Toda ciencia está llena de conceptos, y si no se dominan estos conceptos o temas indirectos puede resultar muy difícil aprenderlos. Uno de los conceptos que debe comprender bien toda persona que se considere más o menos culta es la división de los materiales en orgánicos e inorgánicos. No importa la edad de una persona, estos conceptos están en la lista de aquellos con los que se determina. nivel general desarrollo en cualquier etapa de la vida humana. Para comprender las diferencias entre estos dos términos, primero debes averiguar qué es cada uno de ellos.

Compuestos orgánicos: ¿qué son?

Sustancias orgánicas - grupo compuestos químicos con una estructura heterogénea, que incluye elementos de carbono, unidos covalentemente entre sí. Las excepciones son los carburos, el carbón y los ácidos carboxílicos. Además, una de las sustancias constituyentes, además del carbono, son los elementos hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y halógeno.

Estos compuestos se forman debido a la capacidad de los átomos de carbono para formar enlaces simples, dobles y triples.

Hábitat compuestos orgánicos son seres vivos. Pueden formar parte de los seres vivos o aparecer como consecuencia de sus actividades vitales (leche, azúcar).

Los productos de la síntesis de sustancias orgánicas son alimentos, medicinas, prendas de vestir, materiales de construcción, equipos diversos, explosivos, diferentes tipos fertilizantes minerales, polímeros, aditivos alimentarios, cosméticos y más.

Sustancias inorgánicas: ¿qué son?

Las sustancias inorgánicas son un grupo de compuestos químicos que no contienen los elementos carbono, hidrógeno o compuestos químicos cuyo elemento constitutivo es el carbono. Tanto los orgánicos como los inorgánicos son componentes de las células. Los primeros en forma de elementos vivificantes, los demás en la composición del agua, minerales y ácidos, así como gases.

¿Qué tienen en común las sustancias orgánicas e inorgánicas?

¿Qué podría haber en común entre dos conceptos aparentemente antónimos? Resulta que tienen algo en común, a saber:

1. Las sustancias de origen tanto orgánico como inorgánico están compuestas de moléculas.
2. Las sustancias orgánicas e inorgánicas se pueden obtener como resultado de una determinada reacción química.

Sustancias orgánicas e inorgánicas: ¿cuál es la diferencia?

1. Los orgánicos son más conocidos y estudiados científicamente.
2. Hay muchas más sustancias orgánicas en el mundo. El número de compuestos orgánicos conocidos por la ciencia es de alrededor de un millón, mientras que los inorgánicos son cientos de miles.
3. La mayoría de los compuestos orgánicos se unen entre sí mediante la naturaleza covalente del compuesto; los compuestos inorgánicos se pueden unir entre sí mediante un compuesto iónico.
4. También hay una diferencia en la composición de los elementos entrantes. Las sustancias orgánicas se componen de elementos de carbono, hidrógeno, oxígeno y, con menos frecuencia, nitrógeno, fósforo, azufre y halógeno. Inorgánico: está formado por todos los elementos de la tabla periódica, excepto el carbono y el hidrógeno.
5. Las sustancias orgánicas son mucho más susceptibles a la influencia de las altas temperaturas y pueden destruirse incluso a bajas temperaturas. La mayoría de los inorgánicos son menos propensos a los efectos del calor extremo debido a la naturaleza del tipo de compuesto molecular.
6. Las sustancias orgánicas son los elementos constitutivos de la parte viva del mundo (biosfera), las sustancias inorgánicas son las partes no vivas (hidrosfera, litosfera y atmósfera).
7. La composición de las sustancias orgánicas tiene una estructura más compleja que la composición de las sustancias inorgánicas.
8. Las sustancias orgánicas se distinguen por una amplia variedad de posibilidades de transformaciones y reacciones químicas.
9. Debido al tipo de enlace covalente entre compuestos orgánicos. reacciones químicas duran un poco más que las reacciones químicas en compuestos inorgánicos.
10. Las sustancias inorgánicas no pueden ser un producto alimenticio para los seres vivos; es más, algunas de este tipo de combinaciones pueden resultar mortales para un organismo vivo. Las sustancias orgánicas son un producto producido por la naturaleza viva, así como un elemento de la estructura de los organismos vivos.

Clasificación de sustancias orgánicas.

Según el tipo de estructura de la cadena de carbono, las sustancias orgánicas se dividen en:

• acíclico y cíclico.
• marginal (saturado) e insaturado (insaturado).
• carbocíclicos y heterocíclicos.
• alicíclico y aromático.

Los compuestos acíclicos son compuestos orgánicos en cuyas moléculas no existen ciclos y todos los átomos de carbono están conectados entre sí en cadenas abiertas, lineales o ramificadas.

A su vez, entre los compuestos acíclicos, se distinguen los saturados (o saturados), que contienen en el esqueleto de carbono solo enlaces simples carbono-carbono (C-C) y los insaturados (o insaturados), que contienen múltiplos: dobles (C=C) o triples ( C≡ C) conexiones.

Los compuestos cíclicos son compuestos químicos en los que hay tres o más átomos unidos formando un anillo.

Dependiendo de qué átomos formen los anillos, se distinguen compuestos carbocíclicos y compuestos heterocíclicos.

Los compuestos carbocíclicos (o isocíclicos) contienen sólo átomos de carbono en sus anillos. Estos compuestos a su vez se dividen en compuestos alicíclicos (alifáticos cíclicos) y compuestos aromáticos.

Los compuestos heterocíclicos contienen uno o más heteroátomos en el anillo de hidrocarburo, generalmente átomos de oxígeno, nitrógeno o azufre.

La clase más simple de sustancias orgánicas son los hidrocarburos, compuestos formados exclusivamente por átomos de carbono e hidrógeno, es decir. formalmente no tienen grupos funcionales.

Dado que los hidrocarburos no tienen grupos funcionales, sólo pueden clasificarse según el tipo de esqueleto carbonado. Los hidrocarburos, según el tipo de su esqueleto carbonado, se dividen en subclases:

1) Los hidrocarburos acíclicos saturados se llaman alcanos. La fórmula molecular general de los alcanos se escribe como C n H 2n+2, donde n es el número de átomos de carbono en la molécula de hidrocarburo. Estos compuestos no tienen isómeros interclases.

2) Los hidrocarburos acíclicos insaturados se dividen en:

a) alquenos: contienen sólo un enlace múltiple, es decir, un enlace doble C=C, la fórmula general de los alquenos es C n H 2n,

b) alquinos: las moléculas de alquino también contienen solo un enlace múltiple, es decir, un enlace triple C≡C. La fórmula molecular general de los alquinos es C n H 2n-2.

c) alcadienos: las moléculas de alcadieno contienen dos enlaces dobles C=C. La fórmula molecular general de los alcadienos es C n H 2n-2.

3) Los hidrocarburos cíclicos saturados se denominan cicloalcanos y tienen la fórmula molecular general C n H 2n.

Otras sustancias orgánicas en química Orgánica Se consideran derivados de los hidrocarburos, formados mediante la introducción en las moléculas de hidrocarburos de los llamados grupos funcionales que contienen otros elementos químicos.

Por tanto, la fórmula de los compuestos con un grupo funcional se puede escribir como R-X, donde R es un radical hidrocarbonado y X es un grupo funcional. Un radical hidrocarbonado es un fragmento de una molécula de hidrocarburo sin uno o más átomos de hidrógeno.

Según la presencia de ciertos grupos funcionales, los compuestos se dividen en clases. Los principales grupos funcionales y las clases de compuestos a los que pertenecen se presentan en la tabla:

Así, diferentes combinaciones de tipos de esqueletos carbonados con diferentes grupos funcionales dan una amplia variedad de variantes de compuestos orgánicos.

Hidrocarburos halogenados

Los derivados halógenos de hidrocarburos son compuestos que se obtienen reemplazando uno o más átomos de hidrógeno en la molécula de un hidrocarburo original con uno o más átomos de halógeno, respectivamente.

Dejemos que un hidrocarburo tenga la fórmula CnHm, luego al reemplazar en su molécula X átomos de hidrógeno por X átomos de halógeno, la fórmula del derivado halógeno será C n H m- X Hal X. Por tanto, los derivados monoclorados de los alcanos tienen la fórmula C norte H 2 n + 1 Cl, derivados del dicloro CnH2nCl2 etc.

Alcoholes y fenoles

Los alcoholes son derivados de hidrocarburos en los que uno o más átomos de hidrógeno son reemplazados por un grupo hidroxilo -OH. Los alcoholes con un grupo hidroxilo se llaman monoatómico, con dos - diatónico, con tres triatómico etc. Por ejemplo:

Los alcoholes con dos o más grupos hidroxilo también se llaman alcoholes polihídricos. Fórmula general para el límite alcoholes monohídricos C n H 2n+1 OH o C n H 2n+2 O. Fórmula general para limitar alcoholes polihídricos C n H 2n+2 O x , donde x es la atomicidad del alcohol.

Los alcoholes también pueden ser aromáticos. Por ejemplo:

La fórmula general de tales alcoholes aromáticos monohídricos es C n H 2n-6 O.

Sin embargo, debe entenderse claramente que los derivados de hidrocarburos aromáticos en los que uno o más átomos de hidrógeno en el anillo aromático están reemplazados por grupos hidroxilo no apliques a los alcoholes. pertenecen a la clase fenoles . Por ejemplo, este compuesto dado es un alcohol:

Y esto representa el fenol:

La razón por la que los fenoles no se clasifican como alcoholes reside en sus propiedades químicas específicas, que los distinguen en gran medida de los alcoholes. Como es fácil de ver, los fenoles monohídricos son isómeros de los alcoholes aromáticos monohídricos, es decir. también tienen la fórmula molecular general C n H 2n-6 O.

Aminas

aminami Se denominan derivados del amoníaco, en los que uno, dos o los tres átomos de hidrógeno se sustituyen por un radical hidrocarbonado.

Aminas en las que sólo un átomo de hidrógeno está reemplazado por un radical hidrocarbonado, es decir que tienen la fórmula general R-NH 2 se llaman aminas primarias.

Las aminas en las que dos átomos de hidrógeno son reemplazados por radicales hidrocarbonados se llaman aminas secundarias. La fórmula de una amina secundaria se puede escribir como R-NH-R’. En este caso, los radicales R y R’ pueden ser iguales o diferentes. Por ejemplo:

Si las aminas carecen de átomos de hidrógeno en el átomo de nitrógeno, es decir Los tres átomos de hidrógeno de la molécula de amoníaco son reemplazados por un radical hidrocarbonado, por lo que estas aminas se denominan aminas terciarias. EN vista general La fórmula de la amina terciaria se puede escribir como:

En este caso, los radicales R, R’, R'' pueden ser completamente idénticos o los tres pueden ser diferentes.

La fórmula molecular general de las aminas saturadas primarias, secundarias y terciarias es C n H 2 n +3 N.

Las aminas aromáticas con un solo sustituyente insaturado tienen la fórmula general C n H 2 n -5 N

Aldehídos y cetonas

Aldehídos son derivados de hidrocarburos en los que dos átomos de hidrógeno son reemplazados por un átomo de oxígeno en el átomo de carbono primario, es decir derivados de hidrocarburos en cuya estructura hay un grupo aldehído –CH=O. La fórmula general de los aldehídos se puede escribir como R-CH=O. Por ejemplo:

Cetonas son derivados de hidrocarburos en los que en el átomo de carbono secundario dos átomos de hidrógeno son reemplazados por un átomo de oxígeno, es decir compuestos cuya estructura contiene un grupo carbonilo –C(O)-.

La fórmula general de las cetonas se puede escribir como R-C(O)-R’. En este caso los radicales R, R' pueden ser iguales o diferentes.

Por ejemplo:

Como puede ver, los aldehídos y las cetonas tienen una estructura muy similar, pero aún así se distinguen como clases porque tienen diferencias significativas en las propiedades químicas.

La fórmula molecular general de las cetonas y aldehídos saturados es la misma y tiene la forma C n H 2 n O

Ácidos carboxílicos

Ácidos carboxílicos son derivados de hidrocarburos que contienen un grupo carboxilo –COOH.

Si un ácido tiene dos grupos carboxilo, el ácido se llama ácido dicarboxílico.

Los ácidos monocarboxílicos saturados (con un grupo -COOH) tienen una fórmula molecular general de la forma C n H 2 n O 2

Los ácidos monocarboxílicos aromáticos tienen la fórmula general C n H 2 n -8 O 2

Éteres

Éteres – compuestos orgánicos en los que dos radicales hidrocarbonados están conectados indirectamente a través de un átomo de oxígeno, es decir, tener una fórmula de la forma R-O-R’. En este caso, los radicales R y R’ pueden ser iguales o diferentes.

Por ejemplo:

La fórmula general de los éteres saturados es la misma que la de los alcoholes monohídricos saturados, es decir. C norte H 2 norte +1 OH o C norte H 2 norte +2 O.

Ésteres

Los ésteres son una clase de compuestos basados ​​en compuestos orgánicos. ácidos carboxílicos, en el que el átomo de hidrógeno del grupo hidroxilo se reemplaza por un radical hidrocarbonado R. La fórmula de los ésteres en general se puede escribir como:

Por ejemplo:

Compuestos nitro

Compuestos nitro– derivados de hidrocarburos en los que uno o más átomos de hidrógeno son reemplazados por un grupo nitro –NO 2.

Los compuestos nitro saturados con un grupo nitro tienen la fórmula molecular general C n H 2 n +1 NO 2

Aminoácidos

Compuestos que tienen simultáneamente dos grupos funcionales en su estructura: amino NH 2 y carboxilo - COOH. Por ejemplo,

NH2-CH2-COOH

Los aminoácidos de sodio con un grupo carboxilo y un grupo amino son isómeros de los correspondientes compuestos nitro saturados, es decir. al igual que tienen la fórmula molecular general C n H 2 n +1 NO 2

EN Asignaciones del examen estatal unificado Para la clasificación de sustancias orgánicas, es importante poder escribir fórmulas moleculares generales de series homólogas. diferentes tipos compuestos, conociendo las características estructurales del esqueleto carbonado y la presencia de determinados grupos funcionales. Aprender a determinar las fórmulas moleculares generales de compuestos orgánicos. diferentes clases, el material sobre este tema será útil.

Nomenclatura de compuestos orgánicos.

Las características estructurales y propiedades químicas de los compuestos se reflejan en la nomenclatura. Se consideran los principales tipos de nomenclatura. sistemático Y trivial.

La nomenclatura sistemática en realidad prescribe algoritmos según los cuales un nombre particular se compila en estricta conformidad con las características estructurales de la molécula de una sustancia orgánica o, en términos generales, de su fórmula estructural.

Consideremos las reglas para compilar los nombres de compuestos orgánicos según la nomenclatura sistemática.

Al compilar los nombres de sustancias orgánicas según la nomenclatura sistemática, lo más importante es determinar correctamente el número de átomos de carbono en la cadena de carbono más larga o contar el número de átomos de carbono en el ciclo.

Dependiendo del número de átomos de carbono en la cadena de carbono principal, los compuestos tendrán una raíz diferente en su nombre:

El segundo componente importante que se tiene en cuenta al componer nombres es la presencia/ausencia de enlaces múltiples o un grupo funcional, que se enumeran en la tabla anterior.

Intentemos darle un nombre a una sustancia que tiene una fórmula estructural:

1. La cadena de carbono principal (y única) de esta molécula contiene 4 átomos de carbono, por lo que el nombre contendrá la raíz pero-;

2. No existen enlaces múltiples en el esqueleto carbonado, por lo tanto, el sufijo que se deberá utilizar después de la raíz de la palabra será -an, como ocurre con los correspondientes hidrocarburos acíclicos saturados (alcanos);

3. La presencia de un grupo funcional –OH, siempre que no existan grupos funcionales superiores, se añade después de la raíz y el sufijo del apartado 2. otro sufijo – “ol”;

4. En moléculas que contienen múltiples enlaces o grupos funcionales, la numeración de los átomos de carbono de la cadena principal comienza desde el lado de la molécula al que están más cercanos.

Veamos otro ejemplo:

La presencia de cuatro átomos de carbono en la cadena de carbono principal nos dice que la base del nombre es la raíz "pero-", y la ausencia de enlaces múltiples indica el sufijo "-an", que seguirá inmediatamente después de la raíz. grupo senior en este compuesto es carboxilo, lo que determina si esta sustancia pertenece a la clase de los ácidos carboxílicos. Por tanto, la terminación del nombre será “-ácido ico”. En el segundo átomo de carbono hay un grupo amino. NH2—, por tanto esta sustancia pertenece a los aminoácidos. También en el tercer átomo de carbono vemos el radical hidrocarbonado metilo ( Capítulo 3—). Por tanto, según la nomenclatura sistemática, este compuesto se denomina ácido 2-amino-3-metilbutanoico.

La nomenclatura trivial, a diferencia de la nomenclatura sistemática, por regla general, no tiene conexión con la estructura de una sustancia, sino que está determinada en su mayor parte por su origen, así como por sus propiedades químicas o físicas.

Materia orgánica - Son compuestos que contienen un átomo de carbono. Más en primeras etapas Durante el desarrollo de la química, todas las sustancias se dividieron en dos grupos: minerales y orgánicas. En aquella época se creía que para sintetizar materia orgánica era necesario disponer de una tecnología sin precedentes. vitalidad", que es inherente únicamente a los sistemas biológicos vivos. Por tanto, es imposible sintetizar sustancias orgánicas a partir de minerales. Y solo a principios del siglo XIX, F. Weller refutó la opinión existente y sintetizó urea a partir de cianato de amonio, es decir, obtuvo una sustancia orgánica a partir de una mineral. Después de lo cual varios científicos sintetizaron cloroformo, anilina, ácido acetato y muchos otros compuestos químicos.

Las sustancias orgánicas son la base de la existencia de materia viva y también son los principales productos alimenticios para humanos y animales. La mayoría de los compuestos orgánicos son materias primas para diversas industrias: alimentaria, química, ligera, farmacéutica, etc.

Hoy en día se conocen más de 30 millones de compuestos orgánicos diferentes. Por tanto, las sustancias orgánicas representan la clase más extensa a la que se asocia la diversidad de compuestos orgánicos. propiedades únicas y la estructura del carbono. Los átomos de carbono vecinos están conectados entre sí mediante enlaces simples o múltiples (dobles, triples).

Caracterizado por la presencia de covalente. Conexiones CC, así como covalente polar bonos CN, C-O, C-Hal, C-metal, etc. Las reacciones que involucran sustancias orgánicas tienen algunas características en comparación con las minerales. Las reacciones de compuestos inorgánicos suelen implicar iones. A menudo, estas reacciones tienen lugar muy rápidamente, a veces instantáneamente a la temperatura óptima. Las reacciones generalmente involucran moléculas. Cabe decir que en este caso algunos enlaces covalentes se rompen, mientras que otros se forman. Como regla general, estas reacciones avanzan mucho más lentamente y para acelerarlas es necesario aumentar la temperatura o utilizar un catalizador (ácido o base).

¿Cómo se forman las sustancias orgánicas en la naturaleza? La mayoría de Los compuestos orgánicos en la naturaleza se sintetizan a partir de dióxido de carbono y agua en las clorofilas de las plantas verdes.

Clases de sustancias orgánicas.

Basado en la teoría de O. Butlerov. La clasificación sistemática es la base de la nomenclatura científica, que permite nombrar una sustancia orgánica basándose en la fórmula estructural existente. La clasificación se basa en dos características principales: la estructura del esqueleto carbonado, el número y la ubicación de los grupos funcionales en la molécula.

El esqueleto de carbono es estable. partes diferentes Moléculas de materia orgánica. Según su estructura, todas las sustancias orgánicas se dividen en grupos.

Los compuestos acíclicos incluyen sustancias con una cadena de carbono lineal o ramificada. Los compuestos carbocíclicos incluyen sustancias con ciclos; se dividen en dos subgrupos: alicíclicos y aromáticos. Los compuestos heterocíclicos son sustancias cuyas moléculas se basan en ciclos formados por átomos de carbono y átomos de otros. elementos químicos(Oxígeno, Nitrógeno, Azufre), heteroátomos.

Las sustancias orgánicas también se clasifican según la presencia de grupos funcionales que forman parte de las moléculas. Por ejemplo, clases de hidrocarburos (a excepción de que no tengan grupos funcionales en sus moléculas), fenoles, alcoholes, cetonas, aldehídos, aminas, ésteres, ácidos carboxílicos, etc. Cabe recordar que cada grupo funcional (COOH, OH, NH2, SH, NH, NO) determina características fisicoquímicas de esta conexión.

En el pasado, los científicos dividían todas las sustancias de la naturaleza en vivas y no vivas, incluido el reino de los animales y las plantas entre estas últimas. Las sustancias del primer grupo se llaman minerales. Y las incluidas en el segundo comenzaron a denominarse sustancias orgánicas.

¿Qué quiere decir esto? La clase de sustancias orgánicas es la más extensa entre todos los compuestos químicos conocidos por los científicos modernos. La pregunta de qué sustancias son orgánicas se puede responder de esta manera: son compuestos químicos que contienen carbono.

Tenga en cuenta que no todos los compuestos que contienen carbono son orgánicos. Por ejemplo, no se incluyen los corbiuros y carbonatos, el ácido carbónico y los cianuros, ni los óxidos de carbono.

¿Por qué hay tantas sustancias orgánicas?

La respuesta a esta pregunta está en las propiedades del carbono. Este elemento es curioso porque es capaz de formar cadenas de sus átomos. Y al mismo tiempo, el enlace del carbono es muy estable.

Además, en compuestos orgánicos presenta valencia alta(IV), es decir capacidad de formar enlaces químicos con otras sustancias. Y no sólo simples, sino también dobles e incluso triples (también conocidos como múltiplos). A medida que aumenta la multiplicidad del enlace, la cadena de átomos se acorta y aumenta la estabilidad del enlace.

El carbono también está dotado de la capacidad de formar estructuras lineales, planas y tridimensionales.

Por eso las sustancias orgánicas en la naturaleza son tan diversas. Puedes comprobarlo tú mismo fácilmente: párate frente a un espejo y mira atentamente tu reflejo. Cada uno de nosotros es un libro de texto andante sobre química orgánica. Piénsalo: al menos el 30% de la masa de cada una de tus células son compuestos orgánicos. Proteínas que construyeron tu cuerpo. Carbohidratos, que sirven como “combustible” y fuente de energía. Grasas que almacenan reservas de energía. Hormonas que controlan el funcionamiento de los órganos e incluso tu comportamiento. Enzimas que inician reacciones químicas dentro de ti. E incluso el “código fuente”, las cadenas de ADN, son todos compuestos orgánicos a base de carbono.

Composición de sustancias orgánicas.

Como dijimos al principio, el principal material de construcción de la materia orgánica es el carbono. Y prácticamente cualquier elemento, combinado con carbono, puede formar compuestos orgánicos.

En la naturaleza, las sustancias orgánicas suelen contener hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo.

Estructura de sustancias orgánicas.

Se puede explicar la diversidad de sustancias orgánicas del planeta y la diversidad de su estructura. rasgos característicosÁtomos de carbón.

Recuerdas que los átomos de carbono son capaces de formar enlaces muy fuertes entre sí, conectándose en cadenas. El resultado son moléculas estables. La forma en que los átomos de carbono están conectados formando una cadena (dispuestos en zigzag) es una de las características clave de su estructura. El carbono se puede combinar tanto en cadenas abiertas como en cadenas cerradas (cíclicas).

También es importante que la estructura sustancias químicas afecta directamente a sus propiedades químicas. La forma en que los átomos y grupos de átomos de una molécula se influyen entre sí también juega un papel importante.

Debido a sus características estructurales, el número de compuestos de carbono del mismo tipo asciende a decenas y centenas. Por ejemplo, podemos considerar los compuestos de hidrógeno del carbono: metano, etano, propano, butano, etc.

Por ejemplo, metano - CH 4. Un compuesto de hidrógeno con carbono de este tipo permanece en condiciones normales en forma gaseosa. estado de agregación. Cuando aparece oxígeno en la composición, se forma un líquido: alcohol metílico CH 3 OH.

No sólo las sustancias con diferentes composiciones cualitativas (como en el ejemplo anterior) presentan propiedades diferentes, sino que también las sustancias con la misma composición cualitativa son capaces de hacerlo. Un ejemplo es la diferente capacidad del metano CH 4 y del etileno C 2 H 4 para reaccionar con bromo y cloro. El metano es capaz de tales reacciones sólo cuando se calienta o se expone a la luz ultravioleta. Y el etileno reacciona incluso sin iluminación ni calefacción.

Consideremos esta opción: la composición cualitativa de los compuestos químicos es la misma, pero la composición cuantitativa es diferente. Entonces las propiedades químicas de los compuestos son diferentes. Como es el caso del acetileno C 2 H 2 y el benceno C 6 H 6.

En esta diversidad desempeñan un papel no menor las propiedades de las sustancias orgánicas, "vinculadas" a su estructura, como la isomería y la homología.

Imagine que tiene dos sustancias aparentemente idénticas: la misma composición y la misma fórmula molecular para describirlas. Pero la estructura de estas sustancias es fundamentalmente diferente, de lo que se desprende la diferencia en química y propiedades físicas. Por ejemplo, la fórmula molecular C 4 H 10 se puede escribir para dos sustancias diferentes: butano e isobutano.

Estamos hablando de isómeros– compuestos que tienen la misma composición y peso molecular. Pero los átomos en sus moléculas están dispuestos en diferentes órdenes (estructura ramificada y no ramificada).

Sobre homología- esta es una característica de una cadena de carbono en la que cada miembro posterior se puede obtener agregando un grupo CH 2 al anterior. Cada serie homológica se puede expresar mediante una fórmula general. Y conociendo la fórmula, es fácil determinar la composición de cualquiera de los integrantes de la serie. Por ejemplo, los homólogos del metano se describen mediante la fórmula C n H 2n+2.

A medida que aumenta la “diferencia homóloga” CH 2, se fortalece el enlace entre los átomos de la sustancia. Tomemos la serie homóloga del metano: sus primeros cuatro miembros son gases (metano, etano, propano, butano), los seis siguientes son líquidos (pentano, hexano, heptano, octano, nonano, decano), y luego siguen las sustancias en estado sólido. estado de agregación (pentadecano, eicosano, etc.). Y cuanto más fuerte es el enlace entre los átomos de carbono, mayor es el peso molecular y los puntos de ebullición y fusión de las sustancias.

¿Qué clases de sustancias orgánicas existen?

Las sustancias orgánicas de origen biológico incluyen:

• proteínas;
• carbohidratos;
• ácidos nucleicos;
• lípidos.

Los primeros tres puntos también pueden denominarse polímeros biológicos.

Más clasificación detallada Los productos químicos orgánicos abarcan sustancias no sólo de origen biológico.

Los hidrocarburos incluyen:

• compuestos acíclicos:
  • hidrocarburos saturados (alcanos);
  • hidrocarburos insaturados:
    • alquenos;
    • alquinos;
    • alcadienos.
• conexiones cíclicas:
  • compuestos carbocíclicos:
    • alicíclico;
    • aromático.
  • compuestos heterocíclicos.

También existen otras clases de compuestos orgánicos en los que el carbono se combina con sustancias distintas al hidrógeno:

• alcoholes y fenoles;
• aldehídos y cetonas;
• ácidos carboxílicos;
• ésteres;
• lípidos;
• carbohidratos:
  • monosacáridos;
  • oligosacáridos;
  • polisacáridos.
  • mucopolisacáridos.
• aminas;
• aminoácidos;
• proteínas;
• ácidos nucleicos.

Fórmulas de sustancias orgánicas por clase.

Ejemplos de sustancias orgánicas.

Como recuerdas, en cuerpo humano varios tipos de sustancias orgánicas son la base. Estos son nuestros tejidos y fluidos, hormonas y pigmentos, enzimas y ATP, y mucho más.

En los cuerpos de humanos y animales, se da prioridad a las proteínas y grasas (la mitad de la masa seca de una célula animal son proteínas). En las plantas (aproximadamente el 80% de la masa seca de la célula): carbohidratos, principalmente complejos, polisacáridos. Incluyendo celulosa (sin la cual no habría papel), almidón.

Hablemos de algunos de ellos con más detalle.

Por ejemplo, sobre carbohidratos. Si fuera posible tomar y medir las masas de todas las sustancias orgánicas del planeta, serían los carbohidratos los que ganarían esta competencia.

Sirven como fuente de energía en el cuerpo y son materiales de construcción para las células y también para almacenar sustancias. Las plantas utilizan almidón para este fin, los animales utilizan glucógeno.

Además, los carbohidratos son muy diversos. Por ejemplo, carbohidratos simples. Los monosacáridos más comunes en la naturaleza son las pentosas (incluida la desoxirribosa, que forma parte del ADN) y las hexosas (glucosa, que ya conoce).

Al igual que los ladrillos, en una gran obra de la naturaleza, los polisacáridos se construyen a partir de miles y miles de monosacáridos. Sin ellos, más precisamente, sin celulosa y almidón, no habría plantas. Y los animales sin glucógeno, lactosa y quitina lo pasarían mal.

Miremos detenidamente ardillas. La naturaleza es la mayor maestra de mosaicos y rompecabezas: a partir de tan solo 20 aminoácidos se forman en el cuerpo humano 5 millones de tipos de proteínas. Las proteínas también tienen muchas funciones vitales. Por ejemplo, la construcción, la regulación de procesos en el cuerpo, la coagulación de la sangre (hay proteínas separadas para esto), el movimiento, el transporte de ciertas sustancias en el cuerpo, también son una fuente de energía, en forma de enzimas actúan como catalizador de reacciones y proporciona protección. Los anticuerpos desempeñan un papel importante en la protección del cuerpo de influencias externas negativas. Y si se produce un trastorno en la sintonía fina del cuerpo, los anticuerpos, en lugar de destruir a los enemigos externos, pueden actuar como agresores de los propios órganos y tejidos del cuerpo.

Las proteínas también se dividen en simples (proteínas) y complejas (proteínas). Y tienen propiedades únicas para ellos: desnaturalización (destrucción, que ha notado más de una vez al hervir un huevo) y renaturalización (esta propiedad ha encontrado una amplia aplicación en la fabricación de antibióticos, concentrados de alimentos, etc.).

no ignoremos lípidos(grasas). En nuestro organismo sirven como fuente de reserva de energía. Como disolventes ayudan a que se produzcan reacciones bioquímicas. Participan en la construcción del cuerpo, por ejemplo, en la formación de membranas celulares.

Y unas pocas palabras más sobre compuestos orgánicos tan interesantes como hormonas. Participan en reacciones bioquímicas y metabolismo. Tan pequeñas que las hormonas hacen que los hombres sean hombres (testosterona) y las mujeres, mujeres (estrógeno). Hacernos felices o tristes (las hormonas juegan un papel importante en los cambios de humor) glándula tiroides, y las endorfinas dan sensación de felicidad). E incluso determinan si somos “noctámbulos” o “alondras”. Si estás dispuesto a estudiar hasta tarde o prefieres levantarte temprano y hacer los deberes antes de ir a la escuela, está determinado no sólo por tu rutina diaria, sino también por ciertas hormonas suprarrenales.

Conclusión

El mundo de la materia orgánica es realmente asombroso. Basta profundizar un poco en su estudio para dejar sin aliento el sentimiento de parentesco con toda la vida en la Tierra. Dos piernas, cuatro o raíces en lugar de piernas: todos estamos unidos por la magia del laboratorio químico de la Madre Naturaleza. Hace que los átomos de carbono se unan en cadenas, reaccionen y creen miles de compuestos químicos diferentes.

Ahora tienes una guía rápida de química orgánica. Por supuesto, no todos ellos se presentan aquí. posible información. Quizás tengas que aclarar algunos puntos tú mismo. Pero siempre puedes utilizar la ruta que hemos descrito para tu propia investigación independiente.

También puede utilizar la definición de materia orgánica que figura en el artículo, clasificación y fórmulas generales compuestos orgánicos y información general sobre ellos para prepararse para las lecciones de química en la escuela.

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Los compuestos orgánicos se clasifican teniendo en cuenta dos características estructurales principales:

Estructura de la cadena de carbono (esqueleto de carbono);

Presencia y estructura de grupos funcionales.

El esqueleto de carbono (cadena de carbono) es una secuencia de átomos de carbono unidos químicamente entre sí.

Un grupo funcional es un átomo o grupo de átomos que determina si un compuesto pertenece a una clase particular y es responsable de sus propiedades químicas.

Clasificación de compuestos según la estructura de la cadena de carbono.

Según la estructura de la cadena de carbono, los compuestos orgánicos se dividen en acíclicos y cíclicos.

Compuestos acíclicos - compuestos con abierto cadena de carbono (no cerrada). Estas conexiones también se llaman alifático.

Entre los compuestos acíclicos, se hace una distinción entre saturados (saturados), que contienen solo unidades individuales en el esqueleto. Conexiones CC Y ilimitado(insaturados), incluidos los enlaces múltiples C = C y C C.

Compuestos acíclicos

Límites:

Ilimitado:

Los compuestos acíclicos también se dividen en compuestos con cadenas ramificadas y no ramificadas. En este caso, se tiene en cuenta el número de enlaces de un átomo de carbono con otros átomos de carbono.

La cadena, que incluye átomos de carbono terciarios o cuaternarios, está ramificada (el nombre a menudo se indica con el prefijo "iso").

Por ejemplo:

Átomos de carbón:

Primario;

Secundario;

Terciario.

Los compuestos cíclicos son compuestos con una cadena de carbonos cerrada.

Dependiendo de la naturaleza de los átomos que componen el ciclo, se distinguen compuestos carbocíclicos y heterocíclicos.

Los compuestos carbocíclicos contienen sólo átomos de carbono en el anillo. Se dividen en dos significativamente diferentes. propiedades químicas grupos: compuestos alifáticos cíclicos - alicíclicos para abreviar - y aromáticos.

Compuestos carbocíclicos

Alicelic:

Aromático:

Los compuestos heterocíclicos contienen en el anillo, además de átomos de carbono, uno o más átomos de otros elementos. heteroátomos(del griego heteros- otro, diferente) - oxígeno, nitrógeno, azufre, etc.

Compuestos heterocíclicos

Clasificación de compuestos por grupos funcionales.

Los compuestos que contienen únicamente carbono e hidrógeno se llaman hidrocarburos.

Otros compuestos orgánicos más numerosos pueden considerarse derivados de hidrocarburos, que se forman introduciendo en los hidrocarburos grupos funcionales que contienen otros elementos.

Según la naturaleza de los grupos funcionales, los compuestos orgánicos se dividen en clases. Algunos de los grupos funcionales más característicos y sus correspondientes clases de compuestos se dan en la tabla:

Clases de compuestos orgánicos.

Nota: los grupos funcionales a veces incluyen enlaces dobles y triples.

Las moléculas de compuestos orgánicos pueden contener dos o más grupos funcionales idénticos o diferentes.

Por ejemplo: HO-CH2-CH2-OH (etilenglicol); NH 2 -CH 2 - COOH (aminoácido glicina).

Todas las clases de compuestos orgánicos están interrelacionadas. La transición de una clase de compuestos a otra se lleva a cabo principalmente mediante la transformación de grupos funcionales sin cambiar el esqueleto carbonado. Los compuestos de cada clase forman una serie homóloga.