Tagad ir noskaidrots, ka organisko vielu klase ir visplašākā starp citiem ķīmiskajiem savienojumiem. Ko ķīmiķi klasificē kā organiskās vielas? Atbilde ir: tās ir vielas, kas satur oglekli. Tomēr šim noteikumam ir izņēmumi: ogļskābe, cianīdi, karbonāti, oglekļa oksīdi nav iekļauti sastāvā. organiskie savienojumi.

Ogleklis ir ļoti ziņkārīgs šāda veida ķīmiskais elements. Tās īpatnība ir tāda, ka tā var veidot ķēdes no saviem atomiem. Šis savienojums izrādās ļoti stabils. Organiskajos savienojumos ogleklim ir augsta valence (IV). Mēs runājam par spēju veidot saites ar citām vielām. Šīs saites var būt ne tikai vienkāršās, bet arī dubultās vai trīskāršās. Palielinoties saišu skaitam, atomu ķēde kļūst īsāka, un palielinās šīs saites stabilitāte.

Ogleklis ir pazīstams arī ar to, ka tas var veidot lineāras, plakanas un pat trīsdimensiju struktūras. Šīs šī ķīmiskā elementa īpašības ir atbildīgas par tik daudzveidīgām organiskām vielām dabā. Apmēram trešdaļu no katras cilvēka ķermeņa šūnas kopējās masas veido organiskie savienojumi. Tās ir olbaltumvielas, no kurām galvenokārt tiek veidots ķermenis. Šie ogļhidrāti ir universāla "degviela" ķermenim. Tie ir tauki, kas ļauj uzkrāt enerģiju. Hormoni kontrolē visu orgānu darbību un pat ietekmē uzvedību. Un fermenti izraisa vardarbīgas reakcijas organismā ķīmiskās reakcijas. Turklāt dzīvas būtnes “avota kods” - DNS ķēde - ir organisks savienojums, kura pamatā ir ogleklis.

Gandrīz visi ķīmiskie elementi, kad tie savienojas ar oglekli, tie spēj radīt organiskos savienojumus. Visbiežāk dabā organiskās vielas ietver:

• skābeklis;
• ūdeņradis;
• sērs;
• slāpeklis;
• fosfors.

Teorijas attīstība organisko vielu izpētē noritēja uzreiz divos savstarpēji saistītos virzienos: zinātnieki pētīja savienojumu molekulu telpisko izvietojumu un noskaidroja savienojumos esošo ķīmisko saišu būtību. Organisko vielu struktūras teorijas pirmsākumi bija krievu ķīmiķis A.M. Butlerovs.

Organisko vielu klasifikācijas principi

Zinātnes nozarē, kas pazīstama kā organiskā ķīmija, vielu klasifikācijas jautājumi ir īpaši svarīgi. Grūtības ir tādas, ka ir jāapraksta miljoniem ķīmisko savienojumu.

Prasības nomenklatūrai ir ļoti stingras: tai jābūt sistemātiskai un piemērotai lietošanai starptautiskā mērogā. Jebkuras valsts speciālistiem ir jāsaprot, par kādu saistību viņi runā mēs runājam par un nepārprotami attēlo tā struktūru. Tiek pieliktas vairākas pūles, lai organisko savienojumu klasifikācija būtu piemērota datoru apstrādei.

Pamatā mūsdienu klasifikācija slēpjas molekulas oglekļa skeleta struktūra un klātbūtne tajā funkcionālās grupas.

Pēc oglekļa skeleta struktūras organiskās vielas iedala grupās:

• aciklisks (alifātisks);
• karbociklisks;
• heterociklisks.

Jebkuru savienojumu priekšteči organiskajā ķīmijā ir tie ogļūdeņraži, kas sastāv tikai no oglekļa un ūdeņraža atomiem. Parasti organisko vielu molekulas satur tā sauktās funkcionālās grupas. Tie ir atomi vai atomu grupas, kas nosaka, kādas būs savienojuma ķīmiskās īpašības. Šādas grupas arī dod iespēju pievienot savienojumu noteiktai klasei.

Funkcionālo grupu piemēri ir:

• karbonilgrupa;
• karboksilgrupa;
• hidroksilgrupa.

Tos savienojumus, kas satur tikai vienu funkcionālo grupu, sauc par monofunkcionāliem. Ja organiskās vielas molekulā ir vairākas šādas grupas, tās uzskata par daudzfunkcionālām (piemēram, glicerīns vai hloroforms). Heterofunkcionālie savienojumi būs savienojumi, kuros funkcionālās grupas atšķiras pēc sastāva. Tajā pašā laikā tos var viegli klasificēt kā dažādas klases. Piemērs: pienskābe. To var uzskatīt gan par spirtu, gan par karbonskābi.

Pāreja no klases uz klasi parasti tiek veikta, piedaloties funkcionālajām grupām, bet nemainot oglekļa skeletu.

Skelets, uzliekot to uz molekulu, ir atomu savienojumu secība. Skelets var būt ogleklis vai saturēt tā sauktos heteroatomus (piemēram, slāpekli, sēru, skābekli utt.). Arī organiskā savienojuma molekulas skelets var būt sazarots vai nesazarots; atvērts vai ciklisks.

Aromātiskie savienojumi tiek uzskatīti par īpašu ciklisko savienojumu veidu: pievienošanas reakcijas tiem nav raksturīgas.

Galvenās organisko vielu klases

Ir zināmas šādas bioloģiskas izcelsmes organiskās vielas:

• ogļhidrāti;
• olbaltumvielas;
• lipīdi;
• nukleīnskābes.

Detalizētāka organisko savienojumu klasifikācija ietver vielas, kurām nav bioloģiskas izcelsmes.

Ir organisko vielu klases, kurās ogleklis ir savienots ar citām vielām (izņemot ūdeņradi):

• spirti un fenoli;
• karbonskābes;
• aldehīdi un skābes;
• esteri;
• ogļhidrāti;
• lipīdi;
• aminoskābes;
• nukleīnskābes;
• olbaltumvielas.

Organisko vielu struktūra

Organisko savienojumu daudzveidība dabā ir izskaidrojama ar oglekļa atomu īpašībām. Viņi spēj veidot ļoti spēcīgas saites, apvienojoties grupās – ķēdēs. Rezultāts ir pilnīgi stabilas molekulas. Veids, kā molekulas izmanto, lai savienotos kopā, ir to struktūras galvenā iezīme. Ogleklis spēj apvienoties gan atvērtās, gan slēgtās ķēdēs (tās sauc par cikliskām).

Vielu struktūra tieši ietekmē to īpašības. Strukturālās īpašības ļauj pastāvēt desmitiem un simtiem neatkarīgu oglekļa savienojumu.

Tādām īpašībām kā homoloģija un izomērija ir svarīga loma organisko vielu daudzveidības uzturēšanā.

Mēs runājam par vielām, kas no pirmā acu uzmetiena ir identiskas: to sastāvs neatšķiras viena no otras, molekulārā formula ir vienāda. Bet savienojumu struktūra būtiski atšķiras. Vielu ķīmiskās īpašības arī būs atšķirīgas. Piemēram, izomēriem butāns un izobutāns ir vienāda rakstība. Atomi šo divu vielu molekulās ir sakārtoti dažādās secībās. Vienā gadījumā tie ir sazaroti, otrā nav.

Homoloģija tiek saprasta kā oglekļa ķēdes īpašība, kur katru nākamo locekli var iegūt, pievienojot to pašu grupu iepriekšējai. Citiem vārdiem sakot, katru no homoloģiskajām sērijām var izteikt ar vienu un to pašu formulu. Zinot šo formulu, jūs varat viegli uzzināt jebkura sērijas dalībnieka sastāvu.

Organisko vielu piemēri

Ogļhidrāti pilnībā uzvarētu konkurenci starp visām organiskajām vielām, ja ņemtu tos kopumā pēc masas. Tas ir enerģijas avots dzīviem organismiem un celtniecības materiāls lielākajai daļai šūnu. Ogļhidrātu pasaule ir ļoti daudzveidīga. Bez cietes un celulozes augi nevarētu pastāvēt. A dzīvnieku pasaule tas kļūtu neiespējams bez laktozes un glikogēna.

Vēl viens organisko vielu pasaules pārstāvis ir olbaltumvielas. Tikai no diviem desmitiem aminoskābju daba cilvēka ķermenī spēj izveidot līdz pat 5 miljoniem olbaltumvielu struktūru veidu. Šo vielu funkcijas ietver vitālo regulēšanu svarīgi procesi organismā, nodrošinot asins recēšanu, transportējot noteikta veida vielas organismā. Enzīmu veidā proteīni darbojas kā reakcijas paātrinātāji.

Vēl viena svarīga organisko savienojumu klase ir lipīdi (tauki). Šīs vielas kalpo kā rezerves avots nepieciešams ķermenim enerģiju. Tie ir šķīdinātāji un palīdz notikt bioķīmiskām reakcijām. Lipīdi ir iesaistīti arī šūnu membrānu veidošanā.

Ļoti interesanti ir arī citi organiskie savienojumi – hormoni. Viņi ir atbildīgi par bioķīmisko reakciju rašanos un vielmaiņu. Tie ir hormoni vairogdziedzeris likt cilvēkam justies laimīgam vai skumjam. Un, kā atklājuši zinātnieki, endorfīni ir atbildīgi par laimes sajūtu.

Organiskos savienojumus klasificē, ņemot vērā divas galvenās struktūras īpašības:

Oglekļa ķēdes uzbūve (oglekļa skelets);

Funkcionālo grupu klātbūtne un struktūra.

Oglekļa skelets (oglekļa ķēde) ir oglekļa atomu secība, kas ir ķīmiski saistīti viens ar otru.

Funkcionālā grupa - atoms vai atomu grupa, kas nosaka savienojuma piederību noteiktai klasei un ir atbildīga par tā ķīmiskajām īpašībām.

Savienojumu klasifikācija pēc oglekļa ķēdes struktūras

Atkarībā no oglekļa ķēdes struktūras organiskos savienojumus iedala acikliskajos un cikliskajos.

Acikliskie savienojumi - savienojumi ar atvērts(neslēgta) oglekļa ķēde. Šos savienojumus sauc arī par alifātisks.

Starp acikliskajiem savienojumiem izšķir piesātinātos (piesātinātos), kas skeletā satur tikai atsevišķas vienības. C-C savienojumi Un neierobežots(nepiesātinātas), ieskaitot vairākas saites C = C un C C.

Acikliskie savienojumi

Ierobežojumi:

Neierobežots:

Acikliskos savienojumus iedala arī savienojumos ar nesazarotām un sazarotām ķēdēm. Šajā gadījumā tiek ņemts vērā oglekļa atoma saišu skaits ar citiem oglekļa atomiem.

Ķēde, kas ietver terciāros vai kvartāros oglekļa atomus, ir sazarota (bieži nosaukumā apzīmēta ar prefiksu “iso”).

Piemēram:

Oglekļa atomi:

Primārs;

Sekundārais;

Terciārais.

Cikliskie savienojumi ir savienojumi ar slēgtu oglekļa ķēdi.

Atkarībā no ciklu veidojošo atomu rakstura izšķir karbocikliskos un heterocikliskos savienojumus.

Karbocikliskie savienojumi gredzenā satur tikai oglekļa atomus. Tos iedala divās grupās ar ievērojami atšķirīgām ķīmiskajām īpašībām: alifātiskajos cikliskajos - īsos alicikliskajos - un aromātiskajos savienojumos.

Karbocikliskie savienojumi

Aliselika:

Aromātisks:

Heterocikliskie savienojumi gredzenā papildus oglekļa atomiem satur vienu vai vairākus citu elementu atomus - heteroatomi(no grieķu val heteros- cits, atšķirīgs) - skābeklis, slāpeklis, sērs utt.

Heterocikliskie savienojumi

Savienojumu klasifikācija pēc funkcionālajām grupām

Savienojumus, kas satur tikai oglekli un ūdeņradi, sauc par ogļūdeņražiem.

Citus, daudzskaitlīgākus, organiskos savienojumus var uzskatīt par ogļūdeņražu atvasinājumiem, kas veidojas, ogļūdeņražos ievadot citus elementus saturošas funkcionālās grupas.

Atkarībā no funkcionālo grupu rakstura organiskos savienojumus iedala klasēs. Dažas no raksturīgākajām funkcionālajām grupām un tām atbilstošās savienojumu klases ir norādītas tabulā:

Organisko savienojumu klases

Piezīme: funkcionālās grupas dažkārt ietver dubultās un trīskāršās saites.

Organisko savienojumu molekulas var saturēt divas vai vairākas identiskas vai atšķirīgas funkcionālās grupas.

Piemēram: HO-CH 2 - CH 2 -OH (etilēnglikols); NH2-CH2-COOH (aminoskābe glicīns).

Visas organisko savienojumu klases ir savstarpēji saistītas. Pāreja no vienas savienojumu klases uz citu notiek galvenokārt funkcionālo grupu transformācijas dēļ, nemainot oglekļa skeletu. Katras klases savienojumi veido homologu sēriju.

Organiskās vielas - Tie ir savienojumi, kas satur oglekļa atomu. Pat ķīmijas attīstības sākumposmā visas vielas tika iedalītas divās grupās: minerālās un organiskās. Tajos laikos tika uzskatīts, ka organisko vielu sintezēšanai ir nepieciešams bezprecedenta “dzīvības spēks”, kas raksturīgs tikai dzīvām bioloģiskām sistēmām. Tāpēc nav iespējams sintezēt organiskās vielas no minerālvielām. Un tikai 19. gadsimta sākumā F. Vellers atspēkoja pastāvošo viedokli un sintezēja urīnvielu no amonija cianāta, tas ir, no minerālvielas ieguva organisku vielu. Pēc tam vairāki zinātnieki sintezēja hloroformu, anilīnu, acetātskābi un daudzus citus ķīmiskus savienojumus.

Organiskās vielas ir dzīvu vielu pastāvēšanas pamatā, un tās ir arī galvenie pārtikas produkti cilvēkiem un dzīvniekiem. Lielākā daļa organisko savienojumu ir izejvielas dažādām nozarēm – pārtikas, ķīmijas, vieglās, farmācijas u.c.

Mūsdienās ir zināmi vairāk nekā 30 miljoni dažādu organisko savienojumu. Tāpēc organiskās vielas pārstāv visplašāko klasi.Organisko savienojumu daudzveidība ir saistīta ar unikālas īpašības un oglekļa struktūra. Kaimiņos esošie oglekļa atomi ir savienoti viens ar otru ar vienu vai vairākām (dubultajām, trīskāršajām) saitēm.

Raksturīga ar kovalentu klātbūtni C-C savienojumi, kā arī polārais kovalentais C-N saites, C-O, C-Hal, C-metāls utt. Reakcijām, kurās iesaistītas organiskās vielas, ir dažas iezīmes salīdzinājumā ar minerālvielām. Reakcijās neorganiskie savienojumi parasti ir iesaistīti joni. Bieži vien šādas reakcijas notiek ļoti ātri, dažreiz acumirklī pie optimālās temperatūras. Reakcijās ar parasti tiek iesaistītas molekulas. Jāteic, ka šajā gadījumā dažas kovalentās saites tiek pārtrauktas, bet citas veidojas. Parasti šīs reakcijas notiek daudz lēnāk, un, lai tās paātrinātu, ir nepieciešams paaugstināt temperatūru vai izmantot katalizatoru (skābi vai bāzi).

Kā dabā veidojas organiskās vielas? Lielākā daļa Organiskie savienojumi dabā tiek sintezēti no oglekļa dioksīda un ūdens zaļo augu hlorofilos.

Organisko vielu klases.

Pamatojoties uz O. Butlerova teoriju. Sistemātiskā klasifikācija ir zinātniskās nomenklatūras pamats, kas ļauj nosaukt organisko vielu, pamatojoties uz esošo. strukturālā formula. Klasifikācijas pamatā ir divas galvenās pazīmes - oglekļa skeleta struktūra, funkcionālo grupu skaits un izvietojums molekulā.

Oglekļa skelets ir stabils dažādas daļas organisko vielu molekulas. Atkarībā no tā struktūras visas organiskās vielas iedala grupās.

Acikliskie savienojumi ietver vielas ar taisnu vai sazarotu oglekļa ķēdi. Karbocikliskie savienojumi ietver vielas ar cikliem, tās iedala divās apakšgrupās - alicikliskajos un aromātiskajos. Heterocikliskie savienojumi ir vielas, kuru molekulas balstās uz cikliem, ko veido oglekļa atomi un citu ķīmisko elementu (skābekļa, slāpekļa, sēra) atomi, heteroatomi.

Organiskās vielas klasificē arī pēc funkcionālo grupu klātbūtnes, kas ir daļa no molekulām. Piemēram, ogļūdeņražu klases (izņemot to, ka to molekulās nav funkcionālu grupu), fenoli, spirti, ketoni, aldehīdi, amīni, ēteri, karbonskābes utt. Jāatceras, ka katra funkcionālā grupa (COOH, OH, NH2, SH, NH, NO) nosaka dotā savienojuma fizikāli ķīmiskās īpašības.

Organiskās vielas, organiskie savienojumi - savienojumu klase, kas satur oglekli (izņemot karbīdus, ogļskābi, karbonātus, oglekļa oksīdus un cianīdus). Organiskie savienojumi parasti sastāv no oglekļa atomu ķēdēm, kas savienotas kopā ar kovalentām saitēm un dažādiem aizvietotājiem, kas pievienoti šiem oglekļa atomiem

Organiskā ķīmija ir zinātne, kas pēta organisko vielu sastāvu, struktūru, fizikālās un ķīmiskās īpašības.

Organiskās ir vielas, kuru molekulas sastāv no oglekļa, ūdeņraža, skābekļa, slāpekļa, sēra un dažiem citiem elementiem un satur sastāv no S-S un C-H savienojumi. Turklāt pēdējā klātbūtne ir obligāta.
Organiskās vielas cilvēcei ir zināmas kopš seniem laikiem. Kā neatkarīga zinātne, organiskā ķīmija radās tikai 19. gadsimta sākumā. 1827. gadā Zviedru zinātnieks J. J. Berzelius publicēja pirmo rokasgrāmatu par organiskajām vielām. Viņš bija toreiz modīgās vitālisma teorijas piekritējs, kas apgalvoja, ka organiskās vielas veidojas tikai dzīvos organismos īpašas iedarbības ietekmē. vitalitāte".
Tomēr ne visi ķīmiķi ievēroja vitāliskos uzskatus. Tātad tālajā 1782. gadā. K.V.Šēle, karsējot amonjaka maisījumu, oglekļa dioksīds un ogles, iegūta ciānūdeņražskābe, kas ir ļoti izplatīta augu pasaulē. 1824.-28. F.Vēlers ķīmiskās sintēzes ceļā ieguva skābeņskābi un urīnvielu.
Īpaša nozīme vitālisma teorijas galīgajā atmaskošanā bija dažādu organisko vielu sintēzei, ko veica 60. gadu sākumā. 1842. gadā N.I. Zinins ieguva anilīnu 1845. gadā. A. Kolbe - etiķskābe, 1854.g. M. Bertelo izstrādāja metodi sintētisko tauku iegūšanai, un 1861. g. A.M.Butlerovs sintezēja cukurotu vielu.

Līdz ar vitālisma teorijas sabrukumu tika izdzēsta līnija, kas atdala organiskās vielas no neorganiskajām. Un tomēr organiskajām vielām ir raksturīgas vairākas specifiskas pazīmes. Tie ietver, pirmkārt, to lielo skaitu. Pašlaik cilvēcei ir zināmi vairāk nekā 10 miljoni vielu, no kurām aptuveni 70% ir organiskas.

Par galvenajiem organisko vielu pārpilnības iemesliem tiek uzskatītas homoloģijas un izomērijas parādības.
Homoloģija ir parādība, ka pastāv vairākas vielas, kurām ir vienāds kvalitatīvais sastāvs, līdzīga struktūra un kvantitatīvais sastāvs atšķiras vienā vai vairākās CH2 grupās, ko sauc par homoloģiskajām atšķirībām.

Izomērija ir parādība, ka pastāv vairākas vielas, kurām ir vienāds kvalitatīvais un kvantitatīvais sastāvs, bet atšķirīga molekulu struktūra, kurām ir atšķirīgas fizikālās īpašības un ķīmiskā aktivitāte.

Organisko vielu molekulas sastāv galvenokārt no nemetālu atomiem, kas saistīti ar vāji polārām kovalentām saitēm. Tāpēc atkarībā no oglekļa atomu skaita molekulā tie ir gāzveida, šķidri vai ar zemu kušanas temperatūru cietvielas. Turklāt organisko vielu molekulas parasti satur oglekļa un ūdeņraža atomus neoksidētā vai nedaudz oksidētā veidā, tāpēc tās viegli oksidējas, lai atbrīvotos. liels daudzums karstums, kas izraisa aizdegšanos.

Video pamācība:

Lekcija: Organisko vielu klasifikācija. Organisko vielu nomenklatūra (triviāla un starptautiska)

Organisko vielu klasifikācija

Organisko vielu klasifikācija ir balstīta uz teoriju A.M. Butlerovs. Tabulā parādīta organisko vielu klasifikācija atkarībā no oglekļa ķēdes struktūras veida, t.i. pēc oglekļa skeleta veida:

Acikliskie savienojumi- tās ir organiskas vielas, kuru molekulās oglekļa atomi ir saistīti viens ar otru taisnās un arī sazarotās atvērtās ķēdēs.

Piemēram, etāns ir aciklisks:

vai acetilēns:

Citādi šādus savienojumus sauc par alifātiskajiem jeb taukainajiem savienojumiem, jo ​​pirmie šīs organisko vielu sērijas savienojumi tika iegūti no augu vai dzīvnieku taukiem. Acikliskie savienojumi ietver:

Ierobežojums (vai piesātināts) - šie savienojumi satur oglekļa karkasā vienas kovalentas nepolāras oglekļa-oglekļa C-C un vāji polāras C-H saites, tās ir alkāni.

Alkānu vispārējā molekulārā formula ir C n H 2n+2, kur n ir oglekļa atomu skaits ogļūdeņraža molekulā. Tie ietver atvērtas ķēdes, kā arī slēgtus (cikliskos) ogļūdeņražus. Visiem alkānos esošajiem oglekļa atomiem ir sp 3 - hibridizācija. Atcerieties šādus alkānus:

Metāns - CH 4

Etāns - C2H6: CH3-CH3

Propāns - C3H8: CH3-CH2-CH3

Butāns - C4H10: CH3-(CH2)2-CH3

Pentāns - C5H12: CH3-(CH2)3-CH3

Heksāns - C6H14: CH3-(CH2)4-CH3

Heptāns - C7H16: CH3-(CH2)5-CH3

Oktānskaitlis - C8H18: CH3-(CH2)6-CH3

Nonāns - C9H20: CH3-(CH2)7-CH3

Dekāns — C10H22: CH3-(CH2)8-CH3

Nepiesātināts (vai nepiesātināts) - satur vairākas - dubultās (C=C) vai trīskāršās (C≡C) saites, tie ir alkēni, alkīni un alkadiēni:

1) Alkens- satur vienu oglekļa-oglekļa saiti, kas ir dubultā C=C. Vispārējā formula - CnH2n.Šajos savienojumos esošajiem oglekļa atomiem ir sp 2 - hibridizācija. C=C saitei ir π saite un σ saite, tāpēc alkēni ir reaktīvāki nekā alkāni. Atcerieties šādus alkēnus:

Etēns (etilēns) - C2H4: CH2=CH2

Propēns (propilēns) — C3H6: CH2 = CH-CH3

Butēns - C4H8: butēns-1 CH3-CH2-CH=CH, butēns-2-CH3-CH=CH-CH3, izobutēns [CH3]2C=CH2

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

Heksēns - C6H12: 1-heksēns CH2 =CH-CH2-CH2-CH2-CH3, cis - heksēns-2-CH3-CH=CH-CH2-CH2-CH3 un citi izomēri.

Heptēns - C7H14: 1-heptēns CH2 =CH-CH2-CH-CH2-CH2-CH3, 2-heptēns CH3-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH3 un utt.

Oktēns - C8H16: 1-oktēns CH2 =CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3, 2-oktēns CH3-CH=CH-CH2-CH2-CH 2-CH2-CH3 utt.

Nonenēns - C9H18: 3-nonēns CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3, 5-nonēns CH3-CH2-CH2-CH2- CH=CH-CH2-CH2-CH3 utt.

Decēns - C 10 H 20: 2-decēns CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH=CH-CH 3 utt.

Kā jūs pamanījāt, alkēnu nosaukumi ir līdzīgi alkānu nosaukumiem, ar atšķirību piedēklī. Alkānu nosaukumiem ir sufikss -ane, bet alkēnu nosaukumiem ir sufikss -ene. Turklāt starp uzskaitītajiem alkēniem nav metēna. Atcerieties, ka metāns neeksistē, jo metānam ir tikai viens ogleklis. Un alkēnu veidošanai ir nepieciešama dubultsaišu veidošanās.

Divkāršās saites atrašanās vietu norāda ar skaitli, piemēram, 1-butēns: CH 2 =CH–CH 2 –CH 3 vai 1-heksēns: CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH 2 –CH=CH 2 . pievērs uzmanību šo noteikumu: Ogļūdeņražu ķēžu numerācija jāveic tā, lai dubultās saites būtu vismazākajā skaitā, piemēram, 2-heksēns:

2) Alkins– molekulas satur vienu trīskāršo C≡C saiti. Vispārējā formula - CnH2n-2. IN alkīnu nosaukumi sufikss -an tiek aizstāts ar -in. Piemēram, 3-heptīns: CH3-CH2-CH2-C≡C-CH2-CH3. Etīnam HC≡CH ir iespējams arī triviālais nosaukums acetilēns. Trīskāršās saites pozīcija tiek norādīta tāpat kā iepriekšējā gadījumā ar alkēniem. Ja savienojumā ir vairāk nekā viena trīskāršā saite, tad nosaukumam pievieno sufiksu -diyne vai -triyne. Ja savienojums satur gan dubultās, gan trīskāršās saites, tad to numerāciju nosaka dubultsaite, tāpēc tās vispirms sauc par dubultsaiti, pēc tam par trīskāršām saitēm. Piemēram, heksadiēns-1,3-in-5: CH 2 =CH–CH2 =CH2 –C≡CH.

3) Alcadienes – molekulas satur divas dubultās C=C saites. Vispārējā formula - CnH2n-2,tāds pats kā alkīniem. Alkīni un alkadiēni pieder pie starpklases izomēriem.Piemēram, 1,3-butadiēns vai divinilgrupa C4H6: CH2=CH-CH=CH2.

Cikliskie savienojumi-Šo organisko vielu, kuras molekulas satur trīs vai vairāk atomus, kas savienoti slēgtā gredzenā, veidojot ciklus.

Piesātinātos cikliskos ogļūdeņražus sauc par cikloalkāniem. Par tiem vispārējā formula - CnH 2n. Molekulas satur slēgtu ķēdi vai gredzenus. Piemēram, ciklopropāns (C 3 H 6):

un ciklobutāns (C 4 H 8):

Atkarībā no tā, kuri atomi veidoja ciklus, šis tips savienojumus iedala karbocikliskajos un heterocikliskajos.

Karbociklisks , ko citādi sauc par homocikliskiem, ciklos satur tikai oglekļa atomus. Savukārt tos iedala alifātiskajos un aromātiskajos.

Alicikliskie (alifātiskie) savienojumi atšķiras ar to, ka oglekļa atomi var būt savienoti viens ar otru taisnās, sazarotās ķēdēs vai gredzenos, izmantojot vienas, dubultās vai trīskāršās saites.

Tipisks alifātisks savienojums ir cikloheksēns:

Aromātiskie savienojumi savu nosaukumu ieguva vielas aromātiskās smaržas dēļ. Citādi sauc par arēnām. Tie atšķiras ar benzola gredzena klātbūtni savienojumā:

Sastāvā var būt vairāki šādi gredzeni. Piemēram, naftalīns:

Arī šī grupa savienojumi satur aromātisku sistēmu, kas raksturo savienojuma augsto stabilitāti un stabilitāti. Aromātiskā sistēma gredzenā satur 4n+2 elektronus (kur n = 0, 1, 2, ...). Šai organisko vielu grupai ir tendence iziet aizvietošanas reakcijas, nevis pievienošanas reakcijas.

Aromātiskajiem savienojumiem var būt funkcionāla grupa, kas pievienota tieši gredzenam. Piemēram, toluols:

Heterocikliskie savienojumi ogļūdeņraža ciklā vienmēr satur vienu vai vairākus heteroatomus, kas ir skābekļa, slāpekļa vai sēra atomi. Ja ir pieci heteroatomi, tad savienojumus sauc par pieclocekļiem, ja seši, tad par sešlocekļiem. Heterocikliskā savienojuma piemērs ir piridīns:

Ogļūdeņražu atvasinājumu klasifikācija

Citas organiskās vielas tiek uzskatītas tikai par ogļūdeņražu atvasinājumiem, kas veidojas, kad ogļūdeņražu molekulās tiek ievadītas funkcionālās grupas, kas ietver citus ķīmiskos elementus. Savienojumu formulu ar vienu funkcionālo grupu var uzrakstīt kā R-X. Kur R ir ogļūdeņraža radikālis (ogļūdeņraža molekulas fragments bez viena vai vairākiem ūdeņraža atomiem; X ir funkcionāla grupa. Pamatojoties uz funkcionālo grupu klātbūtni, ogļūdeņražus iedala:

Halogēna atvasinājumi - spriežot pēc nosaukuma, ir skaidrs, ka šajos savienojumos ūdeņraža atomi ir aizstāti ar kāda halogēna atomiem.

Alkoholi un fenoli. Spirtos ūdeņraža atomi tiek aizstāti ar hidroksilgrupu -OH. Pēc šādu grupu skaita spirtus iedala vienvērtīgos un daudzatomiskajos, tostarp divatomiskajos, trīsatomiskajos utt.

Vienvērtīgo spirtu formula: CnH2n+1OH vai CnH2n+2O.

Daudzvērtīgo spirtu formula: C n H 2n +2O x; x ir spirta atomitāte.

Alkoholi var būt arī aromātiski. Vienvērtīgo aromātisko spirtu formula: CnH2n-6O.

Jāatceras, ka aromātisko ogļūdeņražu atvasinājumi, kuros viens/vairāki ūdeņraža atomi ir aizstāti ar hidroksilgrupām, nepieder pie spirtiem. Šis tips pieder pie fenolu klases. Iemesls, kāpēc fenoli netiek klasificēti kā spirti, ir to specifikas dēļ ķīmiskās īpašības. Vienvērtīgie fenoli ir izomēri līdz vienvērtīgajiem aromātiskajiem spirtiem. Tas ir, tiem ir arī vispārīga molekulārā formula CnH2n-6O.

Amīni- amonjaka atvasinājumi, kuros viens, divi vai trīs ūdeņraža atomi ir aizstāti ar ogļūdeņraža radikāli. Amīni, kuros tikai viens ūdeņraža atoms ir aizstāts ar ogļūdeņraža radikāli, tas ir, kam ir vispārējā formula R-NH 2 , sauc par primārajiem amīniem. Amīnus, kuros divi ūdeņraža atomi ir aizstāti ar ogļūdeņražu radikāļiem, sauc par sekundāriem. Viņu formula ir R-NH-R'. Jāatceras, ka radikāļi R un R’ var būt vienādi vai atšķirīgi. Ja visi trīs amonjaka molekulas ūdeņraža atomi ir aizstāti ar ogļūdeņraža radikāli, tad amīni ir terciāri. Šajā gadījumā R, R’, R’’ var būt pilnīgi identiski vai atšķirīgi. Primāro, sekundāro un terciāro piesātināto amīnu vispārējā formula ir C n H 2n +3N. Aromātiskajiem amīniem ar vienu nepiesātinātu aizvietotāju ir formula CnH2n-5N.

Aldehīdi un ketoni. Aldehīdos primārajā oglekļa atomā divi ūdeņraža atomi tiek aizstāti ar vienu skābekļa atomu. Tas ir, to struktūra satur aldehīdu grupu - CH=O. Vispārējā formula - R-CH=O. Ketonos pie sekundārā oglekļa atoma divi ūdeņraža atomi tiek aizstāti ar skābekļa atomu. Tas ir, tie ir savienojumi, kuru struktūra satur karbonilgrupu –C(O)-. Vispārējā ketonu formula: R-C(O)-R'. Šajā gadījumā radikāļi R, R’ var būt vienādi vai atšķirīgi. Aldehīdi un ketoni pēc struktūras ir diezgan līdzīgi, taču tos joprojām izšķir kā klases, jo tiem ir būtiskas atšķirības ķīmiskajās īpašībās. Piesātināto ketonu un aldehīdu vispārējā formula ir: CnH2nO.

Karbonskābes satur karboksilgrupu –COOH. Ja skābe satur divas karboksilgrupas, skābi sauc par dikarbonskābi. Piesātinātajām monokarbonskābēm (ar vienu -COOH grupu) ir vispārīgā formula - CnH2nO 2 . Aromātiskajām monokarbonskābēm ir vispārīgā formula CnH2n-8O 2 .

Ēteri– organiskie savienojumi, kuros divi ogļūdeņraža radikāļi ir netieši saistīti caur skābekļa atomu. Tas ir, viņiem ir šāda formula: R-O-R'. Šajā gadījumā radikāļi R un R’ var būt vienādi vai atšķirīgi. Ierobežojošo ēteru formula - CnH2n+1OH vai C n H 2n +2O.

Esteri– savienojumu klase uz organisko karbonskābju bāzes, kurā ūdeņraža atoms hidroksilgrupā ir aizstāts ar ogļūdeņraža radikāli R.

Nitro savienojumi – ogļūdeņražu atvasinājumi, kuros viens vai vairāki ūdeņraža atomi ir aizstāti ar nitrogrupu –NO 2. Piesātinātiem nitro savienojumiem ar vienu nitrogrupu ir formula C n H 2n +1 NO 2 .

Aminoskābes to struktūrā vienlaikus ir divas funkcionālās grupas - amino NH 2 un karboksilgrupa - COOH. Piemēram: NH 2 -CH 2 -COOH. Piesātinātās aminoskābes ar vienu karboksilgrupu un vienu aminogrupu ir izomēras attiecīgajiem piesātinātajiem nitro savienojumiem, tas ir, tām ir vispārīgā formula C n H 2n +1 NO 2 .

Organisko savienojumu nomenklatūra

Savienojumu nomenklatūra ir sadalīta 2 veidos:

triviāls un

sistemātiski.

Triviāls vēsturiski ir pirmā nomenklatūra, kas radās pašā organiskās ķīmijas attīstības sākumā. Vielu nosaukumiem bija asociatīvs raksturs, piemēram, skābeņskābe, urīnviela, indigo.

Sistemātiskas, t.i. Starptautiskā nomenklatūra sākās 1892. gadā. Pēc tam tika aizsākta Ženēvas nomenklatūra, kuru no 1947. gada līdz mūsdienām turpina IUPAC (IUPAC - International Unified Chemical Nomenclature). Saskaņā ar sistemātisko nomenklatūru organisko savienojumu nosaukumus veido sakne, kas norāda galvenās ķēdes garumu, t.i. oglekļa atomi, kas savienoti nesazarotā ķēdē, kā arī prefiksi un sufiksi, kas norāda uz aizvietotāju, funkcionālo grupu un vairāku saišu klātbūtni un atrašanās vietu.