Svaka nauka je zasićena konceptima, ako se ne savladaju, teme zasnovane na ovim konceptima ili indirektne teme mogu se dati vrlo teško. Jedan od koncepata koji treba dobro razumjeti svaka osoba koja sebe smatra manje ili više obrazovanom je podjela materijala na organske i neorganske. Bez obzira koliko osoba ima godina, ovi koncepti su na listi onih koji određuju opći nivo razvoja u bilo kojoj fazi ljudskog života. Da biste razumjeli razlike između ova dva pojma, prvo morate saznati šta je svaki od njih.

Organska jedinjenja - šta je to

Organske supstance - grupa hemijska jedinjenja sa heterogenom strukturom, koji uključuju karbonskih elemenata kovalentno vezani jedno za drugo. Izuzetak su karbidi, ugljične, karboksilne kiseline. Također, jedna od sastavnih supstanci, osim ugljika, su elementi vodonika, kisika, dušika, sumpora, fosfora, halogena.

Takvi spojevi nastaju zbog sposobnosti atoma ugljika da ostanu u jednostrukim, dvostrukim i trostrukim vezama.

Stanište organska jedinjenja su živa bića. Mogu biti kako u sastavu živih bića, tako i nastati kao rezultat njihove vitalne aktivnosti (mlijeko, šećer).

Proizvodi sinteze organskih supstanci su hrana, lijekovi, odjevni predmeti, građevinski materijali, razna oprema, eksplozivi, različite vrste mineralna đubriva, polimeri, aditivi za hranu, kozmetika i drugo.

Neorganske supstance - šta je to

Neorganske supstance - grupa hemijskih jedinjenja koja ne sadrže elemente ugljenik, vodonik ili hemijska jedinjenja čiji je sastavni element ugljenik. I organski i neorganski su sastojci ćelija. Prvi u obliku životvornih elemenata, drugi u sastavu vode, minerali i kiseline, kao i gasovi.

Šta je zajedničko organskim i neorganskim materijama?

Šta može biti zajedničko između dva naizgled antonimna pojma? Ispostavilo se da i oni imaju nešto zajedničko, a to su:

1. Supstance organskog i neorganskog porijekla sastoje se od molekula.
2. Organske i neorganske tvari mogu se dobiti kao rezultat određene kemijske reakcije.

Organske i neorganske supstance - u čemu je razlika?

1. Organski su poznatiji i istraženi u nauci.
2. Na svijetu postoji mnogo više organskih tvari. Broj organskih poznatih nauci je oko milion, neorganskih - stotine hiljada.
3. Većina organskih jedinjenja je međusobno povezana pomoću kovalentne prirode jedinjenja; neorganska jedinjenja mogu biti vezana jedno za drugo korišćenjem jonskog jedinjenja.
4. Postoji razlika u sastavu ulaznih elemenata. Organske tvari su ugljik, vodonik, kisik, rjeđe - dušik, fosfor, sumpor i halogeni elementi. Neorganski - sastoje se od svih elemenata periodnog sistema, osim ugljika i vodonika.
5. Organske tvari su mnogo podložnije utjecaju visokih temperatura, mogu se uništiti čak i na niskim temperaturama. Većina anorganskih tvari je manje sklona izloženosti intenzivnoj toplini zbog prirode vrste molekularnog spoja.
6. Organske tvari su sastavni elementi živog dijela svijeta (biosfera), neorganske - nežive (hidrosfera, litosfera i atmosfera).
7. Sastav organskih tvari je složenije strukture od sastava neorganskih tvari.
8. Organske materije odlikuju se širokim spektrom mogućnosti za hemijske transformacije i reakcije.
9. Zbog kovalentnog tipa veze između organskih jedinjenja hemijske reakcije u vremenu traju nešto duže od hemijskih reakcija u neorganskim jedinjenjima.
10. Neorganske supstance ne mogu biti hrana živih bića, čak i više – neke od ovakvih kombinacija mogu biti smrtonosne za živi organizam. Organska materija je proizvod koji proizvodi divljač, kao i element u strukturi živih organizama.

Klasifikacija organskih supstanci

Ovisno o vrsti strukture ugljičnog lanca, organske tvari se dijele na:

• aciklične i ciklične.
• marginalne (zasićene) i nezasićene (nezasićene).
• karbociklične i heterociklične.
• aliciklične i aromatične.

Aciklična jedinjenja su organska jedinjenja u čijim molekulima nema ciklusa i svi atomi ugljenika su međusobno povezani u ravnim ili razgranatim otvorenim lancima.

Zauzvrat, među acikličkim jedinjenjima razlikuju se ograničavajuća (ili zasićena) jedinjenja, koja sadrže samo jednostruke veze ugljik-ugljik (C-C) u ugljičnom kosturu i nezasićena (ili nezasićena) jedinjenja koja sadrže višestruke - dvostruke (C \u003d C) ili trostruke (C ≡ C) komunikacije.

Ciklična jedinjenja su hemijska jedinjenja u kojima postoje tri ili više vezanih atoma koji formiraju prsten.

U zavisnosti od kojih atoma nastaju prstenovi, razlikuju se karbociklična jedinjenja i heterociklična jedinjenja.

Karbociklična jedinjenja (ili izociklična) sadrže samo atome ugljenika u svojim ciklusima. Ova jedinjenja se pak dele na aliciklična jedinjenja (alifatska ciklična) i aromatična jedinjenja.

Heterociklična jedinjenja sadrže jedan ili više heteroatoma u ciklusu ugljikovodika, najčešće atoma kisika, dušika ili sumpora.

Najjednostavnija klasa organskih supstanci su ugljovodonici - jedinjenja koja nastaju isključivo od atoma ugljika i vodika, tj. formalno nemaju funkcionalne grupe.

Budući da ugljikovodici nemaju funkcionalne grupe, mogu se klasificirati samo prema vrsti ugljičnog skeleta. Ugljikovodici se, ovisno o vrsti njihovog ugljičnog skeleta, dijele na podklase:

1) Ograničavajući aciklični ugljovodonici nazivaju se alkani. Opća molekularna formula alkana je zapisana kao C n H 2n+2, gdje je n broj atoma ugljika u molekulu ugljikovodika. Ova jedinjenja nemaju međuklasne izomere.

2) Aciklički nezasićeni ugljovodonici se dijele na:

a) alkeni - sadrže samo jedan višestruki, odnosno jednu dvostruku C \u003d C vezu, opća formula alkena je C n H 2n,

b) alkini - u molekulima alkina postoji i samo jedna višestruka, odnosno trostruka C≡C veza. Opšta molekularna formula alkina je C n H 2n-2

c) alkadieni - u molekulima alkadiena postoje dvije dvostruke C=C veze. Opšta molekularna formula alkadiena je C n H 2n-2

3) Ciklični zasićeni ugljovodonici nazivaju se cikloalkani i imaju opštu molekulsku formulu C n H 2n.

Preostale organske supstance u organskoj hemiji smatraju se derivatima ugljovodonika, nastalim uvođenjem tzv. funkcionalnih grupa u molekule ugljovodonika, koje sadrže druge hemijske elemente.

Dakle, formula spojeva s jednom funkcionalnom grupom može se napisati kao R-X, gdje je R ugljikovodični radikal, a X funkcionalna grupa. Ugljikovodični radikal je fragment molekule ugljikovodika bez jednog ili više atoma vodika.

Prema prisustvu određenih funkcionalnih grupa, spojevi se dijele na klase. Glavne funkcionalne grupe i klase spojeva u koje su uključene prikazane su u tabeli:

Dakle, različite kombinacije tipova ugljikovih skeleta s različitim funkcionalnim grupama daju široku paletu varijanti organskih spojeva.

Halogeni derivati ​​ugljovodonika

Halogeni derivati ​​ugljikovodika su spojevi dobiveni zamjenom jednog ili više atoma vodika u molekulu bilo kojeg početnog ugljovodonika sa jednim ili više atoma halogena, respektivno.

Neka neki ugljovodonik ima formulu C n H m, zatim prilikom zamjene u svom molekulu X atomi vodonika uključeni X atoma halogena, formula za derivat halogena će izgledati ovako C n H m-X Hal X. Dakle, monohlorni derivati ​​alkana imaju formulu C n H 2n+1 Cl, dihloro derivati C n H 2n Cl 2 itd.

Alkoholi i fenoli

Alkoholi su derivati ​​ugljikovodika u kojima je jedan ili više atoma vodika zamijenjeno hidroksilnom grupom -OH. Zovu se alkoholi sa jednom hidroksilnom grupom jednoatomski, sa dva - dijatomski, sa tri triatomski itd. Na primjer:

Nazivaju se i alkoholi sa dvije ili više hidroksilnih grupa polihidričnim alkoholima. Opća formula za granicu monohidroksilnih alkohola C n H 2n+1 OH ili C n H 2n+2 O. Opća formula za ograničavanje polihidričnim alkoholima C n H 2n+2 O x , gdje je x atomski broj alkohola.

Alkoholi mogu biti i aromatični. Na primjer:

Opšta formula takvih monohidričnih aromatičnih alkohola je C n H 2n-6 O.

Međutim, treba jasno shvatiti da su derivati ​​aromatičnih ugljikovodika u kojima je jedan ili više atoma vodika u aromatičnom jezgru zamijenjeno hidroksilnim grupama ne primjenjivati na alkohole. Oni pripadaju klasi fenola . Na primjer, ovo jedinjenje je alkohol:

A ovo je fenol:

Razlog zašto se fenoli ne klasifikuju kao alkoholi leži u njihovim specifičnim hemijskim svojstvima, po kojima se u velikoj meri razlikuju od alkohola. Lako je vidjeti da su monohidrični fenoli izomerni prema monohidričnim aromatičnim alkoholima, tj. takođe imaju opštu molekulsku formulu C n H 2n-6 O.

Amini

Amini nazivaju se derivati ​​amonijaka u kojima su jedan, dva ili sva tri atoma vodika zamijenjena ugljikovodičnim radikalom.

Amini u kojima je samo jedan atom vodika zamijenjen ugljikovodičnim radikalom, tj. koji imaju opštu formulu R-NH 2 se nazivaju primarni amini.

Amini u kojima su dva atoma vodika zamijenjena ugljikovodičnim radikalima nazivaju se sekundarnih amina. Formula za sekundarni amin može se napisati kao R-NH-R'. U ovom slučaju, radikali R i R' mogu biti ili isti ili različiti. Na primjer:

Ako na atomu dušika u aminima nema atoma vodika, tj. sva tri atoma vodika u molekuli amonijaka zamijenjena su ugljikovodičnim radikalom, tada se takvi amini nazivaju tercijarni amini. AT opšti pogled formula za tercijarni amin može se napisati kao:

U ovom slučaju, radikali R, R', R'' mogu biti ili potpuno identični, ili su sva tri različita.

Opća molekulska formula primarnih, sekundarnih i tercijalnih ograničavajućih amina je C n H 2 n +3 N.

Aromatični amini sa samo jednim nezasićenim supstituentom imaju opštu formulu C n H 2 n -5 N

Aldehidi i ketoni

Aldehidi nazivaju derivati ​​ugljovodonika, kod kojih su kod primarnog atoma ugljika dva atoma vodika zamijenjena jednim atomom kisika, tj. derivati ​​ugljovodonika u čijoj strukturi se nalazi aldehidna grupa –CH=O. Opšta formula za aldehide može se napisati kao R-CH=O. Na primjer:

Ketoni se nazivaju derivati ​​ugljikovodika, u kojima su dva atoma vodika na sekundarnom atomu ugljika zamijenjena atomom kisika, tj. spojevi u čijoj strukturi postoji karbonilna grupa -C (O) -.

Opšta formula za ketone može se napisati kao R-C(O)-R'. U ovom slučaju, radikali R, R' mogu biti ili isti ili različiti.

Na primjer:

Kao što vidite, aldehidi i ketoni su vrlo slični po strukturi, ali se i dalje razlikuju kao klase, jer imaju značajne razlike u hemijskim svojstvima.

Opća molekulska formula zasićenih ketona i aldehida je ista i ima oblik C n H 2 n O

karboksilne kiseline

karboksilne kiseline nazivaju se derivati ​​ugljovodonika u kojima se nalazi karboksilna grupa -COOH.

Ako kiselina ima dvije karboksilne grupe, kiselina se naziva dikarboksilna kiselina.

Granične monokarboksilne kiseline (sa jednom -COOH grupom) imaju opću molekularnu formulu oblika C n H 2 n O 2

Aromatične monokarboksilne kiseline imaju opštu formulu C n H 2 n -8 O 2

Eteri

eteri - organski spojevi u kojima su dva ugljikovodična radikala indirektno povezana preko atoma kisika, tj. imaju formulu oblika R-O-R'. U ovom slučaju, radikali R i R' mogu biti ili isti ili različiti.

Na primjer:

Opšta formula zasićenih etera je ista kao i za zasićene monohidrične alkohole, tj. C n H 2 n +1 OH ili C n H 2 n +2 O.

Esteri

Esteri su klasa spojeva baziranih na organskim karboksilne kiseline, u kojem je atom vodika u hidroksilnoj grupi zamijenjen ugljikovodični radikalom R. Formula estera općenito se može napisati kao:

Na primjer:

Nitro spojevi

Nitro spojevi- derivati ​​ugljikovodika, u kojima je jedan ili više atoma vodika zamijenjeno nitro grupom -NO2.

Granična nitro jedinjenja sa jednom nitro grupom imaju opštu molekulsku formulu C n H 2 n +1 NO 2

Amino kiseline

Jedinjenja koja u svojoj strukturi istovremeno imaju dvije funkcionalne grupe - amino NH 2 i karboksil - COOH. Na primjer,

NH 2 -CH 2 -COOH

Limitirajuće aminokiseline sa jednim karboksilom i jednom amino grupom su izomerne prema odgovarajućim limitirajućim nitro spojevima, tj. kao da imaju opštu molekulsku formulu C n H 2 n +1 NO 2

AT USE zadatke za klasifikaciju organskih supstanci važno je znati zapisati opće molekularne formule homolognih serija različite vrste spojeva, poznavajući strukturne karakteristike karbonskog skeleta i prisustvo određenih funkcionalnih grupa. Naučiti kako odrediti opće molekularne formule organskih spojeva različite klase, materijal na ovu temu će biti koristan.

Nomenklatura organskih jedinjenja

Karakteristike strukture i hemijska svojstva jedinjenja ogledaju se u nomenklaturi. Glavne vrste nomenklature su sistematično i trivijalan.

Sistematska nomenklatura zapravo propisuje algoritme prema kojima se jedno ili drugo ime sastavlja u strogom skladu sa strukturnim karakteristikama molekule organske supstance ili, grubo rečeno, njenim strukturnu formulu.

Razmotrite pravila za imenovanje organskih jedinjenja prema sistematskoj nomenklaturi.

Prilikom imenovanja organskih supstanci prema sistematskoj nomenklaturi, najvažnije je pravilno odrediti broj atoma ugljika u najdužem lancu ugljika ili prebrojati broj atoma ugljika u ciklusu.

Ovisno o broju atoma ugljika u glavnom lancu ugljika, spojevi će imati drugačiji korijen u svom nazivu:

Druga važna komponenta koja se uzima u obzir pri sastavljanju imena je prisustvo/odsustvo višestrukih veza ili funkcionalne grupe, koje su navedene u gornjoj tabeli.

Pokušajmo dati ime tvari koja ima strukturnu formulu:

1. Glavni (i jedini) ugljikov lanac ovog molekula sadrži 4 atoma ugljika, tako da će naziv sadržavati korijen but-;

2. U ugljeničnom skeletu nema višestrukih veza, stoga će sufiks koji će se koristiti iza korena reči biti -an, kao u slučaju odgovarajućih zasićenih acikličkih ugljovodonika (alkana);

3. Prisustvo funkcionalne grupe -OH, pod uslovom da više nema starijih funkcionalnih grupa, dodaje se iza korena i sufiksa iz stava 2. drugi sufiks - "ol";

4. U molekulima koji sadrže višestruke veze ili funkcionalne grupe, numerisanje atoma ugljika glavnog lanca počinje od strane molekula kojoj su bliži.

Pogledajmo još jedan primjer:

Prisutnost četiri atoma ugljika u glavnom lancu ugljika govori nam da je korijen “ali-” osnova imena, a odsustvo višestrukih veza ukazuje na sufiks “-an”, koji će slijediti odmah iza korijena. Senior grupa u ovom spoju - karboksilnoj kiselini, određuje da li ova supstanca pripada klasi karboksilnih kiselina. Stoga će završetak imena biti "-ovoic acid". Na drugom atomu ugljika nalazi se amino grupa NH2 -, dakle, ova supstanca spada u aminokiseline. Također na trećem atomu ugljika vidimo ugljikovodični radikal metil ( CH 3 -). Stoga se, prema sistematskoj nomenklaturi, ovo jedinjenje naziva 2-amino-3-metilbutanska kiselina.

Trivijalna nomenklatura, za razliku od sistematske, po pravilu nema veze sa strukturom supstance, već je uglavnom zbog njenog porekla, kao i hemijskih ili fizičkih svojstava.

organska materija - to su spojevi koji u svom sastavu imaju atom ugljika. Više na ranim fazama U razvoju hemije sve su supstance podeljene u dve grupe: mineralne i organske. U to vrijeme vjerovalo se da je za sintetizaciju organske tvari potrebno imati neviđeno " vitalnost“, koji je svojstven samo živim biosistemima. Stoga je nemoguće izvršiti sintezu organskih tvari iz minerala. I tek početkom 19. veka F. Weller je opovrgao postojeće mišljenje i sintetizovao ureu iz amonijum cijanata, odnosno organsku materiju dobijao iz mineralne materije. Nakon toga, brojni naučnici sintetizirali su hloroform, anilin, acetatnu kiselinu i mnoga druga hemijska jedinjenja.

Organske materije su osnova postojanja žive materije, a takođe su i glavna hrana za ljude i životinje. Većina organskih jedinjenja su sirovine za različite industrije - prehrambenu, hemijsku, laku, farmaceutsku, itd.

Danas je poznato više od 30 miliona različitih organskih jedinjenja. Dakle, organske supstance predstavljaju najobimniju klasu sa kojom se povezuje raznovrsnost organskih jedinjenja jedinstvena svojstva i struktura ugljenika. Susjedni atomi ugljika povezani su jednostrukim ili višestrukim (dvostrukim, trostrukim) vezama.

Karakterizira ga prisustvo kovalentnog C-C konekcije, kao i polarni kovalentni C-N obveznice, C-O, C-Hal, C-metal, itd. Reakcije koje se odvijaju uz učešće organskih supstanci imaju neke karakteristike u odnosu na mineralne. U reakcijama neorganskih jedinjenja, po pravilu, učestvuju joni. Često takve reakcije prolaze vrlo brzo, ponekad trenutno na optimalnoj temperaturi. Molekuli su obično uključeni u reakcije sa. Treba reći da se u ovom slučaju neke kovalentne veze prekidaju, dok se druge formiraju. U pravilu, ove reakcije se odvijaju znatno sporije, a da bi se ubrzale potrebno je povećati temperaturu ili koristiti katalizator (kiselina ili baza).

Kako nastaju organska jedinjenja u prirodi? Večina organska jedinjenja u prirodi sintetiziraju se iz ugljičnog dioksida i vode u hlorofilima zelenih biljaka.

Klase organskih supstanci.

Na osnovu teorije O. Butlerova. Sistematska klasifikacija je osnova naučne nomenklature koja omogućava da se organska materija imenuje na osnovu postojeće strukturne formule. Klasifikacija se zasniva na dvije glavne karakteristike - strukturi ugljičnog skeleta, broju i smještaju funkcionalnih grupa u molekulu.

Karbonski skelet je stabilan drugačiji dio molekule organske materije. U zavisnosti od strukture, sve organske supstance se dele u grupe.

Aciklična jedinjenja uključuju supstance sa ravnim ili razgranatim ugljikovim lancem. Karbociklički spojevi uključuju tvari s ciklusima, podijeljene su u dvije podgrupe - aliciklične i aromatične. Heterociklična jedinjenja su supstance čije se molekule zasnivaju na ciklusima, formiranim od atoma ugljenika i atoma drugih hemijski elementi(kiseonik, azot, sumpor), heteroatomi.

Organske supstance se takođe klasifikuju prema prisustvu funkcionalnih grupa koje su deo molekula. Na primjer, klase ugljikovodika (izuzetak je da u njihovim molekulima nema funkcionalnih grupa), fenola, alkohola, ketona, aldehida, amina, estera, karboksilnih kiselina itd. Treba imati na umu da svaka funkcionalna grupa (COOH, OH, NH2, SH, NH, NO) određuje fizičko-hemijske karakteristike ovu vezu.

U prošlosti su znanstvenici dijelili sve tvari u prirodi na uvjetno nežive i žive, uključujući životinjsko i biljno carstvo među potonje. Supstance prve grupe nazivaju se minerali. A one koje su ušle u drugi, počele su se nazivati ​​organskim tvarima.

Šta se pod ovim misli? Klasa organskih supstanci je najobimnija od svih hemijskih jedinjenja poznatih savremenim naučnicima. Na pitanje koje su tvari organske može se odgovoriti na sljedeći način - to su kemijska jedinjenja koja uključuju ugljik.

Imajte na umu da nisu sva jedinjenja koja sadrže ugljenik organska. Na primjer, korbidi i karbonati, ugljična kiselina i cijanidi, ugljični oksidi nisu među njima.

Zašto ima toliko organskih materija?

Odgovor na ovo pitanje leži u svojstvima ugljenika. Ovaj element je radoznao po tome što je u stanju da formira lance od svojih atoma. A u isto vrijeme, karbonska veza je vrlo stabilna.

Osim toga, u organskim jedinjenjima, ispoljava se visoka valencija(IV), tj. sposobnost formiranja hemijske veze sa drugim supstancama. I ne samo jednostruki, već i dvostruki, pa čak i trostruki (inače - višestruki). Kako se brojnost veze povećava, lanac atoma postaje kraći, a stabilnost veze se povećava.

A ugljenik je obdaren sposobnošću da formira linearne, ravne i trodimenzionalne strukture.

Zato su organske tvari u prirodi toliko raznolike. Lako to možete i sami provjeriti: stanite ispred ogledala i pažljivo pogledajte svoj odraz. Svako od nas je hodajući udžbenik organske hemije. Razmislite o tome: najmanje 30% mase svake vaše ćelije čine organska jedinjenja. Proteini koji su izgradili vaše tijelo. Ugljikohidrati, koji služe kao "gorivo" i izvor energije. Masti koje čuvaju rezerve energije. Hormoni koji kontrolišu rad organa, pa čak i vaše ponašanje. Enzimi koji pokreću hemijske reakcije u vama. Čak su i "izvorni kod", niti DNK, sve organska jedinjenja zasnovana na ugljeniku.

Sastav organskih supstanci

Kao što smo rekli na samom početku, glavni građevinski materijal za organsku materiju je ugljenik. I praktično svaki element, u kombinaciji s ugljikom, može formirati organska jedinjenja.

U prirodi su najčešće u sastavu organskih supstanci vodonik, kiseonik, dušik, sumpor i fosfor.

Struktura organskih supstanci

Raznolikost organskih supstanci na planeti i raznolikost njihove strukture može se objasniti karakteristične karakteristike atoma ugljika.

Sjećate se da su atomi ugljika u stanju da formiraju vrlo jake veze jedni s drugima, povezujući se u lance. Rezultat su stabilne molekule. Način na koji su atomi ugljika povezani u lanac (poređani u cik-cak uzorku) jedna je od ključnih karakteristika njegove strukture. Ugljik se može kombinovati i u otvorene i u zatvorene (ciklične) lance.

Također je važno da struktura hemijske supstance direktno utiče na njihova hemijska svojstva. Značajnu ulogu igra i to kako atomi i grupe atoma u molekulu utiču jedni na druge.

Zbog posebnosti strukture, broj ugljikovih spojeva istog tipa ide na desetine i stotine. Na primjer, možemo uzeti u obzir vodonikova jedinjenja ugljika: metan, etan, propan, butan, itd.

Na primjer, metan - CH 4. Ova kombinacija vodika i ugljika normalnim uslovima boravi u gasovitom stanju stanje agregacije. Kada se kiseonik pojavi u sastavu, formira se tečnost - metil alkohol CH 3 OH.

Ne samo da tvari različitog kvalitativnog sastava (kao u gornjem primjeru) pokazuju različita svojstva, već su za to sposobne i tvari istog kvalitativnog sastava. Primer je različita sposobnost metana CH 4 i etilena C 2 H 4 da reaguju sa bromom i hlorom. Metan je sposoban za takve reakcije samo kada se zagrije ili pod ultraljubičastim svjetlom. A etilen reagira čak i bez osvjetljenja i grijanja.

Razmotrite ovu opciju: kvalitativni sastav hemijskih jedinjenja je isti, kvantitativni je drugačiji. Tada su hemijska svojstva jedinjenja različita. Kao iu slučaju acetilena C 2 H 2 i benzena C 6 H 6.

Ne posljednju ulogu u ovoj sorti igraju takva svojstva organskih tvari, "vezana" za njihovu strukturu, kao što su izomerija i homologija.

Zamislite da imate dvije naizgled identične supstance - isti sastav i istu molekularnu formulu da ih opišete. Ali struktura ovih supstanci je bitno drugačija, iz čega slijedi razlika u kemijskom i fizička svojstva. Na primjer, molekulska formula C 4 H 10 može se napisati za dvije različite tvari: butan i izobutan.

Mi pričamo o tome izomeri- jedinjenja koja imaju isti sastav i molekulsku masu. Ali atomi u njihovim molekulima nalaze se u drugom redu (razgranata i nerazgranana struktura).

U vezi homologija- ovo je karakteristika takvog karbonskog lanca u kojem se svaki sljedeći član može dobiti dodavanjem jedne CH 2 grupe prethodnoj. Svaki homologni niz može se izraziti jednom općom formulom. A znajući formulu, lako je odrediti sastav bilo kojeg od članova serije. Na primjer, homolozi metana su opisani formulom C n H 2n+2 .

Kako se dodaje "homologna razlika" CH 2, jača se veza između atoma supstance. Uzmimo homologni niz metana: njegova prva četiri člana su plinovi (metan, etan, propan, butan), sljedećih šest su tekućine (pentan, heksan, heptan, oktan, nonan, dekan), a zatim tvari u čvrstom stanju agregacije slijede (pentadekan, eikozan, itd.). I što je jača veza između atoma ugljika, veća je molekulska težina, ključanje i talište tvari.

Koje klase organskih supstanci postoje?

Organske supstance biološkog porekla uključuju:

• proteini;
• ugljikohidrati;
• nukleinske kiseline;
• lipida.

Prve tri tačke se takođe mogu nazvati biološkim polimerima.

Više detaljna klasifikacija organske hemikalije obuhvataju supstance ne samo biološkog porekla.

Ugljovodonici su:

• aciklična jedinjenja:
  • zasićeni ugljovodonici (alkani);
  • nezasićeni ugljovodonici:
    • alkeni;
    • alkini;
    • alkadieni.
• ciklična jedinjenja:
  • karbociklična jedinjenja:
    • aliciklični;
    • aromatično.
  • heterociklična jedinjenja.

Postoje i druge klase organskih jedinjenja u kojima se ugljenik kombinuje sa supstancama koje nisu vodonik:

• alkoholi i fenoli;
• aldehidi i ketoni;
• karboksilne kiseline;
• esteri;
• lipidi;
• ugljeni hidrati:
  • monosaharidi;
  • oligosaharidi;
  • polisaharidi.
  • mukopolisaharidi.
• amini;
• amino kiseline;
• proteini;
• nukleinske kiseline.

Formule organskih supstanci po klasama

Primjeri organskih tvari

Kao što se sećate, u ljudsko tijelo razne vrste organskih supstanci su osnova temelja. To su naša tkiva i tekućine, hormoni i pigmenti, enzimi i ATP i još mnogo toga.

U tijelima ljudi i životinja prioritet su proteini i masti (polovica suhe težine životinjske ćelije su proteini). U biljkama (oko 80% suhe mase ćelije) - za ugljikohidrate, prvenstveno složene - polisaharide. Uključujući celulozu (bez koje ne bi bilo papira), škrob.

Razgovarajmo o nekima od njih detaljnije.

Na primjer, o ugljikohidrati. Kada bi bilo moguće uzeti i izmjeriti mase svih organskih supstanci na planeti, u ovom takmičenju bi pobijedili ugljikohidrati.

Oni služe kao izvor energije u tijelu, jesu građevinski materijal za ćelije, kao i da vrše opskrbu supstancama. Biljke u tu svrhu koriste škrob, a za životinje glikogen.

Osim toga, ugljikohidrati su vrlo raznoliki. Na primjer, jednostavnih ugljenih hidrata. Najčešći monosaharidi u prirodi su pentoze (uključujući deoksiribozu, koja je dio DNK) i heksoze (glukoza, koja vam je dobro poznata).

Poput cigle, na velikom gradilištu u prirodi, polisaharidi se grade od hiljada i hiljada monosaharida. Bez njih, tačnije, bez celuloze, škroba, ne bi bilo biljaka. Da, i životinje bez glikogena, laktoze i hitina bi teško prolazile.

Pogledajmo pažljivo vjeverice. Priroda je najveći majstor mozaika i slagalica: od samo 20 aminokiselina u ljudskom tijelu nastaje 5 miliona vrsta proteina. Proteini također imaju mnoge vitalne funkcije. Na primjer, izgradnja, regulacija procesa u organizmu, zgrušavanje krvi (za to postoje odvojeni proteini), kretanje, transport određenih supstanci u tijelu, oni su i izvor energije, u obliku enzima djeluju kao katalizator reakcija, pružaju zaštitu. Antitijela igraju važnu ulogu u zaštiti tijela od negativnih vanjskih utjecaja. A ako dođe do neslaganja u finom podešavanju tijela, antitijela, umjesto da uništavaju vanjske neprijatelje, mogu djelovati kao agresori na vlastite organe i tkiva tijela.

Proteini se također dijele na jednostavne (proteini) i složene (proteini). A oni imaju svojstva koja su samo njima svojstvena: denaturaciju (destrukciju, koju ste primijetili više puta kada ste skuhali tvrdo kuhano jaje) i renaturaciju (ovo svojstvo se široko koristi u proizvodnji antibiotika, koncentrata hrane itd.).

Nemojmo zanemariti i lipida(masti). U našem tijelu služe kao rezervni izvor energije. Kao rastvarači pomažu u toku biohemijskih reakcija. Učestvujte u izgradnji tijela – na primjer, u formiranju ćelijskih membrana.

I još nekoliko riječi o takvim radoznalim organskim spojevima kao što su hormoni. Učestvuju u biohemijskim reakcijama i metabolizmu. Ovi mali hormoni čine muškarce muškarcima (testosteron), a žene ženama (estrogen). Učinite nas sretnima ili tužnim (hormoni igraju važnu ulogu u promjenama raspoloženja) štitne žlijezde a endorfin daje osjećaj sreće). I čak određuju da li smo „sove“ ili „šave“. Bilo da ste spremni da učite do kasno ili više volite da ustanete rano i uradite domaći prije škole, ne odlučuje samo vaša dnevna rutina, već i hormoni nadbubrežne žlijezde.

Zaključak

Svet organske materije je zaista neverovatan. Dovoljno je samo malo uroniti u njegovo proučavanje da vam oduzme dah od osjećaja srodnosti sa svim životom na Zemlji. Dvije noge, četiri ili korijen umjesto nogu - sve nas spaja magija hemijske laboratorije majke prirode. To uzrokuje da se atomi ugljika spajaju u lance, reaguju i stvaraju hiljade tako raznolikih kemijskih spojeva.

Sada imate kratak vodič za organsku hemiju. Naravno, nisu svi ovdje zastupljeni. moguće informacije. Neke stvari ćete možda morati sami razjasniti. Ali uvijek možete koristiti rutu koju smo planirali za vaše samostalno istraživanje.

Također možete koristiti definiciju organske tvari datu u članku, klasifikaciju i opšte formule organska jedinjenja i opće informacije o njima da se pripreme za časove hemije u školi.

Recite nam u komentarima koji dio hemije (organski ili neorganski) vam se najviše sviđa i zašto. Ne zaboravite podijeliti članak društvene mreže tako da ga mogu koristiti i vaši drugovi iz razreda.

Molimo vas da prijavite ako pronađete bilo kakvu netočnost ili grešku u članku. Svi smo mi ljudi i svi ponekad griješimo.

stranice, uz potpuno ili djelomično kopiranje materijala, obavezan je link na izvor.

Organska jedinjenja se klasifikuju prema dve glavne strukturne karakteristike:

Struktura karbonskog lanca (karbonski skelet);

Prisutnost i struktura funkcionalnih grupa.

Ugljični skelet (ugljični lanac) - niz kemijski vezanih atoma ugljika.

Funkcionalna grupa - atom ili grupa atoma koja određuje da li jedinjenje pripada određenoj klasi i odgovorno je za njegova hemijska svojstva.

Klasifikacija spojeva prema strukturi ugljičnog lanca

Ovisno o strukturi ugljičnog lanca, organska jedinjenja dijele se na aciklička i ciklička.

Aciklična jedinjenja - jedinjenja sa otvoren(otvoreni) karbonski lanac. Ove veze se takođe nazivaju alifatski.

Među acikličkim jedinjenjima razlikuju se ograničavajuća (zasićena) jedinjenja koja sadrže samo pojedinačna jedinjenja u skeletu C-C konekcije i neograničeno(nezasićene), uključujući višestruke veze C = C i C C.

Aciklična jedinjenja

Limit:

Neograničeno:

Aciklična jedinjenja se takođe dele na jedinjenja ravnog i razgranatog lanca. U ovom slučaju se uzima u obzir broj veza atoma ugljika s drugim atomima ugljika.

Lanac, koji uključuje tercijarne ili kvaternarne atome ugljika, je razgranat (često označen prefiksom "iso" u nazivu).

Na primjer:

atomi ugljika:

Primary;

Sekundarni;

tercijarni.

Ciklična jedinjenja su jedinjenja sa zatvorenim ugljeničnim lancem.

U zavisnosti od prirode atoma koji čine ciklus, razlikuju se karbociklična i heterociklična jedinjenja.

Karbociklična jedinjenja sadrže samo atome ugljenika u ciklusu. Podijeljeni su na dva fundamentalno različita hemijska svojstva grupe: alifatske ciklične - aliciklične za kratke - i aromatične spojeve.

Karbociklična jedinjenja

Aliciklički:

aromatično:

Heterociklična jedinjenja sadrže u ciklusu, pored atoma ugljika, jedan ili više atoma drugih elemenata - heteroatomi(iz grčkog. heteros- ostalo, drugačije) - kiseonik, azot, sumpor itd.

Heterociklična jedinjenja

Klasifikacija spojeva po funkcionalnim grupama

Spojevi koji sadrže samo ugljik i vodik nazivaju se ugljikovodici.

Ostala, brojnija, organska jedinjenja mogu se smatrati derivatima ugljovodonika, koji nastaju unošenjem funkcionalnih grupa koje sadrže druge elemente u ugljovodonike.

Ovisno o prirodi funkcionalnih grupa, organska jedinjenja se dijele na klase. Neke od najkarakterističnijih funkcionalnih grupa i njihove odgovarajuće klase spojeva prikazane su u tabeli:

Klase organskih jedinjenja

Napomena: Funkcionalne grupe se ponekad nazivaju dvostrukim i trostrukim vezama.

Molekuli organskih jedinjenja mogu sadržavati dvije ili više identičnih ili različitih funkcionalnih grupa.

Na primjer: HO-CH 2 -CH 2 -OH (etilen glikol); NH 2 -CH 2 - COOH (aminokiselina glicin).

Sve klase organskih jedinjenja su međusobno povezane. Prijelaz iz jedne klase spojeva u drugu vrši se uglavnom zbog transformacije funkcionalnih grupa bez promjene ugljičnog skeleta. Jedinjenja svake klase čine homologni niz.