Nyt on todettu, että orgaanisten aineiden luokka on laajin muista kemiallisista yhdisteistä. Mitä kemistit kutsuvat orgaanisiksi aineiksi? Vastaus on: nämä ovat aineita, jotka sisältävät hiiltä. Tästä säännöstä on kuitenkin poikkeuksia: hiilihappo, syanidit, karbonaatit ja hiilioksidit eivät kuulu orgaaniset yhdisteet.

Hiili on erittäin utelias kemiallinen alkuaine laatuaan. Sen erikoisuus on, että se voi muodostaa ketjuja atomeistaan. Tämä yhteys on erittäin vakaa. Orgaanisissa yhdisteissä hiilellä on korkea valenssi (IV). Puhumme kyvystä muodostaa sidoksia muiden aineiden kanssa. Nämä sidokset voivat hyvinkin olla kerta-, vaan myös kaksois- tai kolminkertaisia. Kun sidosten lukumäärä kasvaa, atomiketju lyhenee, tämän sidoksen stabiilius kasvaa.

Hiili tunnetaan myös kyvystään muodostaa lineaarisia, tasomaisia ​​ja jopa kolmiulotteisia rakenteita. Nämä tämän kemiallisen alkuaineen ominaisuudet määrittelivät niin monenlaisia ​​orgaanisia aineita luonnossa. Noin kolmasosa ihmiskehon jokaisen solun kokonaismassasta on orgaanisia yhdisteitä. Nämä ovat proteiineja, joista elimistö on pääasiassa rakennettu. Nämä hiilihydraatit ovat yleismaailmallinen "polttoaine" keholle. Nämä ovat rasvoja, joiden avulla voit varastoida energiaa. Hormonit säätelevät kaikkien elinten toimintaa ja vaikuttavat jopa käyttäytymiseen. Ja entsyymit aiheuttavat myrskyjä kehon sisällä. kemialliset reaktiot. Lisäksi elävän olennon "lähdekoodi" - DNA-ketju - on hiileen perustuva orgaaninen yhdiste.

Lähes kaikki kemiallisia alkuaineita Yhdistettynä hiilen kanssa voivat muodostaa orgaanisia yhdisteitä. Useimmiten luonnossa orgaanisten aineiden koostumus sisältää:

• happi;
• vety;
• rikki;
• typpi;
• fosfori.

Teorian kehitys orgaanisten aineiden tutkimuksessa eteni samanaikaisesti kahteen toisiinsa liittyvään suuntaan: tutkijat tutkivat yhdisteiden molekyylien avaruudellista järjestystä ja selvensivät yhdisteiden kemiallisten sidosten olemusta. Orgaanisten aineiden rakenteen teorian alkuperä oli venäläinen kemisti A.M. Butlerov.

Orgaanisten aineiden luokittelun periaatteet

Orgaanisena kemiana tunnetulla tieteenalalla aineiden luokittelukysymykset ovat erityisen tärkeitä. Vaikeus piilee siinä, että miljoonia kemiallisia yhdisteitä kuvataan.

Nimikkeistöä koskevat vaatimukset ovat erittäin tiukat: sen on oltava systemaattinen ja kansainväliseen käyttöön soveltuva. Minkä tahansa maan asiantuntijoiden on ymmärrettävä, mikä yhdiste kysymyksessä ja edustavat ainutlaatuisesti sen rakennetta. Orgaanisten yhdisteiden luokittelusta tehdään useita ponnisteluja tietokonekäsittelyyn sopivaksi.

Ytimessä moderni luokitus piilee molekyylin hiilirungon rakenne ja läsnäolo siinä funktionaalisia ryhmiä.

Orgaaniset aineet jaetaan hiilirungon rakenteen mukaan ryhmiin:

• asyklinen (alifaattinen);
• karbosyklinen;
• heterosyklinen.

Kaikkien orgaanisen kemian yhdisteiden esi-isät ovat ne hiilivedyt, jotka koostuvat vain hiili- ja vetyatomeista. Orgaanisten aineiden molekyylit sisältävät pääsääntöisesti niin sanottuja funktionaalisia ryhmiä. Nämä ovat atomeja tai atomiryhmiä, jotka määrittävät yhdisteen kemialliset ominaisuudet. Tällaiset ryhmät mahdollistavat myös yhdisteen liittämisen tiettyyn luokkaan.

Esimerkkejä funktionaalisista ryhmistä ovat:

• karbonyyli;
• karboksyyli;
• hydroksyyli.

Niitä yhdisteitä, jotka sisältävät vain yhden funktionaalisen ryhmän, kutsutaan monofunktionaalisiksi. Jos orgaanisessa molekyylissä on useita tällaisia ​​ryhmiä, niitä pidetään polyfunktionaalisina (esimerkiksi glyseroli tai kloroformi). Heterofunktionaalisia ovat yhdisteet, joissa funktionaaliset ryhmät ovat koostumukseltaan erilaisia. Ne voidaan luokitella eri luokkiin samanaikaisesti. Esimerkki: maitohappo. Sitä voidaan pitää alkoholina ja karboksyylihappona.

Siirtyminen luokasta luokkaan suoritetaan pääsääntöisesti funktionaalisten ryhmien osallistuessa, mutta muuttamatta hiilirunkoa.

Luustoa molekyylin suhteen kutsutaan atomien kytkentäsekvenssiksi. Runko voi olla hiiltä tai sisältää niin kutsuttuja heteroatomeja (esimerkiksi typpeä, rikkiä, happea jne.). Myös orgaanisen yhdisteen molekyylin runko voi olla haarautunut tai haarautumaton; avoin tai syklinen.

Aromaattisia yhdisteitä pidetään syklisten yhdisteiden erityistyyppinä: additioreaktiot eivät ole niille ominaisia.

Orgaanisten aineiden pääluokat

Seuraavat biologista alkuperää olevat orgaaniset aineet tunnetaan:

• hiilihydraatit;
• proteiinit;
• lipidit;
• nukleiinihapot.

Tarkempi orgaanisten yhdisteiden luokittelu sisältää aineet, jotka eivät ole biologista alkuperää.

On olemassa orgaanisten aineiden luokkia, joissa hiili on yhdistetty muihin aineisiin (paitsi vetyyn):

• alkoholit ja fenolit;
• karboksyylihapot;
• aldehydit ja hapot;
• esterit;
• hiilihydraatit;
• lipidit;
• aminohappoja;
• nukleiinihapot;
• proteiinit.

Orgaanisten aineiden rakenne

Monet orgaaniset yhdisteet luonnossa selittyvät hiiliatomien ominaisuuksilla. He pystyvät muodostamaan erittäin vahvoja sidoksia yhdistyen ryhmiin - ketjuihin. Tuloksena on melko stabiileja molekyylejä. Tapa, jolla molekyylit ketjuttavat toisiinsa, on niiden rakenteen keskeinen piirre. Hiili pystyy yhdistämään sekä avoimissa että suljetuissa ketjuissa (niitä kutsutaan syklisiksi).

Aineiden rakenne vaikuttaa suoraan niiden ominaisuuksiin. Rakenteelliset ominaisuudet mahdollistavat kymmenien ja satojen itsenäisten hiiliyhdisteiden olemassaolon.

Tärkeä rooli orgaanisten aineiden monimuotoisuuden ylläpitämisessä on sellaisilla ominaisuuksilla kuin homologia ja isomerismi.

Puhumme aineista, jotka ovat identtisiä ensi silmäyksellä: niiden koostumus ei eroa toisistaan, molekyylikaava on sama. Mutta yhdisteiden rakenne on pohjimmiltaan erilainen. Myös aineiden kemialliset ominaisuudet ovat erilaiset. Esimerkiksi butaanin ja isobutaanin isomeereillä on sama kirjoitusasu. Näiden kahden aineen molekyylien atomit on järjestetty eri järjestykseen. Yhdessä tapauksessa ne ovat haarautuneita, toisessa eivät.

Homologia ymmärretään hiiliketjun ominaisuutena, jossa jokainen seuraava jäsen voidaan saada lisäämällä sama ryhmä edelliseen. Toisin sanoen jokainen homologinen sarja voidaan ilmaista täysin samalla kaavalla. Kun tiedät tällaisen kaavan, voit helposti selvittää minkä tahansa sarjan jäsenen kokoonpanon.

Esimerkkejä orgaanisista aineista

Hiilihydraatit voittaisivat täysin kilpailun kaikkien orgaanisten aineiden välillä, jos ne otetaan kokonaisuutena painon mukaan. Se on energianlähde eläville organismeille ja rakennusmateriaali useimmille soluille. Hiilihydraattien maailma on hyvin monipuolinen. Kasveja ei olisi olemassa ilman tärkkelystä ja selluloosaa. A eläinten maailma olisi mahdotonta ilman laktoosia ja glykogeenia.

Toinen orgaanisten aineiden maailman edustaja on proteiinit. Vain kahdesta tusinasta aminohaposta luonto onnistuu muodostamaan jopa 5 miljoonaa tyyppistä proteiinirakennetta ihmiskehoon. Näiden aineiden toimintoihin kuuluu elintärkeän aineen säätely tärkeitä prosesseja elimistössä, mikä varmistaa veren hyytymisen, tietyntyyppisten aineiden siirtymisen kehossa. Entsyymien muodossa proteiinit toimivat reaktiota kiihdyttivinä.

Toinen tärkeä orgaanisten yhdisteiden luokka on lipidit (rasvat). Nämä aineet toimivat varalähteenä keholle välttämätön energiaa. Ne ovat liuottimia ja auttavat biokemiallisten reaktioiden kulkua. Lipidit osallistuvat myös solukalvojen rakentamiseen.

Muut orgaaniset yhdisteet - hormonit - ovat myös erittäin mielenkiintoisia. Ne ovat vastuussa biokemiallisten reaktioiden ja aineenvaihdunnan virtauksesta. Nämä ovat hormoneja kilpirauhanen saada ihminen tuntemaan olonsa iloiseksi tai surulliseksi. Ja onnen tunteesta, kuten tiedemiehet ovat havainneet, endorfiini on vastuussa.

Orgaaniset yhdisteet luokitellaan kahden päärakenteen perusteella:

Hiiliketjun rakenne (hiilirunko);

Funktionaalisten ryhmien läsnäolo ja rakenne.

Hiilirunko (hiiliketju) - kemiallisesti sitoutuneiden hiiliatomien sarja.

Funktionaalinen ryhmä - atomi tai atomiryhmä, joka määrittää, kuuluuko yhdiste tiettyyn luokkaan ja on vastuussa sen kemiallisista ominaisuuksista.

Yhdisteiden luokittelu hiiliketjun rakenteen mukaan

Hiiliketjun rakenteesta riippuen orgaaniset yhdisteet jaetaan asyklisiin ja syklisiin.

Asykliset yhdisteet - yhdisteet avata(avoin) hiiliketju. Näitä yhteyksiä kutsutaan myös alifaattinen.

Asyklisistä yhdisteistä erotetaan rajoittavia (tyydyttyneitä) yhdisteitä, jotka sisältävät vain yksittäisiä rungossa C-C liitännät Ja rajoittamaton(tyydyttymätön), mukaan lukien useat sidokset C = C ja C C.

Asykliset yhdisteet

Raja:

Rajoittamaton:

Asykliset yhdisteet jaetaan myös suoraketjuisiin ja haaraketjuisiin yhdisteisiin. Tässä tapauksessa otetaan huomioon hiiliatomin sidosten lukumäärä muiden hiiliatomien kanssa.

Ketju, joka sisältää tertiäärisiä tai kvaternaarisia hiiliatomeja, on haarautunut (merkitty usein nimessä etuliitteellä "iso").

Esimerkiksi:

Hiiliatomit:

Ensisijainen;

Toissijainen;

Tertiäärinen.

Sykliset yhdisteet ovat yhdisteitä, joissa on suljettu hiiliketju.

Syklin muodostavien atomien luonteesta riippuen erotetaan karbosykliset ja heterosykliset yhdisteet.

Karbosykliset yhdisteet sisältävät vain hiiliatomeja syklissä. Ne on jaettu kahteen ryhmään, jotka eroavat merkittävästi kemiallisista ominaisuuksista: alifaattiset sykliset - alisykliset lyhyille - ja aromaattiset yhdisteet.

Karbosykliset yhdisteet

Alysyklinen:

Aromaattinen:

Heterosykliset yhdisteet sisältävät syklissä hiiliatomien lisäksi yhden tai useamman atomin muita alkuaineita - heteroatomit(kreikasta. heterot- muu, erilainen) - happi, typpi, rikki jne.

Heterosykliset yhdisteet

Yhdisteiden luokittelu funktionaalisten ryhmien mukaan

Yhdisteitä, jotka sisältävät vain hiiltä ja vetyä, kutsutaan hiilivedyiksi.

Muita, lukuisia, orgaanisia yhdisteitä voidaan pitää hiilivetyjen johdannaisina, joita muodostuu, kun muita alkuaineita sisältäviä funktionaalisia ryhmiä viedään hiilivetyihin.

Funktionaalisten ryhmien luonteesta riippuen orgaaniset yhdisteet jaetaan luokkiin. Taulukossa on esitetty joitakin tyypillisimpiä funktionaalisia ryhmiä ja niitä vastaavat yhdisteluokat:

Orgaanisten yhdisteiden luokat

Huomautus: Funktionaalisia ryhmiä kutsutaan joskus kaksois- ja kolmoissidoksiksi.

Orgaanisten yhdisteiden molekyylit voivat sisältää kaksi tai useampia samanlaisia ​​tai erilaisia ​​funktionaalisia ryhmiä.

Esimerkiksi: HO-CH2-CH2-OH (etyleeniglykoli); NH2-CH2-COOH (aminohappo glysiini).

Kaikki orgaanisten yhdisteiden luokat ovat yhteydessä toisiinsa. Siirtyminen yhdestä yhdisteluokasta toiseen tapahtuu pääasiassa funktionaalisten ryhmien muuttumisen vuoksi muuttamatta hiilirunkoa. Kunkin luokan yhdisteet muodostavat homologisen sarjan.

eloperäinen aine - nämä ovat yhdisteitä, joiden koostumuksessa on hiiliatomi. Jo kemian kehityksen alkuvaiheessa kaikki aineet jaettiin kahteen ryhmään: mineraaleihin ja orgaanisiin. Tuohon aikaan uskottiin, että orgaanisen aineen syntetisoimiseksi tarvitaan ennennäkemätön "elämänvoima", joka on ominaista vain eläville biosysteemeille. Siksi on mahdotonta suorittaa orgaanisten aineiden synteesiä mineraaleista. Ja vasta 1800-luvun alussa F. Weller kumosi olemassa olevan mielipiteen ja syntetisoi ureaa ammoniumsyanaatista, eli hän sai orgaanista ainetta mineraaliaineesta. Sen jälkeen useat tutkijat syntetisoivat kloroformia, aniliinia, asetaattihappoa ja monia muita kemiallisia yhdisteitä.

Orgaaniset aineet ovat elävän aineen olemassaolon perusta, ja ne ovat myös ihmisten ja eläinten pääravinto. Useimmat orgaaniset yhdisteet ovat raaka-aineita eri teollisuudenaloille - elintarvike-, kemian-, valo-, lääke- jne.

Nykyään tunnetaan yli 30 miljoonaa erilaista orgaanista yhdistettä. Siksi orgaaniset aineet ovat laajin luokka, johon liittyy orgaanisten yhdisteiden monimuotoisuus ainutlaatuisia ominaisuuksia ja hiilen rakenne. Viereiset hiiliatomit on liitetty yhteen tai useilla (kaksois-, kolmois-) sidoksilla.

Ominaista kovalentin läsnäolo C-C liitännät sekä polaariset kovalenttiset sidokset C-N, C-O, C-Hal, C-metalli jne. Reaktioilla, jotka tapahtuvat orgaanisten aineiden kanssa, on joitain ominaisuuksia verrattuna mineraaleihin. Reaktioissa epäorgaaniset yhdisteet yleensä mukana ioneja. Usein tällaiset reaktiot kulkevat hyvin nopeasti, joskus heti optimaalisessa lämpötilassa. Molekyylit ovat yleensä mukana reaktioissa. On sanottava, että tässä tapauksessa jotkut kovalenttiset sidokset katkeavat, kun taas toiset muodostuvat. Yleensä nämä reaktiot etenevät paljon hitaammin, ja niiden nopeuttamiseksi on tarpeen nostaa lämpötilaa tai käyttää katalyyttiä (happoa tai emästä).

Miten orgaaniset yhdisteet muodostuvat luonnossa? Suurin osa Luonnossa esiintyvät orgaaniset yhdisteet syntetisoituvat vihreiden kasvien klorofyllissä olevasta hiilidioksidista ja vedestä.

Orgaanisten aineiden luokat.

Perustuu O. Butlerovin teoriaan. Systemaattinen luokittelu on tieteellisen nimikkeistön perusta, joka mahdollistaa orgaanisen aineen nimeämisen olemassa olevan perusteella rakennekaava. Luokittelu perustuu kahteen pääpiirteeseen - hiilirungon rakenteeseen, funktionaalisten ryhmien lukumäärään ja sijoittumiseen molekyylissä.

Hiilirunko on vakaa eri osa orgaanisen aineen molekyylejä. Rakenteensa mukaan kaikki orgaaniset aineet on jaettu ryhmiin.

Asyklisiä yhdisteitä ovat aineet, joissa on suora tai haarautunut hiiliketju. Karbosykliset yhdisteet sisältävät aineita, joilla on syklejä, ne on jaettu kahteen alaryhmään - alisyklisiin ja aromaattisiin. Heterosykliset yhdisteet ovat aineita, joiden molekyylit perustuvat sykleihin, jotka muodostuvat hiiliatomeista ja muiden kemiallisten alkuaineiden (happi, typpi, rikki) atomeista, heteroatomeista.

Orgaaniset aineet luokitellaan myös molekyyleihin kuuluvien funktionaalisten ryhmien läsnäolon mukaan. Esimerkiksi hiilivetyjen luokat (poikkeuksena on, että niiden molekyyleissä ei ole funktionaalisia ryhmiä), fenolit, alkoholit, ketonit, aldehydit, amiinit, esterit, karboksyylihapot jne. On muistettava, että jokainen funktionaalinen ryhmä (COOH, OH, NH2, SH, NH, NO) määrää tämän yhdisteen fysikaalis-kemialliset ominaisuudet.

Orgaaniset aineet, orgaaniset yhdisteet - yhdisteluokka, joka sisältää hiiltä (lukuun ottamatta karbideja, hiilihappoa, karbonaatteja, hiilioksideja ja syanideja). Orgaaniset yhdisteet rakennetaan yleensä hiiliatomien ketjuista, jotka on liitetty yhteen kovalenttisilla sidoksilla, ja erilaisista substituenteista, jotka ovat kiinnittyneet näihin hiiliatomeihin.

Orgaaninen kemia on tiede, joka tutkii orgaanisten aineiden koostumusta, rakennetta, fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia.

Orgaanisiksi aineiksi kutsutaan aineita, joiden molekyylit koostuvat hiilestä, vedystä, hapesta, typestä, rikistä ja joistakin muista alkuaineista ja sisältävät koostuu C-C:stä Ja S-N liitäntä. Lisäksi jälkimmäisen läsnäolo on pakollista.
Orgaaniset aineet ovat olleet ihmiskunnan tiedossa muinaisista ajoista lähtien. Miten riippumaton tiede Orgaaninen kemia syntyi vasta 1800-luvun alussa. Vuonna 1827 Ruotsalainen tiedemies J.J. Berzelius julkaisi ensimmäisen orgaanisten aineiden käsikirjan. Hän kannatti tuolloin muodikasta vitalismiteoriaa, joka väitti, että orgaaniset aineet muodostuvat vain elävissä organismeissa erityisen " elämänvoima".
Kaikki kemiantutkijat eivät kuitenkaan pitäneet vitaalistisia näkemyksiä. Siis vuonna 1782. K.V. Scheele lämmittää ammoniakkiseosta, hiilidioksidi ja kivihiili, saivat syaanivetyhappoa, joka on hyvin yleistä kasvimaailmassa. Vuosina 1824-28. F.Vehler kirjoittanut kemiallinen synteesi sai oksaalihappoa ja ureaa.
1960-luvun alkuun mennessä tehdyt eri orgaanisten aineiden synteesit olivat erityisen tärkeitä vitalismiteorian lopullisen kumoamisen kannalta. Vuonna 1842 N.I. Zinin sai aniliinia vuonna 1845. A. Kolbe - etikkahappo, vuonna 1854. M. Berthelot kehitti menetelmän synteettisen rasvan saamiseksi, ja vuonna 1861. A.M. Butlerov syntetisoi sokeripitoista ainetta.

Vitalismin teorian romahdettua orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden erottava viiva poistui. Ja silti orgaanisille aineille on ominaista useita erityispiirteitä. Ensinnäkin heidän lukumääränsä on osoitettava heille. Tällä hetkellä ihmiskunnan tiedossa on yli 10 miljoonaa ainetta, joista noin 70 % on orgaanisia.

Tärkeimmät syyt orgaanisten aineiden runsaudelle ovat homologia- ja isomerismiilmiöt.
Homologia on ilmiö, jossa esiintyy useita aineita, joilla on sama laadullinen koostumus, samanlainen rakenne ja jotka eroavat kvantitatiivisesta koostumuksesta yhden tai useamman CH2-ryhmän osalta, jota kutsutaan homologiseksi eroksi.

Isomerismi on ilmiö, jossa esiintyy useita aineita, joilla on sama laadullinen ja määrällinen koostumus, mutta erilainen molekyylirakenne, joilla on erilaisia fyysiset ominaisuudet ja kemiallinen aktiivisuus.

Orgaanisten aineiden molekyylit koostuvat pääasiassa ei-metalliatomeista, joita sitovat heikosti polaariset kovalenttiset sidokset. Siksi molekyylissä olevien hiiliatomien lukumäärästä riippuen ne ovat kaasumaisia, nestemäisiä tai matalassa sulamispisteessä kiinteät aineet. Lisäksi orgaaniset molekyylit sisältävät yleensä hiili- ja vetyatomeja hapettumattomassa tai hieman hapettuneessa muodossa, joten ne hapettuvat helposti vapautuessaan suuri numero lämpöä, joka johtaa syttymiseen.

Opetusvideo:

Luento: Orgaanisten aineiden luokitus. Orgaanisten aineiden nimikkeistö (triviaali ja kansainvälinen)

Orgaanisten aineiden luokitus

Orgaanisten aineiden luokitus perustuu teoriaan A.M. Butlerov. Taulukossa on esitetty orgaanisten aineiden luokittelu hiiliketjun rakenteen tyypin mukaan, ts. hiilirungon tyypin mukaan:

Asykliset yhdisteet- Nämä ovat orgaanisia aineita, joiden molekyyleissä hiiliatomit liittyvät toisiinsa suorina linjoina, sekä haarautuneita avoimia ketjuja.

Asyklinen sisältää esimerkiksi etaanin:

tai asetyleeni:

Muuten tällaisia ​​yhdisteitä kutsutaan alifaattisiksi tai rasvayhdisteiksi, koska tämän orgaanisten aineiden sarjan ensimmäiset yhdisteet saatiin kasvi- tai eläinrasvoista. Asyklisistä yhdisteistä erottuvat:

Raja (tai kyllästetty) - nämä yhdisteet sisältävät yksittäisiä kovalenttisia ei-polaarisia hiili-hiili C-C ja heikosti polaarisia C-H -sidoksia hiilirungossa, tämä alkaanit.

Alkaanien yleinen molekyylikaava on CnH2n+2, jossa n on hiiliatomien lukumäärä hiilivetymolekyylissä. Näitä ovat avoimet ketjut sekä suljetut (sykliset) hiilivedyt. Kaikilla alkaanien hiiliatomeilla on sp 3 - hybridisaatio. Muista seuraavat alkaanit:

Metaani - CH 4

Etaani - C2H6: CH3-CH3

Propaani - C3H8: CH3-CH2-CH3

Butaani - C4H10: CH3-(CH2)2-CH3

Pentaani - C5H12: CH3-(CH2)3-CH3

Heksaani - C6H14: CH3-(CH2)4-CH3

Heptaani - C7H16: CH3-(CH2)5-CH3

Oktaani - C8H18: CH3 - (CH2)6-CH3

Nonaani - C9H20: CH3-(CH2)7-CH3

Dean - C10H22: CH3-(CH2)8-CH3

Tyydyttymätön (tai tyydyttymätön) - sisältävät useita - kaksoissidoksia (C \u003d C) tai kolmoissidoksia (C ≡ C), näitä ovat alkeenit, alkyynit ja alkadieenit:

1) Alkeni- sisältää yhden hiili-hiilisidoksen, joka on kaksois-C=C. Yleinen kaava - CnH2n.Näiden yhdisteiden hiiliatomeilla on sp 2 - hybridisaatio. C=C-sidoksessa on π-sidos ja σ-sidos, joten alkeenit ovat reaktiivisempia kuin alkaanit. Muista seuraavat alkeenit:

Eteeni (eteeni) - C 2 H 4: CH 2 \u003d CH 2

Propeeni (propeeni) - C 3 H 6: CH 2 \u003d CH-CH 3

Buteeni - C 4 H 8: buteeni - 1 CH 3 - CH 2 - CH \u003d CH, buteeni-2 CH 3 -CH \u003d CH-CH 3, isobuteeni [CH 3] 2 C \u003d CH 2

Penten - C 5 H 10: 1-penteeni CH 3 - CH 2 - CH 2 -CH \u003d CH 2, 2-penteeni C 2 H 5 CH \u003d CHCH 3

Hekseeni - C6H12: 1-hekseeni CH2 \u003d CH-CH2-CH2-CH2-CH3, cis - hekseeni-2-CH3-CH=CH-CH2-CH2-CH3 ja muut isomeerit.

Hepteeni - C 7 H 14: 1-hepteeni CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH-CH 2 -CH 2 -CH 3, 2-hepteeni CH 3 -CH \u003d CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 - CH3 jne.

Okteeni - C 8 H 16: 1-okteeni CH 2 \u003d CH-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 3, 2-okteeni CH 3 - CH \u003d CH-CH 2 - CH 2 -CH2-CH2-CH3 jne.

Noneeni - C9H18: 3-noneeni CH3-CH2-CH \u003d CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3, 5-noneeni CH3-CH2-CH2-CH2 - CH=CH-CH2-CH2-CH3 jne.

Dekeeni - C10H20: 2-dekeeni CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH \u003d CH-CH3 jne.

Kuten huomasit, alkeenien nimet ovat samankaltaisia ​​​​kuin alkaanien nimet, ja niissä on ero. Alkaaneilla on pääte -an ja alkeeneilla jälkiliite -en. Lisäksi meteeni puuttuu luetelluista alkeeneista. Muista, että metaania ei ole olemassa, koska metaanissa on vain yksi hiili. Ja alkeenien muodostamiseksi kaksoissidosten muodostuminen on välttämätöntä.

Kaksoissidoksen sijainti on osoitettu numerolla, esimerkiksi 1-buteeni: CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH 3 tai 1-hekseeni: CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH \u003d CH 2. kiinnitä huomiota tämä sääntö: hiilivetyketjujen numerointi tulee tehdä niin, että kaksoissidokset ovat pienimmän luvun, esimerkiksi 2-hekseeni:

2) Asukulaisia– molekyyleissä on yksi С≡С kolmoissidos. Yleinen kaava - CnH2n-2. SISÄÄN alkyynit nimet pääte -an muutettu muotoon -in. Esimerkiksi 3-heptiini: CH3-CH2-CH2-C=C-CH2-CH3. Eteenille HC≡CH triviaali nimi asetyleeni on myös mahdollinen. Kolmoissidoksen sijainti osoitetaan samalla tavalla kuin edellisessä tapauksessa alkeenien kohdalla. Jos yhdisteessä on useampi kuin yksi kolmoissidos, niin nimeen lisätään jälkiliite -diyne tai -triyne. Jos yhdiste sisältää sekä kaksois- että kolmoissidoksia, niiden numerointi määräytyy kaksoissidoksella, joten kaksoissidosta kutsutaan ensin, sitten kolmoissidokseksi. Esimerkiksi heksadieeni-1,3-5:ssä: CH2 \u003d CH-CH2 \u003d CH2-C=CH.

3) Alcadiens – molekyyleissä on kaksi kaksoissidosta С=С. Yleinen kaava - C n H 2n-2,sama kuin alkyyneillä. Alkyynit ja alkadieenit ovat luokkien välisiä isomeerejä.Esimerkiksi 1,3-butadieeni tai divinyyli-C4H6: CH2=CH-CH=CH2.

Sykliset yhdisteet- Tämä eloperäinen aine, jonka molekyylit sisältävät kolme tai useampia atomia, jotka on yhdistetty suljetussa renkaassa muodostaen syklejä.

Rajoittavia syklisiä hiilivetyjä kutsutaan sykloalkaaneiksi. Niistä noin yleinen kaava - C n H 2n. Molekyyleillä on suljettu ketju tai renkaat. Esimerkiksi syklopropaani (C 3 H 6):

ja syklobutaani (C4H8):

Riippuen siitä, mitkä atomit muodostivat syklit, tätä lajia yhdisteet jaetaan karbosyklisiin ja heterosyklisiin.

Karbosyklinen , joita muuten kutsutaan homosyklisiksi, sisältävät vain hiiliatomeja sykleissä. Ne puolestaan ​​​​jaetaan alifaattisiin ja aromaattisiin.

Alisykliset (alifaattiset) yhdisteet eroavat siinä, että hiiliatomit voivat liittyä toisiinsa suorina, haarautuneina ketjuina tai renkaina yksinkertaisilla, kaksois- tai kolmoissidoksilla.

Tyypillinen alifaattinen yhdiste on syklohekseeni:

aromaattiset yhdisteet sai nimensä aineen aromaattisen tuoksun vuoksi. Tunnetaan muuten areenoilla. Ne eroavat bentseenirenkaan läsnäolosta yhdisteessä:

Koostumuksessa voi olla useita tällaisia ​​renkaita. Esimerkiksi naftaleeni:

Myös tämä ryhmä yhdisteillä on aromaattinen järjestelmä, joka luonnehtii yhdisteen korkeaa stabiilisuutta ja stabiilisuutta. Aromaattinen järjestelmä sisältää renkaassa 4n+2 elektronia (missä n = 0, 1, 2, …). On tavallista, että tämä orgaanisten aineiden ryhmä osallistuu substituutioreaktioihin lisäysten sijaan.

Aromaattisissa yhdisteissä voi olla funktionaalinen ryhmä kiinnittyneenä suoraan renkaaseen. Esimerkiksi tolueeni:

Heterosykliset yhdisteet sisältävät aina yhden tai useamman heteroatomin hiilivetysyklissä, jotka ovat happi-, typpi- tai rikkiatomeja. Jos heteroatomeja on viisi, niin yhdisteitä kutsutaan viisijäsenisiksi, jos kuusi, kuusijäsenisiksi. Esimerkki heterosyklisestä yhdisteestä on pyridiini:

Hiilivetyjohdannaisten luokitus

Muita orgaanisia aineita pidetään yksinomaan hiilivetyjen johdannaisina, jotka muodostuvat, kun funktionaalisia ryhmiä viedään hiilivetymolekyyleihin, mukaan lukien muut kemialliset alkuaineet. Yhdisteiden, joissa on yksi funktionaalinen ryhmä, kaava voidaan kirjoittaa seuraavasti R-X. Missä R on hiilivetyradikaali (hiilivetymolekyylin fragmentti, jossa ei ole yhtä tai useampaa vetyatomia; X on funktionaalinen ryhmä. Funktionaalisten ryhmien läsnäolon perusteella hiilivedyt jaetaan:

Halogeenijohdannaiset - nimestä päätellen on selvää, että näissä yhdisteissä vetyatomit on korvattu jonkin halogeenin atomeilla.

Alkoholit ja fenolit. Alkoholeissa vetyatomit korvataan hydroksyyliryhmällä -OH. Tällaisten ryhmien lukumäärän mukaan alkoholit jaetaan yksiarvoisiin ja moniarvoisiin, joista kaksiarvoisia, kolmiarvoisia jne.

Yksiarvoisten alkoholien kaava: CnH2n +1OH tai CnH2n +2O.

Moniarvoisten alkoholien kaava: C n H 2n +2O x; x on alkoholin atomiteetti.

Alkoholit voivat olla myös aromaattisia. Yksiarvoisten aromaattisten alkoholien kaava: CnH2n-60.

On muistettava, että aromaattisten hiilivetyjen johdannaiset, joissa yksi tai useampi vetyatomi on korvattu hydroksyyliryhmillä, eivät kuulu alkoholeihin. Tämä tyyppi kuuluu fenolien luokkaan. Syy siihen, miksi fenoleja ei luokitella alkoholeiksi, on niiden ominaispiirteet kemialliset ominaisuudet. Yksiarvoiset fenolit ovat isomeerisiä yksiarvoisille aromaattisille alkoholeille. Eli niillä on myös yhteinen molekyylikaava CnH2n-60.

Amiinit- ammoniakin johdannaiset, joissa yksi, kaksi tai kolme vetyatomia on korvattu hiilivetyradikaalilla. Amiinit, joissa vain yksi vetyatomi on korvattu hiilivetyradikaalilla, eli joilla on yleinen kaava R-NH 2 niitä kutsutaan primäärisiksi amiineiksi. Amiineja, joissa kaksi vetyatomia on korvattu hiilivetyradikaaleilla, kutsutaan sekundaariseksi. Niiden kaava on R-NH-R'. On muistettava, että radikaalit R ja R' voivat olla joko samoja tai erilaisia. Jos ammoniakkimolekyylin kaikki kolme vetyatomia korvataan hiilivetyradikaalilla, amiinit ovat tertiäärisiä. Tässä tapauksessa R, R', R' voivat olla joko täysin samoja tai erilaisia. Yleinen kaava primaarisille, sekundaarisille ja tertiäärisille rajoittaville amiineille on CnH2n +3N. Aromaattisilla amiineilla, joissa on yksi tyydyttymätön substituentti, on kaava CnH2n-5N.

Aldehydit ja ketonit. Aldehydeissä primaarisessa hiiliatomissa kaksi vetyatomia on korvattu yhdellä happiatomilla. Toisin sanoen niiden rakenteessa on aldehydiryhmä - CH=O. Yleinen kaava - R-CH=O. Ketoneissa toissijaisessa hiiliatomissa kaksi vetyatomia on korvattu happiatomilla. Toisin sanoen nämä ovat yhdisteitä, joiden rakenteessa on karbonyyliryhmä -C (O) -. Ketonien yleinen kaava: R-C(O)-R'. Tässä tapauksessa radikaalit R, R' voivat olla joko samoja tai erilaisia. Aldehydit ja ketonit ovat rakenteeltaan melko samanlaisia, mutta ne erotetaan silti luokittain, koska niillä on merkittäviä eroja kemiallisissa ominaisuuksissa. Yleinen kaava ketonien ja aldehydien rajoittamiseksi on: C n H 2 n O.

karboksyylihapot sisältävät karboksyyliryhmän -COOH. Kun happo sisältää kaksi karboksyyliryhmää, happoa kutsutaan dikarboksyylihapoksi. Rajamonokarboksyylihapoilla (joissa on yksi -COOH-ryhmä) on yleinen kaava - C n H 2 n O 2 . Aromaattisilla monokarboksyylihapoilla on yleinen kaava CnH2n-80 2 .

Eetterit- orgaaniset yhdisteet, joissa kaksi hiilivetyradikaalia on kytketty epäsuorasti happiatomin kautta. Eli niillä on kaava muodossa: R-O-R'. Tässä tapauksessa radikaalit R ja R' voivat olla joko samoja tai erilaisia. Rajoita eetterikaava - CnH2n +1OH tai C n H 2n + 2O.

Esterit- orgaanisiin karboksyylihappoihin perustuva yhdisteluokka, jossa hydroksyyliryhmän vetyatomi on korvattu hiilivetyradikaalilla R.

Nitroyhdisteet - hiilivetyjen johdannaiset, joissa yksi tai useampi vetyatomi on korvattu nitroryhmällä -NO 2. Rajoittavilla nitroyhdisteillä, joissa on yksi nitroryhmä, on kaava CnH2n +1NO 2 .

Aminohappoja rakenteessa on kaksi funktionaalista ryhmää samanaikaisesti - amino NH2 ja karboksyyli -COOH. Esimerkiksi: NH2-CH2-COOH. Rajoittavat aminohapot, joissa on yksi karboksyyli ja yksi aminoryhmä, ovat isomeerisiä vastaaville rajoittaville nitroyhdisteille, eli niillä on yleinen kaava CnH2n +1NO 2 .

Orgaanisten yhdisteiden nimikkeistö

Yhteyden nimikkeistö on jaettu kahteen tyyppiin:

triviaali ja

järjestelmällinen.

Triviaali on historiallisesti ensimmäinen nimistö, joka syntyi orgaanisen kemian kehityksen alussa. Aineiden nimet olivat luonteeltaan assosiatiivisia, esim. oksaalihappo, urea, indigo.

Luodaan systemaattinen, ts. kansainvälinen nimikkeistö alkoi vuonna 1892. Sitten aloitettiin Geneven nimistö, jota vuodesta 1947 tähän päivään asti on jatkanut IUPAC (IUPAC - International Uniform Chemical Nomenclature). Systemaattisen nimikkeistön mukaan orgaanisten yhdisteiden nimet muodostuvat pääketjun pituutta osoittavasta juuresta, ts. haaroittumattomaan ketjuun liittyneet hiiliatomit sekä etuliitteet ja jälkiliitteet, jotka ilmaisevat substituenttien, funktionaalisten ryhmien ja useiden sidosten läsnäolon ja sijainnin.