Svaka je znanost zasićena pojmovima, ako se ne savladaju, teme temeljene na tim pojmovima ili neizravne teme mogu biti vrlo teške. Jedan od pojmova koji bi svaka osoba koja se smatra više ili manje obrazovanom trebala dobro razumjeti je podjela materijala na organske i anorganske. Bez obzira na to koliko godina osoba ima, ti su pojmovi na popisu onih koji određuju opću razinu razvoja u bilo kojoj fazi ljudskog života. Kako biste razumjeli razlike između ova dva pojma, prvo morate saznati što svaki od njih znači.

Organski spojevi - što je to

Organske tvari - skupina kemijski spojevi s heterogenom strukturom, što uključuje karbonski elementi međusobno kovalentno vezani. Izuzetak su karbidi, ugljična, karboksilna kiselina. Također, jedna od sastavnih tvari, pored ugljika, su elementi vodik, kisik, dušik, sumpor, fosfor, halogen.

Takvi spojevi nastaju zahvaljujući sposobnosti ugljikovih atoma da ostanu u jednostrukim, dvostrukim i trostrukim vezama.

Stanište organski spojevi su živa bića. Mogu biti u sastavu živih bića i pojaviti se kao rezultat njihove vitalne aktivnosti (mlijeko, šećer).

Produkti sinteze organskih tvari su hrana, lijekovi, odjevni predmeti, građevinski materijali, razna oprema, eksplozivi, različite vrste mineralna gnojiva, polimeri, prehrambeni aditivi, kozmetika i drugo.

Anorganske tvari - što je to

Anorganske tvari - skupina kemijskih spojeva koji ne sadrže elemente ugljik, vodik ili kemijske spojeve, čiji je sastavni element ugljik. I organski i anorganski sastavni su dijelovi stanica. Prvi u obliku životvornih elemenata, drugi u sastavu vode, minerali i kiseline, kao i plinovi.

Što je zajedničko organskim i anorganskim tvarima?

Što može biti zajedničko između dva naizgled suprotna pojma? Ispostavilo se da imaju i nešto zajedničko, a to su:

1. Tvari organskog i anorganskog podrijetla sastoje se od molekula.
2. Kao rezultat određene kemijske reakcije mogu se dobiti organske i anorganske tvari.

Organske i anorganske tvari – u čemu je razlika?

1. Organski su poznatiji i istraženiji u znanosti.
2. Postoji mnogo više organskih tvari na svijetu. Broj organskih poznatih znanosti je oko milijun, anorganskih - stotine tisuća.
3. Većina organskih spojeva povezana je jedna s drugom pomoću kovalentne prirode spoja; anorganski spojevi mogu se međusobno povezati pomoću ionskog spoja.
4. Postoji razlika u sastavu ulaznih elemenata. Organske tvari su ugljik, vodik, kisik, rjeđe - dušik, fosfor, sumpor i halogeni elementi. Anorganski - sastoje se od svih elemenata periodnog sustava, osim ugljika i vodika.
5. Organske tvari su mnogo osjetljivije na utjecaj visokih temperatura, mogu se uništiti čak i na niskim temperaturama. Većina anorganskih tvari manje je sklona izlaganju intenzivnoj toplini zbog prirode vrste molekularnog spoja.
6. Organske tvari su sastavni elementi živog dijela svijeta (biosfere), anorganske - nežive (hidrosfera, litosfera i atmosfera).
7. Sastav organskih tvari je po strukturi složeniji od sastava anorganskih tvari.
8. Organske tvari odlikuju se širokim spektrom mogućnosti kemijskih transformacija i reakcija.
9. Zbog kovalentnog tipa veze između organskih spojeva kemijske reakcije vremenski traju nešto duže od kemijskih reakcija u anorganskim spojevima.
10. Anorganske tvari ne mogu biti hrana živim bićima, čak štoviše - neke od ovakvih kombinacija mogu biti smrtonosne za živi organizam. Organska tvar je produkt koji stvaraju divlje životinje, kao i element u strukturi živih organizama.

Klasifikacija organskih tvari

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

• aciklički i ciklički.
• rubni (zasićeni) i nezasićeni (nezasićeni).
• karbociklički i heterociklički.
• aliciklički i aromatski.

Aciklički spojevi su organski spojevi u čijim molekulama nema ciklusa i svi su atomi ugljika međusobno povezani u ravne ili razgranate otvorene lance.

S druge strane, među acikličkim spojevima razlikuju se ograničavajući (ili zasićeni) spojevi koji sadrže samo jednostruke veze ugljik-ugljik (C-C) u ugljikovom kosturu i nezasićeni (ili nezasićeni) spojevi koji sadrže višestruke - dvostruke (C \u003d C) ili trostruke (C ≡ C) komunikacije.

Ciklički spojevi su kemijski spojevi u kojima postoje tri ili više vezanih atoma koji tvore prsten.

Ovisno o atomima koji prstenovi nastaju, razlikuju se karbociklički spojevi i heterociklički spojevi.

Karbociklički spojevi (ili izociklički) sadrže samo ugljikove atome u svojim ciklusima. Ti se spojevi pak dijele na alicikličke spojeve (alifatski ciklički) i aromatske spojeve.

Heterociklički spojevi sadrže jedan ili više heteroatoma u ciklusu ugljikovodika, najčešće atome kisika, dušika ili sumpora.

Najjednostavnija klasa organskih tvari su ugljikovodici - spojevi koje tvore isključivo atomi ugljika i vodika, tj. formalno nemaju funkcionalne skupine.

Budući da ugljikovodici nemaju funkcionalne skupine, mogu se klasificirati samo prema vrsti ugljikovog skeleta. Ugljikovodike, ovisno o vrsti njihovog ugljikovog kostura, dijelimo na podklase:

1) Granični aciklički ugljikovodici nazivaju se alkani. Opća molekulska formula alkana piše se kao C n H 2n+2, gdje je n broj ugljikovih atoma u molekuli ugljikovodika. Ovi spojevi nemaju međuklasne izomere.

2) Aciklički nezasićeni ugljikovodici dijele se na:

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

b) alkini - u molekulama alkina također postoji samo jedna višestruka i to trostruka C≡C veza. Opća molekulska formula alkina je C n H 2n-2

c) alkadieni - u molekulama alkadiena postoje dvije dvostruke C=C veze. Opća molekulska formula alkadiena je C n H 2n-2

3) Ciklički zasićeni ugljikovodici nazivaju se cikloalkani i imaju opću molekulsku formulu C n H 2n.

Ostale organske tvari u organskoj kemiji smatraju se derivatima ugljikovodika, nastalim uvođenjem takozvanih funkcionalnih skupina u molekule ugljikovodika, koje sadrže druge kemijske elemente.

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

Prema prisutnosti određenih funkcionalnih skupina, spojevi se dijele na klase. Glavne funkcionalne skupine i klase spojeva u koje su uključeni prikazane su u tablici:

Dakle, razne kombinacije tipova ugljikovih kostura s različitim funkcionalnim skupinama daju široku raznolikost varijanti organskih spojeva.

Halogeni derivati ​​ugljikovodika

Halogeni derivati ​​ugljikovodika su spojevi dobiveni zamjenom jednog ili više atoma vodika u molekuli bilo kojeg početnog ugljikovodika s jednim ili više atoma halogena.

Neka neki ugljikovodik ima formulu C n H m, zatim pri zamjeni u svojoj molekuli x atomi vodika na x atoma halogena, formula za derivat halogena će izgledati ovako C n H m-X Hal X. Dakle, monoklorni derivati ​​alkana imaju formulu C n H 2n+1 Cl, dikloro 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 skupinom -OH. Alkoholi s jednom hidroksilnom skupinom nazivaju se monatomski, sa dva - dvoatomski, s tri troatomski itd. Na primjer:

Nazivaju se i alkoholi s dvije ili više hidroksilnih skupina polihidrični alkoholi. Opća formula za granicu monohidrični alkoholi C n H 2n+1 OH ili C n H 2n+2 O. Opća formula za ograničavanje polihidrični alkoholi C n H 2n+2 O x, gdje je x atomski broj alkohola.

Alkoholi također mogu biti aromatični. Na primjer:

Opća formula takvih monohidričnih aromatskih alkohola je CnH2n-6O.

Međutim, treba jasno razumjeti da su derivati ​​aromatskih ugljikovodika u kojima je jedan ili više vodikovih atoma u aromatskoj jezgri zamijenjeno hidroksilnim skupinama ne primjenjivati na alkohole. Oni pripadaju klasi fenoli . Na primjer, ovaj spoj je alkohol:

A ovo je fenol:

Razlog zašto se fenoli ne svrstavaju u alkohole leži u njihovim specifičnim kemijskim svojstvima po kojima se uvelike razlikuju od alkohola. Lako je vidjeti da su monohidrični fenoli izomerni monohidričnim aromatskim alkoholima, tj. također imaju opću molekulsku formulu CnH2n-6O.

amini

amini nazivaju se derivati ​​amonijaka u kojima su jedan, dva ili sva tri atoma vodika zamijenjeni radikalom ugljikovodika.

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

Nazivaju se amini kod kojih su dva atoma vodika zamijenjena radikalima ugljikovodika sekundarni amini. Formula za sekundarni amin može se napisati kao R-NH-R'. U tom slučaju radikali R i R' mogu biti isti ili različiti. Na primjer:

Ako kod amina nema atoma vodika na atomu dušika, tj. sva tri atoma vodika molekule amonijaka zamijenjena su radikalom ugljikovodika, tada se takvi amini nazivaju tercijarni amini. NA opći pogled formula za tercijarni amin može se napisati kao:

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

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

Aromatski amini sa samo jednim nezasićenim supstituentom imaju opću formulu C n H 2 n -5 N

Aldehidi i ketoni

Aldehidi nazivaju se derivati ​​ugljikovodika, kod kojih su na primarnom atomu ugljika dva atoma vodika zamijenjena jednim atomom kisika, tj. derivati ​​ugljikovodika u čijoj strukturi postoji aldehidna skupina –CH=O. Opća formula za aldehide može se napisati kao R-CH=O. Na primjer:

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

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

Na primjer:

Kao što vidite, aldehidi i ketoni vrlo su slične strukture, ali se ipak razlikuju kao klase, jer imaju značajne razlike u kemijskim 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 ​​ugljikovodika u kojima postoji karboksilna skupina -COOH.

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

Granične monokarboksilne kiseline (s jednom -COOH skupinom) imaju opću molekulsku formulu oblika C n H 2 n O 2

Aromatske monokarboksilne kiseline imaju opću formulu CnH2n-8O2

Eteri

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

Na primjer:

Opća formula zasićenih etera je ista kao i za zasićene monohidrične alkohole, tj. CnH2n+1OH ili CnH2n+2O.

Esteri

Esteri su klasa spojeva temeljenih na organskim karboksilne kiseline, u kojoj je vodikov atom u hidroksilnoj skupini zamijenjen ugljikovodičnim 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 skupinom -NO 2.

Granični nitro spojevi s jednom nitro skupinom imaju opću molekulsku formulu C n H 2 n +1 NO 2

Aminokiseline

Spojevi koji u svojoj strukturi istovremeno imaju dvije funkcionalne skupine - amino NH 2 i karboksilnu - COOH. Na primjer,

NH2-CH2-COOH

Granične aminokiseline s jednom karboksilnom i jednom amino skupinom izomerne su odgovarajućim graničnim nitro spojevima, tj. kao što imaju opću molekulsku formulu CnH2n+1NO2

NA USE zadaci za klasifikaciju organskih tvari važno je znati napisati opće molekulske formule homolognih nizova različiti tipovi spojeva, poznavanje strukturnih značajki ugljikovog kostura i prisutnost određenih funkcionalnih skupina. Naučiti odrediti opće molekulske formule organskih spojeva različite klase, materijal o ovoj temi bit će koristan.

Nomenklatura organskih spojeva

Značajke strukture i kemijskih svojstava spojeva odražavaju se u nomenklaturi. Glavne vrste nomenklature su sustavan i trivijalno.

Sustavna nomenklatura zapravo propisuje algoritme prema kojima se jedno ili drugo ime sastavlja u strogom skladu sa strukturnim značajkama molekule organske tvari ili, grubo rečeno, njezinim strukturna formula.

Razmotrite pravila za imenovanje organskih spojeva prema sustavnoj nomenklaturi.

Pri imenovanju organskih tvari prema sustavnoj nomenklaturi najvažnije je pravilno odrediti broj ugljikovih atoma u najdužem ugljikovom lancu ili izbrojati broj ugljikovih atoma u ciklusu.

Ovisno o broju atoma ugljika u glavnom lancu ugljika, nazivi spojeva će imati različit korijen:

Druga važna komponenta koja se uzima u obzir pri sastavljanju imena je prisutnost / odsutnost višestrukih veza ili funkcionalne skupine, koje su navedene u gornjoj tablici.

Pokušajmo dati ime tvari koja ima strukturnu formulu:

1. Glavni (i jedini) ugljikov lanac ove molekule sadrži 4 ugljikova atoma, pa će naziv sadržavati korijen ali-;

2. Nema višestrukih veza u ugljikovom skeletu, stoga će sufiks koji će se koristiti nakon korijena riječi biti -an, kao u slučaju odgovarajućih zasićenih acikličkih ugljikovodika (alkana);

3. Prisutnost funkcionalne skupine -OH, pod uvjetom da više nema viših funkcionalnih skupina, dodaje se iza korijena i sufiksa iz stavka 2. drugi sufiks - "ol";

4. U molekulama koje sadrže višestruke veze ili funkcionalne skupine, numeriranje ugljikovih atoma glavnog lanca počinje od one strane molekule kojoj su bliži.

Pogledajmo još jedan primjer:

Prisutnost četiri ugljikova atoma u glavnom ugljikovom lancu govori nam da je korijen "ali-" osnova imena, a odsutnost višestrukih veza ukazuje na nastavak "-an", koji će slijediti odmah nakon korijena. Starija grupa u ovom spoju - karboksilnoj kiselini, određuje pripada li ova tvar klasi karboksilnih kiselina. Stoga će završetak imena biti "-ovoic acid". Na drugom ugljikovom atomu je amino skupina NH2 -, dakle, ova tvar pripada aminokiselinama. Također na trećem ugljikovom atomu vidimo ugljikovodični radikal metil ( CH 3 -). Stoga se prema sustavnoj nomenklaturi ovaj spoj naziva 2-amino-3-metilbutanska kiselina.

Trivijalna nomenklatura, za razliku od sustavne, u pravilu nema veze sa strukturom tvari, već uglavnom zbog njezina podrijetla, kao i kemijskih ili fizikalnih svojstava.

organska tvar - to su spojevi koji u svom sastavu imaju ugljikov atom. Više na rani stadiji U razvoju kemije sve su tvari podijeljene u dvije skupine: mineralne i organske. U to se vrijeme vjerovalo da je za sintetiziranje organske tvari potrebno imati neviđenu " vitalnost”, koji je svojstven samo živim biosustavima. Stoga je nemoguće izvesti sintezu organskih tvari iz minerala. I tek početkom 19. stoljeća F. Weller je opovrgao postojeće mišljenje i sintetizirao ureu iz amonijevog cijanata, odnosno dobio je organsku tvar iz mineralne tvari. Nakon toga je niz znanstvenika sintetizirao kloroform, anilin, octenu kiselinu i mnoge druge kemijske spojeve.

Organske tvari temelj su postojanja žive tvari, a također su glavna hrana za ljude i životinje. Većina organskih spojeva su sirovine za razne industrije - prehrambenu, kemijsku, laku, farmaceutsku itd.

Danas je poznato više od 30 milijuna različitih organskih spojeva. Stoga organske tvari predstavljaju najopsežniju klasu s kojom je povezana raznolikost organskih spojeva jedinstvena svojstva i struktura ugljika. Susjedni atomi ugljika povezani su jednostrukim ili višestrukim (dvostrukim, trostrukim) vezama.

Karakteriziran prisutnošću kovalentnog C-C veze, kao i polarni kovalentni C-N veze, C-O, C-Hal, C-metal, itd. Reakcije koje se odvijaju uz sudjelovanje organskih tvari imaju neke značajke u usporedbi s mineralnim. U reakcijama anorganskih spojeva u pravilu sudjeluju ioni. Često takve reakcije prolaze vrlo brzo, ponekad trenutno na optimalnoj temperaturi. Molekule su obično uključene u reakcije s. Treba reći da se u ovom slučaju neke kovalentne veze prekidaju, dok se druge stvaraju. Ove reakcije u pravilu se odvijaju mnogo sporije, a da bi se ubrzale potrebno je povećati temperaturu ili koristiti katalizator (kiselinu ili bazu).

Kako nastaju organski spojevi u prirodi? Većina organski spojevi u prirodi se sintetiziraju iz ugljičnog dioksida i vode u klorofilima zelenih biljaka.

Klase organskih tvari.

Na temelju teorije O. Butlerova. Sustavna klasifikacija je temelj znanstvene nomenklature koja omogućuje imenovanje organske tvari na temelju postojeće strukturne formule. Klasifikacija se temelji na dva glavna obilježja - strukturi ugljikovog kostura, broju i rasporedu funkcionalnih skupina u molekuli.

Ugljični kostur je stabilan u drugačiji dio molekule organske tvari. Ovisno o strukturi, sve organske tvari dijele se u skupine.

Aciklički spojevi uključuju tvari s ravnim ili razgranatim ugljikovim lancem. Karbociklički spojevi uključuju tvari s ciklusima, podijeljeni su u dvije podskupine - alicikličke i aromatske. Heterociklički spojevi su tvari čije se molekule temelje na ciklusima, koje tvore atomi ugljika i atomi drugih kemijski elementi(kisik, dušik, sumpor), heteroatomi.

Organske tvari također se klasificiraju prema prisutnosti funkcionalnih skupina koje su dio molekula. Na primjer, klase ugljikovodika (iznimka je što u njihovim molekulama nema funkcionalnih skupina), fenoli, alkoholi, ketoni, aldehidi, amini, esteri, karboksilne kiseline itd. Treba imati na umu da svaka funkcionalna skupina (COOH, OH, NH2, SH, NH, NO) određuje fizikalno-kemijske karakteristike ovu vezu.

U prošlosti su znanstvenici sve tvari u prirodi dijelili na uvjetno nežive i žive, uključujući životinjsko i biljno carstvo među potonjima. Tvari prve skupine nazivaju se mineralima. A oni koji su ušli u drugu, počeli su se nazivati ​​organske tvari.

Što se ovime misli? Klasa organskih tvari najopsežnija je među svim kemijskim spojevima poznatim modernim znanstvenicima. Na pitanje koje su tvari organske može se odgovoriti na sljedeći način - to su kemijski spojevi koji uključuju ugljik.

Imajte na umu da nisu svi spojevi koji sadrže ugljik organski. Na primjer, korbidi i karbonati, ugljična kiselina i cijanidi, ugljikovi oksidi nisu među njima.

Zašto postoji toliko mnogo organskih tvari?

Odgovor na ovo pitanje leži u svojstvima ugljika. Ovaj element je zanimljiv po tome što može formirati lance od svojih atoma. A u isto vrijeme, ugljikova veza je vrlo stabilna.

Osim toga, u organskim spojevima, izlaže visoka valencija(IV), tj. sposobnost formiranja kemijske veze s drugim tvarima. I ne samo jednostruki, već i dvostruki, pa čak i trostruki (inače - višestruki). Kako se višestrukost veze povećava, lanac atoma postaje kraći, a stabilnost veze raste.

A ugljik je obdaren sposobnošću formiranja linearnih, ravnih i trodimenzionalnih struktura.

Zato su organske tvari u prirodi tako raznolike. To možete lako provjeriti sami: stanite ispred ogledala i pažljivo pogledajte svoj odraz. Svatko od nas je hodajući udžbenik organske kemije. Razmislite o tome: najmanje 30% mase svake vaše stanice čine organski spojevi. Proteini koji su izgradili vaše tijelo. Ugljikohidrati, koji služe kao "gorivo" i izvor energije. Masti koje čuvaju rezerve energije. Hormoni koji kontroliraju rad organa, pa čak i vaše ponašanje. Enzimi koji pokreću kemijske reakcije u vama. Pa čak i "izvorni kod", niti DNK, svi su organski spojevi na bazi ugljika.

Sastav organskih tvari

Kao što smo rekli na samom početku, glavni građevinski materijal za organsku tvar je ugljik. I praktički svi elementi, kombinirajući se s ugljikom, mogu tvoriti organske spojeve.

U prirodi se najčešće u sastavu organskih tvari nalaze vodik, kisik, dušik, sumpor i fosfor.

Struktura organskih tvari

Raznolikost organskih tvari na planetu i raznolikost njihove strukture može se objasniti karakteristične značajke atomi ugljika.

Sjećate se da atomi ugljika mogu stvoriti vrlo jake međusobne veze, povezujući se u lance. Rezultat su stabilne molekule. Način na koji su ugljikovi atomi povezani u lanac (posloženi u cik-cak) jedno je od ključnih obilježja njegove strukture. Ugljik se može spajati i u otvorene i u zatvorene (cikličke) lance.

Također je važno da struktura kemijske tvari izravno utječe na njihova kemijska svojstva. Značajnu ulogu ima i način na koji atomi i skupine atoma u molekuli utječu jedni na druge.

Zbog osobitosti strukture, broj ugljikovih spojeva iste vrste ide do desetaka i stotina. Na primjer, možemo razmotriti vodikove spojeve ugljika: metan, etan, propan, butan itd.

Na primjer, metan - CH 4. Ova kombinacija vodika i ugljika normalnim uvjetima boravi u plinovitom agregatno stanje. Kada se u sastavu pojavi kisik, nastaje tekućina - metilni alkohol CH 3 OH.

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

Razmotrite ovu opciju: kvalitativni sastav kemijskih spojeva je isti, kvantitativni je drugačiji. Tada su kemijska svojstva spojeva različita. Kao u slučaju acetilena C 2 H 2 i benzena C 6 H 6.

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

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

Govorimo o izomeri- spojevi koji imaju isti sastav i molekulsku masu. Ali atomi u njihovim molekulama smješteni su različitim redoslijedom (razgranata i nerazgranata struktura).

O homologija- to je karakteristika takvog ugljikovog lanca u kojem se svaki sljedeći član može dobiti dodavanjem jedne CH 2 skupine na prethodni. Svaki homologni niz može se izraziti jednom općom formulom. A znajući formulu, lako je odrediti sastav bilo kojeg člana serije. Na primjer, homolozi metana opisani su formulom C n H 2n+2.

Kako se dodaje "homologna razlika" CH 2, jača veza između atoma tvari. 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 krutom stanju. agregacije slijede (pentadekan, eikozan, itd.). A što je veza između atoma ugljika jača, veća je molekularna težina, vrelište i talište tvari.

Koje klase organskih tvari postoje?

Organske tvari biološkog podrijetla uključuju:

• bjelančevine;
• ugljikohidrati;
• nukleinske kiseline;
• lipidi.

Prve tri točke također se mogu nazvati biološkim polimerima.

Više detaljna klasifikacija organske kemikalije obuhvaća tvari ne samo biološkog podrijetla.

Ugljikovodici su:

• aciklički spojevi:
  • zasićeni ugljikovodici (alkani);
  • nezasićeni ugljikovodici:
    • alkeni;
    • alkini;
    • alkadijeni.
• ciklički spojevi:
  • karbociklički spojevi:
    • aliciklički;
    • aromatičan.
  • heterociklički spojevi.

Postoje i druge klase organskih spojeva u kojima se ugljik spaja s drugim tvarima osim vodika:

• alkoholi i fenoli;
• aldehidi i ketoni;
• karboksilne kiseline;
• esteri;
• lipidi;
• ugljikohidrati:
  • monosaharidi;
  • oligosaharidi;
  • polisaharidi.
  • mukopolisaharidi.
• amini;
• aminokiseline;
• bjelančevine;
• nukleinske kiseline.

Formule organskih tvari po klasama

Primjeri organskih tvari

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

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

Razgovarajmo o nekima od njih detaljnije.

Na primjer, oko ugljikohidrata. Kad bi bilo moguće uzeti i izmjeriti mase svih organskih tvari na planetu, ugljikohidrati bi bili ti koji bi pobijedili u ovom natjecanju.

Oni služe kao izvor energije u tijelu, su Građevinski materijal za stanice, kao i izvršiti opskrbu tvarima. Biljke u tu svrhu koriste škrob, a životinje glikogen.

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

Kao cigle, na velikom gradilištu prirode, polisaharidi se grade od tisuća i tisuća monosaharida. Bez njih, točnije bez celuloze, škroba, ne bi bilo ni biljaka. Da, i životinjama bez glikogena, laktoze i hitina bilo bi teško.

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

Bjelančevine se također dijele na jednostavne (proteini) i složene (proteini). I imaju svojstva svojstvena samo njima: denaturacija (uništavanje, koje ste više puta primijetili kada ste kuhali tvrdo kuhano jaje) i renaturacija (ovo se svojstvo naširoko koristi u proizvodnji antibiotika, prehrambenih koncentrata itd.).

Nemojmo zanemariti i lipidi(masti). U našem tijelu služe kao rezervni izvor energije. Kao otapala pomažu tijek biokemijskih reakcija. Sudjeluju u izgradnji tijela – primjerice, u stvaranju staničnih membrana.

I još nekoliko riječi o takvim neobičnim organskim spojevima kao što su hormoni. Uključeni su u biokemijske reakcije i metabolizam. Ovi mali hormoni čine muškarce muškarcima (testosteron), a žene ženama (estrogen). Usrećite nas ili rastužite (hormoni igraju važnu ulogu u promjenama raspoloženja) Štitnjača a endorfin daje osjećaj sreće). Čak određuju jesmo li „sove“ ili „ševe“. Jeste li spremni učiti do kasno ili radije ustajete rano i pišete zadaću prije škole, ne odlučuje samo vaša dnevna rutina, već i neki hormoni nadbubrežne žlijezde.

Zaključak

Svijet organske tvari doista je nevjerojatan. Dovoljno je samo malo zadubiti u njegovo proučavanje da vam zastane dah od osjećaja srodstva sa svim životom na Zemlji. Dvije noge, četiri ili korijenje umjesto nogu - sve nas spaja čarolija kemijskog laboratorija majke prirode. Uzrokuje spajanje ugljikovih atoma u lance, reakciju i stvaranje tisuća takvih različitih kemijskih spojeva.

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

Također možete koristiti definiciju organske tvari danu u članku, klasifikaciju i opće formule organski spojevi i opće informacije o njima za pripremu za sate kemije u školi.

Recite nam u komentarima koji vam se dio kemije (organske ili anorganske) najviše sviđa i zašto. Ne zaboravite podijeliti članak društvene mreže tako da ga mogu koristiti i vaši kolege iz razreda.

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

stranica, uz potpuno ili djelomično kopiranje materijala, potrebna je veza na izvor.

Organski spojevi se klasificiraju prema dvije glavne strukturne značajke:

Građa ugljikovog lanca (ugljikovog kostura);

Prisutnost i struktura funkcionalnih skupina.

Ugljikov kostur (ugljikov lanac) – niz kemijski vezanih ugljikovih atoma.

Funkcionalna skupina - atom ili skupina atoma koji određuju pripadnost spoja određenoj klasi i odgovorni su za njegova kemijska svojstva.

Podjela spojeva prema strukturi ugljikovog lanca

Ovisno o strukturi ugljikovog lanca, organski spojevi se dijele na acikličke i cikličke.

Aciklički spojevi – spojevi sa otvorena(otvoreni) ugljikov lanac. Ove veze se također nazivaju alifatski.

Među acikličkim spojevima razlikuju se granični (zasićeni) spojevi koji sadrže samo pojedine u kosturu C-C veze i neograničen(nezasićeni), uključujući višestruke veze C = C i C C.

Aciklički spojevi

Ograničiti:

Neograničen:

Aciklički spojevi se također dijele na ravnolančane i razgranate spojeve. U ovom slučaju uzima se u obzir broj veza ugljikovog atoma s drugim ugljikovim atomima.

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

Na primjer:

Atomi ugljika:

Primarni;

sekundarni;

Tercijarni.

Ciklički spojevi su spojevi sa zatvorenim ugljikovim lancem.

Ovisno o prirodi atoma koji čine ciklus, razlikuju se karbociklički i heterociklički spojevi.

Karbociklički spojevi sadrže samo ugljikove atome u ciklusu. Dijele se na dvije bitno različite kemijska svojstva skupine: alifatski ciklički – skraćeno aliciklički – i aromatski spojevi.

Karbociklički spojevi

Aliciklički:

Aromatično:

Heterociklički spojevi sadrže u ciklusu, osim ugljikovih atoma, jedan ili više atoma drugih elemenata - heteroatomi(od grčkog. heteros- drugo, drugačije) - kisik, dušik, sumpor itd.

Heterociklički spojevi

Klasifikacija spojeva po funkcionalnim skupinama

Spojevi koji sadrže samo ugljik i vodik nazivaju se ugljikovodici.

Ostali, brojniji, organski spojevi mogu se smatrati derivatima ugljikovodika, koji nastaju kada se u ugljikovodike uvedu funkcionalne skupine koje sadrže druge elemente.

Ovisno o prirodi funkcionalnih skupina, organski spojevi se dijele na klase. Neke od najkarakterističnijih funkcionalnih skupina i njihove odgovarajuće klase spojeva prikazane su u tablici:

Klase organskih spojeva

Napomena: Funkcionalne skupine ponekad se nazivaju dvostruke i trostruke veze.

Molekule organskih spojeva mogu sadržavati dvije ili više identičnih ili različitih funkcionalnih skupina.

Na primjer: HO-CH 2 -CH 2 -OH (etilen glikol); NH2-CH2-COOH (aminokiselina glicin).

Sve klase organskih spojeva su međusobno povezane. Prijelaz iz jedne klase spojeva u drugu provodi se uglavnom zbog transformacije funkcionalnih skupina bez promjene ugljikovog kostura. Spojevi svake klase čine homologni niz.