca tek değil, aynı zamanda çift ve hatta üçlü (katlar olarak da bilinir). Bağ çokluğu arttıkça atom zinciri kısalır ve bağın kararlılığı artar.

Karbon aynı zamanda doğrusal, düz ve üç boyutlu yapılar oluşturma yeteneğine de sahiptir.

Doğadaki organik maddelerin bu kadar çeşitli olmasının nedeni budur. Bunu kendiniz kolayca kontrol edebilirsiniz: Bir aynanın önünde durun ve yansımanıza dikkatlice bakın. Her birimiz organik kimya üzerine yürüyen bir ders kitabıyız. Bir düşünün: Hücrelerinizin her birinin kütlesinin en az %30'u organik bileşiklerdir. Vücudunuzu oluşturan proteinler. “Yakıt” ve enerji kaynağı görevi gören karbonhidratlar. Enerji rezervlerini depolayan yağlar. Organların işleyişini ve hatta davranışınızı kontrol eden hormonlar. İçinizde kimyasal reaksiyonları başlatan enzimler. Ve hatta “kaynak kodu” olan DNA zincirlerinin tamamı karbon bazlı organik bileşiklerdir.

Organik maddelerin bileşimi

En başta da söylediğimiz gibi organik maddenin ana yapı malzemesi karbondur. Ve hemen hemen her element, karbonla birleştiğinde organik bileşikler oluşturabilir.

Doğada organik maddeler çoğunlukla hidrojen, oksijen, azot, kükürt ve fosfor içerir.

Organik maddelerin yapısı

Gezegendeki organik maddelerin çeşitliliği ve yapılarının çeşitliliği, karbon atomlarının karakteristik özellikleriyle açıklanabilir.

Karbon atomlarının birbirleriyle çok güçlü bağlar oluşturabildiğini, zincirler halinde bağlanabildiğini hatırlıyorsunuzdur. Sonuç kararlı moleküllerdir. Karbon atomlarının bir zincire (zikzak şeklinde düzenlenmiş) bağlanma şekli, yapısının temel özelliklerinden biridir. Karbon hem açık zincirlerde hem de kapalı (döngüsel) zincirlerde birleşebilir.

Kimyasal maddelerin yapısının kimyasal özelliklerini doğrudan etkilemesi de önemlidir. Bir moleküldeki atomların ve atom gruplarının birbirini etkileme şekli de önemli bir rol oynar.

Yapısal özelliklerden dolayı aynı türdeki karbon bileşiklerinin sayısı onlarca ve yüzlercedir. Örneğin, karbonun hidrojen bileşiklerini düşünebiliriz: metan, etan, propan, bütan vb.

Örneğin metan - CH 4. Normal koşullar altında, böyle bir hidrojen ve karbon bileşiği, gaz halinde bir toplanma halindedir. Bileşimde oksijen göründüğünde bir sıvı oluşur - metil alkol CH3OH.

Yalnızca farklı niteliksel bileşimlere sahip maddeler (yukarıdaki örnekte olduğu gibi) farklı özellikler sergilemekle kalmaz, aynı niteliksel bileşime sahip maddeler de bunu yapabilir. Bir örnek, metan CH4 ve etilen C2H4'ün brom ve klor ile reaksiyona girme yeteneğinin farklı olmasıdır. Metan bu tür reaksiyonları yalnızca ısıtıldığında veya ultraviyole ışığa maruz bırakıldığında gerçekleştirebilir. Ve etilen, aydınlatma veya ısıtma olmadan bile reaksiyona girer.

Bu seçeneği ele alalım: Kimyasal bileşiklerin niteliksel bileşimi aynıdır, ancak niceliksel bileşimi farklıdır. Daha sonra bileşiklerin kimyasal özellikleri farklıdır. Asetilen C2H2 ve benzen C6H6'da olduğu gibi.

Bu çeşitlilikteki en önemli rol, organik maddelerin izomerizm ve homoloji gibi yapılarına "bağlı" özellikleri tarafından oynanır.

Görünüşte birbirinin aynı olan iki maddeye sahip olduğunuzu hayal edin; aynı bileşim ve onları tanımlayan aynı moleküler formül. Ancak bu maddelerin yapısı temelde farklıdır, bu da kimyasal ve fiziksel özelliklerde farklılığa neden olur. Örneğin C4H10 moleküler formülü iki farklı madde için yazılabilir: bütan ve izobütan.

Hakkında konuşuyoruz izomerler– Aynı bileşime ve molekül ağırlığına sahip bileşikler. Ancak moleküllerindeki atomlar farklı düzenlerde (dallı ve dalsız yapı) düzenlenmiştir.

İlişkin kökendeşlik- bu, her bir sonraki üyenin bir öncekine bir CH2 grubu eklenmesiyle elde edilebildiği bir karbon zincirinin bir özelliğidir. Her homolog seri bir genel formülle ifade edilebilir. Ve formülü bilerek serinin herhangi bir üyesinin kompozisyonunu belirlemek kolaydır. Örneğin metanın homologları CnH2n+2 formülüyle tanımlanır.

CH2 “homolog farkı” arttıkça maddenin atomları arasındaki bağ güçlenir. Metanın homolog serisini ele alalım: ilk dört üyesi gazdır (metan, etan, propan, bütan), sonraki altı üyesi sıvıdır (pentan, heksan, heptan, oktan, nonan, dekan) ve ardından katıdaki maddeleri takip eder. toplanma durumu (pentadekan, eikosan, vb.). Karbon atomları arasındaki bağ ne kadar güçlü olursa maddelerin molekül ağırlığı, kaynama ve erime noktaları da o kadar yüksek olur.

Hangi organik madde sınıfları mevcuttur?

Biyolojik kökenli organik maddeler şunları içerir:

• proteinler;
• karbonhidratlar;
• nükleik asitler;
• lipitler.

İlk üç noktaya biyolojik polimerler de denilebilir.

Organik kimyasalların daha ayrıntılı bir sınıflandırması yalnızca biyolojik kökenli maddeleri kapsamaz.

Hidrokarbonlar şunları içerir:

• asiklik bileşikler:
  • doymuş hidrokarbonlar (alkanlar);
  • doymamış hidrokarbonlar:
    • alkenler;
    • alkinler;
    • alkadienler.
• döngüsel bağlantılar:
  • karbosiklik bileşikler:
    • alisiklik;
    • aromatik.
  • heterosiklik bileşikler.

Karbonun hidrojen dışındaki maddelerle birleştiği başka organik bileşik sınıfları da vardır:

• alkoller ve fenoller;
• aldehitler ve ketonlar;
• karboksilik asitler;
• esterler;
• lipitler;
• karbonhidratlar:
  • monosakkaritler;
  • oligosakaritler;
  • polisakkaritler.
  • mukopolisakkaritler.
• aminler;
• amino asitler;
• proteinler;
• nükleik asitler.

Sınıflara göre organik maddelerin formülleri

Organik madde örnekleri

Hatırlayacağınız gibi insan vücudunda çeşitli organik maddeler esastır. Bunlar dokularımız ve sıvılarımız, hormonlarımız ve pigmentlerimiz, enzimlerimiz ve ATP'miz ve çok daha fazlasıdır.

İnsan ve hayvanların vücudunda protein ve yağlara öncelik verilir (hayvan hücresinin kuru kütlesinin yarısı proteindir). Bitkilerde (hücrenin kuru kütlesinin yaklaşık% 80'i) - karbonhidratlar, öncelikle karmaşık olanlar - polisakkaritler. Selüloz (onsuz kağıt olmazdı), nişasta dahil.

Bazıları hakkında daha ayrıntılı olarak konuşalım.

Örneğin, yaklaşık karbonhidratlar. Eğer gezegendeki tüm organik maddelerin kütlelerini alıp ölçmek mümkün olsaydı, bu rekabeti kazanacak olan karbonhidratlar olurdu.

Vücutta enerji kaynağı görevi görürler, hücrelerin yapı malzemesidirler ve ayrıca madde depolarlar. Bitkiler bu amaçla nişastayı, hayvanlar ise glikojeni kullanır.

Ayrıca karbonhidratlar çok çeşitlidir. Örneğin basit karbonhidratlar. Doğada en yaygın monosakkaritler pentozlardır (DNA'nın bir parçası olan deoksiriboz dahil) ve heksozlardır (tanıdığınız glikoz).

Tuğlalar gibi, doğanın büyük bir şantiyesinde polisakkaritler binlerce ve binlerce monosakkaritten oluşur. Onlar olmasaydı, daha doğrusu selüloz ve nişasta olmasaydı bitkiler olmazdı. Ve glikojen, laktoz ve kitin içermeyen hayvanlar zor zamanlar geçirir.

Dikkatlice bakalım sincaplar. Doğa, mozaiklerin ve bulmacaların en büyük ustasıdır: İnsan vücudunda sadece 20 amino asitten 5 milyon çeşit protein oluşur. Proteinlerin ayrıca birçok hayati işlevi vardır. Örneğin vücuttaki süreçlerin inşası, düzenlenmesi, kanın pıhtılaşması (bunun için ayrı proteinler vardır), hareket, vücutta belirli maddelerin taşınması, aynı zamanda bir enerji kaynağıdırlar, enzimler şeklinde görev yaparlar. Reaksiyonlar için katalizör ve koruma sağlar. Antikorlar vücudun olumsuz dış etkenlerden korunmasında önemli bir rol oynar. Ve eğer vücudun ince ayarında bir bozukluk meydana gelirse, antikorlar dış düşmanları yok etmek yerine vücudun kendi organlarına ve dokularına saldırganlık gösterebilir.

Proteinler ayrıca basit (proteinler) ve karmaşık (proteidler) olarak ikiye ayrılır. Ve kendilerine özgü özelliklere sahiptirler: denatürasyon (bir yumurtayı sert bir şekilde kaynatırken birden fazla kez fark ettiğiniz yıkım) ve renatürasyon (bu özellik antibiyotiklerin, gıda konsantrelerinin vb. üretiminde geniş uygulama alanı bulmuştur).

Göz ardı etmeyelim lipitler(yağlar). Vücudumuzda yedek enerji kaynağı olarak görev yaparlar. Çözücü olarak biyokimyasal reaksiyonların oluşmasına yardımcı olurlar. Vücudun yapımına katılın - örneğin hücre zarlarının oluşumuna.

Ve bu kadar ilginç organik bileşikler hakkında birkaç kelime daha hormonlar. Biyokimyasal reaksiyonlara ve metabolizmaya katılırlar. O kadar küçüktür ki hormonlar erkekleri erkek (testosteron) ve kadınları kadın (östrojen) yapar. Bizi mutlu ederler ya da üzerler (tiroid hormonları ruh hali değişimlerinde önemli rol oynar ve endorfin mutluluk hissi verir). Hatta “gece kuşu” mu yoksa “tarla kuşu” mu olduğumuzu bile belirliyorlar. Geç saatlere kadar ders çalışmayı mı yoksa erken kalkıp ödevinizi okuldan önce yapmayı mı tercih edeceğiniz yalnızca günlük rutininiz tarafından değil, aynı zamanda bazı adrenal hormonlar tarafından da belirlenir.

Çözüm

Organik madde dünyası gerçekten muhteşem. Nefesinizi Dünya'daki tüm yaşamla olan akrabalık duygusundan uzaklaştırmak için, onun çalışmasına biraz dalmanız yeterlidir. İki bacak, dört ya da bacak yerine kök; hepimiz Doğa Ana'nın kimya laboratuvarının büyüsüyle birleştik. Karbon atomlarının zincir halinde bir araya gelmesine, reaksiyona girmesine ve binlerce farklı kimyasal bileşiğin oluşmasına neden olur.

Artık organik kimyaya dair hızlı bir rehberiniz var. Elbette mümkün olan tüm bilgiler burada sunulmuyor. Bazı noktaları kendiniz açıklığa kavuşturmanız gerekebilir. Ancak kendi bağımsız araştırmanız için her zaman ana hatlarını çizdiğimiz rotayı kullanabilirsiniz.

Ayrıca makaledeki organik maddenin tanımı, organik bileşiklerin sınıflandırılması ve genel formülleri ile bunlarla ilgili genel bilgilerden okuldaki kimya derslerine hazırlanmak için de yararlanabilirsiniz.

Yorumlarda kimyanın hangi bölümünü (organik veya inorganik) en çok sevdiğinizi ve nedenini bize bildirin. Sınıf arkadaşlarınızın da faydalanabilmesi için makaleyi sosyal ağlarda "paylaşmayı" unutmayın.

Makalede herhangi bir yanlışlık veya hata bulursanız lütfen bana bildirin. Hepimiz insanız ve bazen hepimiz hata yaparız.

blog.site, materyalin tamamını veya bir kısmını kopyalarken, orijinal kaynağa bir bağlantı gereklidir.