È ormai accertato che la classe delle sostanze organiche è la più estesa tra gli altri composti chimici. Cosa classificano i chimici come sostanze organiche? La risposta è: queste sono quelle sostanze che contengono carbonio. Tuttavia, ci sono delle eccezioni a questa regola: l'acido carbonico, i cianuri, i carbonati, gli ossidi di carbonio non sono inclusi nella composizione composti organici.

Il carbonio è un elemento chimico molto curioso nel suo genere. La sua particolarità è che può formare catene dai suoi atomi. Questa connessione risulta essere molto stabile. Nei composti organici, il carbonio presenta un'elevata valenza (IV). Stiamo parlando della capacità di formare legami con altre sostanze. Questi legami potrebbero non essere solo singoli, ma anche doppi o tripli. All’aumentare del numero di legami, la catena di atomi si accorcia e la stabilità di questo legame aumenta.

Il carbonio è noto anche per il fatto che può formare strutture lineari, piatte e persino tridimensionali. Queste proprietà di questo elemento chimico sono responsabili di una tale varietà di sostanze organiche in natura. Circa un terzo della massa totale di ciascuna cellula del corpo umano è costituita da composti organici. Queste sono le proteine ​​da cui è costruito principalmente il corpo. Questi carboidrati sono un “carburante” universale per il corpo. Questi sono i grassi che ti permettono di immagazzinare energia. Gli ormoni controllano il funzionamento di tutti gli organi e influenzano persino il comportamento. E gli enzimi innescano reazioni violente all'interno del corpo reazioni chimiche. Inoltre, il “codice sorgente” di un essere vivente – la catena del DNA – è un composto organico a base di carbonio.

Quasi tutto elementi chimici, quando si combinano con il carbonio, sono in grado di dare origine a composti organici. Molto spesso in natura, le sostanze organiche includono:

• ossigeno;
• idrogeno;
• zolfo;
• azoto;
• fosforo.

Lo sviluppo della teoria nello studio delle sostanze organiche è proceduto contemporaneamente in due direzioni correlate: gli scienziati hanno studiato la disposizione spaziale delle molecole dei composti e hanno chiarito l'essenza dei legami chimici nei composti. Le origini della teoria della struttura delle sostanze organiche furono il chimico russo A.M. Butlerov.

Principi di classificazione delle sostanze organiche

Nel ramo della scienza noto come chimica organica, le questioni relative alla classificazione delle sostanze sono di particolare importanza. La difficoltà è che ci sono milioni di composti chimici che devono essere descritti.

I requisiti per la nomenclatura sono molto severi: deve essere sistematica e adatta all'uso su scala internazionale. Gli specialisti di qualsiasi paese devono capire di quale connessione stanno parlando stiamo parlando e rappresentarne inequivocabilmente la struttura. Sono in corso numerosi sforzi per rendere la classificazione dei composti organici adatta all'elaborazione informatica.

Al centro classificazione moderna risiede nella struttura dello scheletro carbonioso della molecola e nella presenza in essa gruppi funzionali.

In base alla struttura del loro scheletro carbonioso, le sostanze organiche si dividono in gruppi:

• aciclico (alifatico);
• carbociclico;
• eterociclico.

Gli antenati di qualsiasi composto in chimica organica sono quegli idrocarburi costituiti solo da atomi di carbonio e idrogeno. Di norma, le molecole di sostanze organiche contengono i cosiddetti gruppi funzionali. Sono atomi o gruppi di atomi che determinano quali saranno le proprietà chimiche di un composto. Tali gruppi consentono inoltre di assegnare un composto ad una classe particolare.

Esempi di gruppi funzionali includono:

• carbonile;
• carbossilico;
• idrossile.

Quei composti che contengono un solo gruppo funzionale sono detti monofunzionali. Se nella molecola di una sostanza organica sono presenti diversi gruppi di questo tipo, sono considerati multifunzionali (ad esempio glicerolo o cloroformio). I composti eterofunzionali saranno composti in cui i gruppi funzionali hanno una composizione diversa. Allo stesso tempo, possono essere facilmente classificati in classi diverse. Esempio: acido lattico. Può essere considerato sia un alcol che un acido carbossilico.

Il passaggio da una classe all'altra viene effettuato, di regola, con la partecipazione di gruppi funzionali, ma senza modificare lo scheletro di carbonio.

Lo scheletro, quando applicato ad una molecola, è la sequenza delle connessioni degli atomi. Lo scheletro può essere di carbonio o contenere i cosiddetti eteroatomi (ad esempio azoto, zolfo, ossigeno, ecc.). Inoltre, lo scheletro di una molecola di un composto organico può essere ramificato o non ramificato; aperto o ciclico.

I composti aromatici sono considerati un tipo speciale di composti ciclici: le reazioni di addizione non sono tipiche per loro.

Principali classi di sostanze organiche

Sono note le seguenti sostanze organiche di origine biologica:

• carboidrati;
• proteine;
• lipidi;
• acidi nucleici.

Una classificazione più dettagliata dei composti organici include sostanze che non sono di origine biologica.

Esistono classi di sostanze organiche in cui il carbonio è combinato con altre sostanze (eccetto l'idrogeno):

• alcoli e fenoli;
• acidi carbossilici;
• aldeidi e acidi;
• esteri;
• carboidrati;
• lipidi;
• aminoacidi;
• acidi nucleici;
• proteine.

Struttura delle sostanze organiche

L'ampia varietà di composti organici in natura è spiegata dalle caratteristiche degli atomi di carbonio. Sono in grado di formare legami molto forti, unendosi in gruppi - catene. Il risultato sono molecole completamente stabili. Il modo in cui le molecole si collegano tra loro è una caratteristica fondamentale della loro struttura. Il carbonio è in grado di combinarsi sia in catene aperte che chiuse (sono chiamate cicliche).

La struttura delle sostanze influenza direttamente le loro proprietà. Le caratteristiche strutturali rendono possibile l'esistenza di decine e centinaia di composti di carbonio indipendenti.

Proprietà come l'omologia e l'isomeria svolgono un ruolo importante nel mantenimento della diversità delle sostanze organiche.

Stiamo parlando di sostanze a prima vista identiche: la loro composizione non differisce l'una dall'altra, la formula molecolare è la stessa. Ma la struttura dei composti è fondamentalmente diversa. Anche le proprietà chimiche delle sostanze saranno diverse. Ad esempio, gli isomeri butano e isobutano hanno la stessa ortografia. Gli atomi nelle molecole di queste due sostanze sono disposti in ordini diversi. In un caso sono ramificati, nell'altro no.

Per omologia si intende una caratteristica di una catena di carbonio, dove ogni membro successivo può essere ottenuto aggiungendo lo stesso gruppo a quello precedente. In altre parole, ciascuna serie omologica può essere espressa con la stessa formula. Conoscendo questa formula, puoi facilmente scoprire la composizione di qualsiasi membro della serie.

Esempi di sostanze organiche

I carboidrati vincerebbero completamente la competizione tra tutte le sostanze organiche, se li prendiamo nel loro insieme in massa. È una fonte di energia per gli organismi viventi e un materiale da costruzione per la maggior parte delle cellule. Il mondo dei carboidrati è molto vario. Senza amido e cellulosa le piante non potrebbero esistere. UN mondo animale diventerebbe impossibile senza lattosio e glicogeno.

Un altro rappresentante del mondo delle sostanze organiche sono le proteine. Da sole due dozzine di aminoacidi, la natura riesce a formare fino a 5 milioni di tipi di strutture proteiche nel corpo umano. Le funzioni di queste sostanze includono la regolazione della vita processi importanti nel corpo, garantendo la coagulazione del sangue, trasportando alcuni tipi di sostanze all'interno del corpo. Sotto forma di enzimi, le proteine ​​agiscono come acceleratori di reazione.

Un'altra importante classe di composti organici è quella dei lipidi (grassi). Queste sostanze servono come fonte di backup necessari al corpo energia. Sono solventi e aiutano a verificarsi reazioni biochimiche. I lipidi sono coinvolti anche nella costruzione delle membrane cellulari.

Anche altri composti organici - gli ormoni - sono molto interessanti. Sono responsabili del verificarsi di reazioni biochimiche e del metabolismo. Questi sono gli ormoni ghiandola tiroidea far sentire una persona felice o triste. E come hanno scoperto gli scienziati, le endorfine sono responsabili della sensazione di felicità.

I composti organici vengono classificati tenendo conto di due principali caratteristiche strutturali:

Struttura della catena del carbonio (scheletro di carbonio);

Presenza e struttura dei gruppi funzionali.

Lo scheletro di carbonio (catena di carbonio) è una sequenza di atomi di carbonio legati chimicamente tra loro.

Gruppo funzionale: un atomo o un gruppo di atomi che determina se un composto appartiene a una determinata classe ed è responsabile delle sue proprietà chimiche.

Classificazione dei composti in base alla struttura della catena del carbonio

A seconda della struttura della catena del carbonio, i composti organici si dividono in aciclici e ciclici.

Composti aciclici - composti con aprire catena di carbonio (non chiusa). Queste connessioni vengono anche chiamate alifatico.

Tra i composti aciclici si distingue tra saturi (saturati), contenenti solo singole unità nello scheletro. Connessioni CC E illimitato(insaturo), compresi i legami multipli C = C e C C.

Composti aciclici

Limiti:

Illimitato:

I composti aciclici sono anche divisi in composti con catene non ramificate e ramificate. In questo caso, viene preso in considerazione il numero di legami di un atomo di carbonio con altri atomi di carbonio.

La catena, che comprende atomi di carbonio terziari o quaternari, è ramificata (il nome è spesso indicato con il prefisso “iso”).

Per esempio:

Atomi di carbonio:

Primario;

Secondario;

Terziario.

I composti ciclici sono composti con una catena di carbonio chiusa.

A seconda della natura degli atomi che compongono il ciclo si distinguono i composti carbociclici ed eterociclici.

I composti carbociclici contengono solo atomi di carbonio nell'anello. Sono divisi in due gruppi con proprietà chimiche notevolmente diverse: ciclici alifatici - aliciclici per brevi - e composti aromatici.

Composti carbociclici

Alicelico:

Aromatico:

I composti eterociclici contengono nell'anello, oltre agli atomi di carbonio, uno o più atomi di altri elementi - eteroatomi(dal greco etero- altro, diverso) - ossigeno, azoto, zolfo, ecc.

Composti eterociclici

Classificazione dei composti per gruppi funzionali

I composti contenenti solo carbonio e idrogeno sono chiamati idrocarburi.

Altri composti organici, più numerosi, possono essere considerati derivati ​​degli idrocarburi, che si formano introducendo negli idrocarburi gruppi funzionali contenenti altri elementi.

A seconda della natura dei gruppi funzionali, i composti organici sono suddivisi in classi. Nella tabella sono riportati alcuni dei gruppi funzionali più caratteristici e le relative classi di composti:

Classi di composti organici

Nota: i gruppi funzionali talvolta includono doppi e tripli legami.

Le molecole dei composti organici possono contenere due o più gruppi funzionali identici o diversi.

Ad esempio: HO-CH 2 - CH 2 -OH (glicole etilenico); NH 2 -CH 2 - COOH (amminoacido glicina).

Tutte le classi di composti organici sono correlate. Il passaggio da una classe di composti all'altra avviene principalmente grazie alla trasformazione dei gruppi funzionali senza modificare lo scheletro carbonioso. I composti di ciascuna classe formano una serie omologa.

Materia organica - Questi sono composti che contengono un atomo di carbonio. Anche nelle prime fasi dello sviluppo della chimica, tutte le sostanze erano divise in due gruppi: minerale e organica. A quei tempi si credeva che per sintetizzare la materia organica fosse necessario disporre di una “forza vitale” senza precedenti, che è inerente solo ai sistemi biologici viventi. Pertanto, è impossibile sintetizzare le sostanze organiche da quelle minerali. E solo all'inizio del XIX secolo F. Weller confutò l'opinione esistente e sintetizzò l'urea dal cianato di ammonio, cioè ottenne una sostanza organica da una minerale. Dopo di che un certo numero di scienziati hanno sintetizzato cloroformio, anilina, acido acetato e molti altri composti chimici.

Le sostanze organiche sono alla base dell'esistenza della materia vivente e costituiscono anche i principali prodotti alimentari per l'uomo e gli animali. La maggior parte dei composti organici sono materie prime per vari settori: alimentare, chimico, leggero, farmaceutico, ecc.

Oggi si conoscono più di 30 milioni di composti organici diversi. Pertanto, le sostanze organiche rappresentano la classe più ampia, a cui è associata la diversità dei composti organici proprietà uniche e la struttura del carbonio. Gli atomi di carbonio vicini sono collegati tra loro da legami singoli o multipli (doppi, tripli).

Caratterizzato dalla presenza di covalenti Connessioni CC, così come il covalente polare Legami C-N, C-O, C-Hal, C-metal, ecc. Le reazioni che coinvolgono sostanze organiche hanno alcune caratteristiche rispetto a quelle minerali. Nelle reazioni composti inorganici gli ioni sono solitamente coinvolti. Spesso tali reazioni avvengono molto rapidamente, a volte istantaneamente alla temperatura ottimale. Le reazioni con di solito coinvolgono molecole. Va detto che in questo caso alcuni legami covalenti si rompono, mentre altri se ne formano. Di norma queste reazioni procedono molto più lentamente e per accelerarle è necessario aumentare la temperatura o utilizzare un catalizzatore (acido o base).

Come si formano le sostanze organiche in natura? La maggior parte I composti organici in natura sono sintetizzati dall'anidride carbonica e dall'acqua nelle clorofille delle piante verdi.

Classi di sostanze organiche.

Basato sulla teoria di O. Butlerov. La classificazione sistematica è il fondamento della nomenclatura scientifica, che consente di nominare una sostanza organica in base a quella esistente formula strutturale. La classificazione si basa su due caratteristiche principali: la struttura dello scheletro di carbonio, il numero e la posizione dei gruppi funzionali nella molecola.

Lo scheletro di carbonio è una stalla parti differenti molecole di materia organica. A seconda della sua struttura, tutte le sostanze organiche sono divise in gruppi.

I composti aciclici includono sostanze con una catena di carbonio lineare o ramificata. I composti carbociclici includono sostanze con cicli; sono divisi in due sottogruppi: aliciclici e aromatici. I composti eterociclici sono sostanze le cui molecole sono basate su cicli, formati da atomi di carbonio e atomi di altri elementi chimici (Ossigeno, Azoto, Zolfo), eteroatomi.

Le sostanze organiche vengono classificate anche in base alla presenza di gruppi funzionali che fanno parte delle molecole. Ad esempio, classi di idrocarburi (ad eccezione del fatto che non ci sono gruppi funzionali nelle loro molecole), fenoli, alcoli, chetoni, aldeidi, ammine, eteri, acidi carbossilici, eccetera. Va ricordato che ciascun gruppo funzionale (COOH, OH, NH2, SH, NH, NO) determina le proprietà fisico-chimiche di un dato composto.

Sostanze organiche, composti organici - una classe di composti che contengono carbonio (ad eccezione di carburi, acido carbonico, carbonati, ossidi di carbonio e cianuri). I composti organici sono solitamente costituiti da catene di atomi di carbonio legati insieme da legami covalenti e vari sostituenti attaccati a questi atomi di carbonio

La chimica organica è una scienza che studia la composizione, la struttura, le proprietà fisiche e chimiche delle sostanze organiche.

Organici sono sostanze le cui molecole sono costituite da atomi di carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo e alcuni altri elementi e contengono composto da S-S e collegamenti CH. Inoltre, la presenza di quest'ultimo è obbligatoria.
Le sostanze organiche sono note all'umanità fin dall'antichità. Come scienza indipendente, la chimica organica nacque solo all'inizio del XIX secolo. Nel 1827 Lo scienziato svedese J. J. Berzelius pubblicò il primo manuale sulle sostanze organiche. Era un aderente alla teoria allora alla moda del vitalismo, che sosteneva che le sostanze organiche si formano solo negli organismi viventi sotto l'influenza di uno speciale " vitalità".
Tuttavia, non tutti i chimici aderivano a visioni vitalistiche. Quindi nel 1782. K.V.Scheele, scaldando la miscela di ammoniaca, diossido di carbonio e dal carbone, si ottiene l'acido cianidrico, molto diffuso nel mondo vegetale. Nel 1824-28. F. Wehler ottenne l'acido ossalico e l'urea attraverso la sintesi chimica.
Di particolare importanza per lo sfatamento finale della teoria del vitalismo furono le sintesi di varie sostanze organiche effettuate all'inizio degli anni '60. Nel 1842 N.I. Zinin ottenne l'anilina nel 1845. A. Kolbe - acido acetico, nel 1854. M. Berthelot sviluppò un metodo per produrre grasso sintetico e nel 1861. A.M. Butlerov ha sintetizzato una sostanza zuccherina.

Con il crollo della teoria del vitalismo, la linea che separava le sostanze organiche da quelle inorganiche venne cancellata. Eppure, le sostanze organiche sono caratterizzate da una serie di caratteristiche specifiche. Questi includono, prima di tutto, il loro gran numero. Attualmente sono conosciute dall'umanità più di 10 milioni di sostanze, di cui circa il 70% sono organiche.

Le ragioni principali dell'abbondanza di sostanze organiche sono considerate i fenomeni di omologia e isomeria.
L'omologia è il fenomeno dell'esistenza di un numero di sostanze che hanno la stessa composizione qualitativa, struttura simile e differiscono nella composizione quantitativa in uno o più gruppi CH2, chiamata differenza omologica.

L'isomeria è il fenomeno dell'esistenza di un numero di sostanze che hanno la stessa composizione qualitativa e quantitativa, ma una diversa struttura di molecole che presentano diverse Proprietà fisiche e attività chimica.

Le molecole di sostanze organiche sono costituite principalmente da atomi non metallici legati da legami covalenti debolmente polari. Pertanto, a seconda del numero di atomi di carbonio nella molecola, sono gassosi, liquidi o bassofondenti solidi. Inoltre, le molecole delle sostanze organiche contengono solitamente atomi di carbonio e idrogeno in forma non ossidata o leggermente ossidata, quindi si ossidano facilmente per rilasciare grande quantità calore, che porta all'accensione.

Esercitazione video:

Conferenza: Classificazione delle sostanze organiche. Nomenclatura delle sostanze organiche (banale e internazionale)

Classificazione delle sostanze organiche

La classificazione delle sostanze organiche si basa sulla teoria di A.M. Butlerov. La tabella mostra la classificazione delle sostanze organiche in base al tipo di struttura della catena del carbonio, vale a dire per tipologia di scheletro in carbonio:

Composti aciclici- si tratta di sostanze organiche nelle cui molecole gli atomi di carbonio sono collegati tra loro in catene aperte diritte e anche ramificate.

Ad esempio, l'etano è aciclico:

o acetilene:

Altrimenti tali composti sono detti composti alifatici o grassi, perché i primi composti di questa serie di sostanze organiche erano ottenuti da grassi vegetali o animali. I composti aciclici includono:

Limite (o saturo) - questi composti contengono nello scheletro carbonioso singoli legami covalenti non polari carbonio-carbonio C-C e legami C-H debolmente polari, questi sono alcani.

La formula molecolare generale degli alcani è CnH2n+2, dove n è il numero di atomi di carbonio in una molecola di idrocarburo. Questi includono catene aperte e idrocarburi chiusi (ciclici). Tutti gli atomi di carbonio negli alcani hanno sp 3 - ibridazione. Ricordare i seguenti alcani:

Metano - CH4

Etano - C 2 H 6: CH 3 -CH 3

Propano - C 3 H 8: CH 3 -CH 2 -CH 3

Butano - C 4 H 10: CH 3 -(CH 2) 2 -CH 3

Pentano - C 5 H 12: CH 3 -(CH 2) 3 -CH 3

Esano - C 6 H 14: CH 3 -(CH 2) 4 -CH 3

Eptano - C 7 H 16: CH 3 -(CH 2) 5 -CH 3

Ottano - C 8 H 18: CH 3 -(CH 2) 6 -CH 3

Nonano - C 9 H 20: CH 3 -(CH 2) 7 -CH 3

Decano - C 10 H 22: CH 3 -(CH 2) 8 -CH 3

Insaturi (o insaturi) - contengono legami multipli - doppi (C=C) o tripli (C≡C), questi sono alcheni, alchini e alcadieni:

1) UNlkens- contengono un legame carbonio-carbonio, che è un doppio C=C. Formula generale - CnH2n.Gli atomi di carbonio in questi composti hanno sp 2 - ibridazione. Il legame C=C ha un legame π e un legame σ, quindi gli alcheni sono più reattivi degli alcani. Ricordare i seguenti alcheni:

Etene (etilene) - C 2 H 4: CH 2 =CH 2

Propene (propilene) - C 3 H 6: CH 2 = CH-CH 3

Butene - C 4 H 8: butene-1 CH 3 -CH 2 -CH=CH, butene-2 ​​​​CH 3 -CH=CH-CH 3, isobutene [CH 3 ] 2 C=CH 2

Penten - C 5 H 10: 1-pentene CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH=CH 2, 2-pentene C 2 H 5 CH=CHCH 3

Esene - C 6 H 12: 1-esene CH 2 =CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3, cis - esene-2 ​​​​CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH 2 -CH 3 e altri isomeri.

Eptene - C 7 H 14: 1-eptene CH 2 =CH-CH 2 -CH-CH 2 -CH 2 -CH 3, 2-eptene CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 e così via.

Ottene - C 8 H 16: 1-ottene CH 2 =CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3, 2-ottene CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 ecc.

Nonene - C 9 H 18: 3-nonene CH 3 -CH 2 -CH=CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3, 5-nonene CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - CH=CH-CH 2 -CH 2 -CH 3 ecc.

Decene - C 10 H 20: 2-decene CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH=CH-CH 3, ecc.

Come hai notato, i nomi degli alcheni sono simili ai nomi degli alcani, con una differenza nel suffisso. I nomi degli alcani hanno il suffisso -ane, mentre gli alcheni hanno il suffisso -ene. Inoltre, tra gli alcheni elencati non c'è il metene. Ricorda, il metano non esiste perché ha un solo atomo di carbonio. E per la formazione degli alcheni è necessaria la formazione di doppi legami.

La posizione del doppio legame è indicata da un numero, ad esempio 1-butene: CH 2 =CH–CH 2 –CH 3 o 1-esene: CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH 2 –CH=CH 2 . prestare attenzione a questa regola: La numerazione delle catene di idrocarburi dovrebbe essere fatta in modo che i doppi legami siano al numero più basso, ad esempio 2-esene:

2)Alkins– le molecole contengono un triplo legame C≡C. Formula generale - CnH2n-2. IN nomi degli alchini il suffisso -an è sostituito da -in. Ad esempio, 3-eptina: CH 3 –CH 2 –CH 2 –C≡C–CH 2 –CH 3. Per etino HC≡CH è possibile anche il nome banale acetilene. La posizione del triplo legame è indicata allo stesso modo del caso precedente con gli alcheni. Se in un composto è presente più di un triplo legame, al nome viene aggiunto il suffisso -diino o -triino. Se il composto contiene sia legami doppi che tripli, la loro numerazione è determinata dal doppio legame, quindi vengono chiamati prima doppi, poi tripli legami. Ad esempio, esadiene-1,3-in-5: CH 2 =CH–CH2 =CH2 –C≡CH.

3) UNlcadieni – le molecole contengono due doppi legami C=C. Formula generale - CnH2n-2,lo stesso degli alchini. Gli alchini e gli alcadieni appartengono agli isomeri interclasse.Ad esempio, 1,3-butadiene o divinile C 4 H 6: CH 2 =CH-CH=CH2.

Collegamenti ciclici- Questo materia organica, le cui molecole contengono tre o più atomi collegati in un anello chiuso, formando cicli.

Gli idrocarburi ciclici saturi sono chiamati cicloalcani. Loro circa formula generale - CnH 2n. Le molecole contengono una catena chiusa o anelli. Ad esempio, ciclopropano (C 3 H 6):

e ciclobutano (C 4 H 8):

A seconda di quali atomi hanno formato i cicli, questo tipo I composti si dividono in carbociclici ed eterociclici.

Carbociclico , che sono altrimenti chiamati omociclici, contengono solo atomi di carbonio nei cicli. A loro volta si dividono in alifatici ed aromatici.

Composti aliciclici (alifatici). differiscono in quanto gli atomi di carbonio possono essere collegati tra loro in catene o anelli lineari e ramificati utilizzando legami singoli, doppi o tripli.

Un tipico composto alifatico è il cicloesene:

Composti aromatici hanno preso il nome dall'odore aromatico della sostanza. Altrimenti chiamate arene. Si distinguono per la presenza di un anello benzenico nel composto:

Potrebbero esserci molti di questi anelli nella composizione. Ad esempio, naftalene:

Anche questo gruppo i composti contengono un sistema aromatico, che caratterizza l'elevata stabilità e stabilità del composto. Un sistema aromatico contiene 4n+2 elettroni nell'anello (dove n = 0, 1, 2, ...). Questo gruppo di sostanze organiche tende a subire reazioni di sostituzione piuttosto che reazioni di addizione.

I composti aromatici possono avere un gruppo funzionale attaccato direttamente all'anello. Ad esempio, il toluene:

Composti eterociclici contengono sempre nel ciclo degli idrocarburi uno o più eteroatomi, che sono atomi di ossigeno, azoto o zolfo. Se ci sono cinque eteroatomi, i composti sono chiamati a cinque membri, se ce ne sono sei, allora a sei membri. Un esempio di composto eterociclico è la piridina:

Classificazione dei derivati ​​idrocarburici

Le altre sostanze organiche sono considerate esclusivamente derivati ​​degli idrocarburi, che si formano quando nelle molecole di idrocarburi vengono introdotti gruppi funzionali che includono altri elementi chimici. La formula dei composti aventi un gruppo funzionale può essere scritta come RX. Dove R è un radicale idrocarburico (un frammento di una molecola di idrocarburo senza uno o più atomi di idrogeno; X è un gruppo funzionale. In base alla presenza di gruppi funzionali, gli idrocarburi si dividono in:

Derivati ​​degli alogeni - a giudicare dal nome, è chiaro che in questi composti gli atomi di idrogeno sono sostituiti da atomi di qualche alogeno.

Alcoli e fenoli. Negli alcoli gli atomi di idrogeno sono sostituiti dal gruppo ossidrile -OH. In base al numero di tali gruppi, gli alcoli sono divisi in monoidrici e poliatomici, inclusi biatomici, triatomici, ecc.

Formula degli alcoli monovalenti: CnH2n+1OH O CnH2n+2O.

Formula degli alcoli polivalenti: CnH2n+2Ox; x è l'atomicità dell'alcol.

Gli alcoli possono anche essere aromatici. Formula degli alcoli aromatici monovalenti: CnH2n-6O.

Va ricordato che i derivati ​​degli idrocarburi aromatici in cui uno/più atomi di idrogeno sono sostituiti da gruppi idrossilici non appartengono agli alcoli. Questo tipo appartiene alla classe dei fenoli. Il motivo per cui i fenoli non sono classificati come alcoli è dovuto alla loro specificità proprietà chimiche. I fenoli monovalenti sono isomerici rispetto agli alcoli aromatici monovalenti. Cioè, hanno anche una formula molecolare generale CnH2n-6O.

Ammine- derivati ​​dell'ammoniaca in cui uno, due o tre atomi di idrogeno sono sostituiti da un radicale idrocarburico. Ammine in cui un solo atomo di idrogeno è sostituito da un radicale idrocarburico, cioè aventi formula generale R-NH 2 , sono chiamate ammine primarie. Le ammine in cui due atomi di idrogeno sono sostituiti da radicali idrocarburici sono dette secondarie. La loro formula è R-NH-R'. Va ricordato che i radicali R e R’ possono essere uguali o diversi. Se tutti e tre gli atomi di idrogeno della molecola di ammoniaca vengono sostituiti da un radicale idrocarburico, le ammine sono terziarie. In questo caso R, R’, R’’ possono essere completamente identici o diversi. La formula generale delle ammine sature primarie, secondarie e terziarie è CnH2n+3N. Le ammine aromatiche con un sostituente insaturo hanno la formula CnH2n-5N.

Aldeidi e chetoni. Nelle aldeidi, nell'atomo di carbonio primario, due atomi di idrogeno sono sostituiti da un atomo di ossigeno. Cioè, la loro struttura contiene un gruppo aldeidico – CH=O. Formula generale - R-CH=O. Nei chetoni, nell'atomo di carbonio secondario, due atomi di idrogeno sono sostituiti da un atomo di ossigeno. Cioè, questi sono composti la cui struttura contiene un gruppo carbonilico –C(O)-. Formula generale dei chetoni: RC(O)-R’. In questo caso i radicali R, R’ possono essere uguali o diversi. Aldeidi e chetoni sono abbastanza simili nella struttura, ma sono comunque distinti come classi, poiché presentano differenze significative nelle proprietà chimiche. La formula generale dei chetoni e delle aldeidi saturi è: CnH2nO.

Acidi carbossilici contengono un gruppo carbossilico –COOH. Quando un acido contiene due gruppi carbossilici, l'acido è chiamato acido dicarbossilico. Gli acidi monocarbossilici saturi (con un gruppo -COOH) hanno la formula generale - CnH2nO 2 . Gli acidi monocarbossilici aromatici hanno la formula generale CnH2n-8O 2 .

Eteri– composti organici in cui due radicali idrocarburici sono indirettamente collegati tramite un atomo di ossigeno. Cioè, hanno una formula come: R-O-R'. In questo caso i radicali R e R’ possono essere uguali o diversi. Formula degli eteri limitanti - CnH2n+1OH O CnH2n+2O.

Esteri– una classe di composti a base di acidi carbossilici organici in cui l'atomo di idrogeno nel gruppo ossidrile è sostituito da un radicale idrocarburico R.

Composti nitro – derivati ​​degli idrocarburi in cui uno o più atomi di idrogeno sono sostituiti da un gruppo nitro –NO 2. I composti nitro saturi con un gruppo nitro hanno la formula CnH2n+1NO 2 .

Aminoacidi hanno due gruppi funzionali contemporaneamente nella loro struttura: l'ammino NH 2 e il carbossile - COOH. Ad esempio: NH 2 -CH 2 -COOH. Gli amminoacidi saturi aventi un carbossile e un gruppo amminico sono isomerici ai corrispondenti nitrocomposti saturi, cioè hanno la formula generale CnH2n+1NO 2 .

Nomenclatura dei composti organici

La nomenclatura delle connessioni si divide in 2 tipologie:

banale e

sistematico.

Banale è storicamente la prima nomenclatura nata all'inizio dello sviluppo della chimica organica. I nomi delle sostanze erano di natura associativa, ad esempio, acido ossalico, urea, indaco.

Creazione di un sistematico, vale a dire la nomenclatura internazionale iniziò nel 1892. Successivamente venne avviata la nomenclatura di Ginevra, che dal 1947 ad oggi è stata continuata dalla IUPAC (IUPAC - International Unified Chemical Nomenclature). Secondo la nomenclatura sistematica, i nomi dei composti organici sono composti dalla radice che indica la lunghezza della catena principale, cioè atomi di carbonio collegati in una catena non ramificata, nonché prefissi e suffissi che indicano la presenza e la posizione di sostituenti, gruppi funzionali e legami multipli.