Napagtibay na ngayon na ang klase ng mga organikong sangkap ay ang pinakamalawak sa iba pang mga kemikal na compound. Ano ang inuri ng mga chemist bilang mga organikong sangkap? Ang sagot ay: ito ang mga sangkap na naglalaman ng carbon. Gayunpaman, may mga pagbubukod sa panuntunang ito: ang carbonic acid, cyanides, carbonates, carbon oxides ay hindi kasama sa komposisyon. mga organikong compound.

Ang carbon ay isang napaka-curious na kemikal na elemento ng uri nito. Ang kakaiba nito ay maaari itong bumuo ng mga kadena mula sa mga atomo nito. Ang koneksyon na ito ay lumalabas na napaka-stable. Sa mga organikong compound, ang carbon ay nagpapakita ng mataas na valency (IV). Pinag-uusapan natin ang kakayahang bumuo ng mga bono sa iba pang mga sangkap. Ang mga bono na ito ay maaaring hindi lamang iisa, kundi doble o triple din. Habang tumataas ang bilang ng mga bono, nagiging mas maikli ang kadena ng mga atomo, at tumataas ang katatagan ng bono na ito.

Ang carbon ay kilala rin sa katotohanan na maaari itong bumuo ng mga linear, flat at kahit na tatlong-dimensional na istruktura. Ang mga katangian ng elementong kemikal na ito ay may pananagutan para sa iba't ibang mga organikong sangkap sa kalikasan. Halos isang katlo ng kabuuang masa ng bawat cell sa katawan ng tao ay binubuo ng mga organikong compound. Ito ang mga protina kung saan pangunahing itinayo ang katawan. Ang mga carbohydrate na ito ay unibersal na "gatong" para sa katawan. Ang mga ito ay mga taba na nagpapahintulot sa iyo na mag-imbak ng enerhiya. Kinokontrol ng mga hormone ang paggana ng lahat ng mga organo at kahit na nakakaimpluwensya sa pag-uugali. At ang mga enzyme ay nagpapalitaw ng marahas na reaksyon sa loob ng katawan mga reaksiyong kemikal. Bukod dito, ang "source code" ng isang buhay na nilalang - ang DNA chain - ay isang organic compound batay sa carbon.

Halos lahat ng mga elemento ng kemikal, kapag sila ay pinagsama sa carbon, sila ay may kakayahang magbunga ng mga organikong compound. Kadalasan sa kalikasan, ang mga organikong sangkap ay kinabibilangan ng:

• oxygen;
• hydrogen;
• asupre;
• nitrogen;
• posporus.

Ang pag-unlad ng teorya sa pag-aaral ng mga organikong sangkap ay nagpatuloy sa dalawang magkakaugnay na direksyon nang sabay-sabay: pinag-aralan ng mga siyentipiko ang spatial na pag-aayos ng mga molekula ng mga compound at nilinaw ang kakanyahan ng mga bono ng kemikal sa mga compound. Ang mga pinagmulan ng teorya ng istraktura ng mga organikong sangkap ay ang Russian chemist na si A.M. Butlerov.

Mga prinsipyo ng pag-uuri ng mga organikong sangkap

Sa sangay ng agham na kilala bilang organikong kimika, ang mga isyu sa pag-uuri ng mga sangkap ay partikular na kahalagahan. Ang kahirapan ay mayroong milyon-milyong mga kemikal na compound na kailangang ilarawan.

Ang mga kinakailangan para sa nomenclature ay napakahigpit: ito ay dapat na sistematiko at angkop para sa paggamit sa isang internasyonal na sukat. Dapat na maunawaan ng mga espesyalista mula sa anumang bansa kung anong koneksyon ang kanilang pinag-uusapan pinag-uusapan natin at malinaw na kinakatawan ang istraktura nito. Ang isang bilang ng mga pagsisikap ay ginagawa upang gawing angkop ang pag-uuri ng mga organikong compound para sa pagproseso ng computer.

Sa kaibuturan modernong klasipikasyon namamalagi ang istraktura ng carbon skeleton ng molekula at ang presensya nito panksyunal na grupo.

Ayon sa istraktura ng kanilang carbon skeleton, ang mga organikong sangkap ay nahahati sa mga grupo:

• acyclic (aliphatic);
• carbocyclic;
• heterocyclic.

Ang mga ninuno ng anumang compound sa organic chemistry ay ang mga hydrocarbon na binubuo lamang ng carbon at hydrogen atoms. Bilang isang patakaran, ang mga molekula ng mga organikong sangkap ay naglalaman ng tinatawag na mga functional na grupo. Ito ang mga atomo o grupo ng mga atomo na tumutukoy kung ano ang magiging mga katangian ng kemikal ng isang tambalan. Ginagawang posible rin ng mga ganitong grupo na magtalaga ng tambalan sa isang partikular na klase.

Ang mga halimbawa ng mga functional na grupo ay kinabibilangan ng:

• carbonyl;
• carboxyl;
• hydroxyl.

Ang mga compound na naglalaman lamang ng isang functional group ay tinatawag na monofunctional. Kung mayroong ilang mga pangkat sa isang molekula ng isang organikong sangkap, sila ay itinuturing na multifunctional (halimbawa, glycerol o chloroform). Ang mga heterofunctional compound ay magiging mga compound kung saan ang mga functional na grupo ay naiiba sa komposisyon. Kasabay nito, madali silang maiuri bilang iba't ibang klase. Halimbawa: lactic acid. Maaari itong ituring na parehong alkohol at isang carboxylic acid.

Ang paglipat mula sa klase patungo sa klase ay isinasagawa, bilang panuntunan, kasama ang pakikilahok ng mga functional na grupo, ngunit hindi binabago ang carbon skeleton.

Ang balangkas, kapag inilapat sa isang molekula, ay ang pagkakasunud-sunod ng mga koneksyon ng mga atomo. Ang skeleton ay maaaring carbon o naglalaman ng tinatawag na heteroatoms (halimbawa, nitrogen, sulfur, oxygen, atbp.). Gayundin, ang balangkas ng isang molekula ng isang organikong tambalan ay maaaring sanga o walang sanga; bukas o paikot.

Ang mga aromatic compound ay itinuturing na isang espesyal na uri ng mga cyclic compound: ang mga karagdagan na reaksyon ay hindi pangkaraniwan para sa kanila.

Pangunahing klase ng mga organikong sangkap

Ang mga sumusunod na organikong sangkap ng biyolohikal na pinagmulan ay kilala:

• carbohydrates;
• protina;
• mga lipid;
• mga nucleic acid.

Ang isang mas detalyadong pag-uuri ng mga organikong compound ay kinabibilangan ng mga sangkap na hindi pinagmulan ng biyolohikal.

Mayroong mga klase ng mga organikong sangkap kung saan ang carbon ay pinagsama sa iba pang mga sangkap (maliban sa hydrogen):

• mga alkohol at phenol;
• mga carboxylic acid;
• aldehydes at acids;
• ester;
• carbohydrates;
• mga lipid;
• mga amino acid;
• mga nucleic acid;
• mga protina.

Istraktura ng mga organikong sangkap

Ang malawak na pagkakaiba-iba ng mga organikong compound sa kalikasan ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mga katangian ng mga atomo ng carbon. Nagagawa nilang bumuo ng napakalakas na mga bono, na nagkakaisa sa mga grupo - mga tanikala. Ang resulta ay ganap na matatag na mga molekula. Ang paraan na ginagamit ng mga molekula upang magkaugnay ay isang pangunahing katangian ng kanilang istraktura. Ang carbon ay may kakayahang pagsamahin sa parehong bukas at saradong mga kadena (tinatawag silang cyclic).

Ang istraktura ng mga sangkap ay direktang nakakaapekto sa kanilang mga katangian. Ang mga tampok na istruktura ay ginagawang posible para sa sampu at daan-daang mga independiyenteng carbon compound na umiral.

Ang mga katangian tulad ng homology at isomerism ay may mahalagang papel sa pagpapanatili ng pagkakaiba-iba ng mga organikong sangkap.

Pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga sangkap na magkapareho sa unang sulyap: ang kanilang komposisyon ay hindi naiiba sa bawat isa, ang pormula ng molekula ay pareho. Ngunit ang istraktura ng mga compound ay sa panimula ay naiiba. Ang mga kemikal na katangian ng mga sangkap ay magkakaiba din. Halimbawa, ang isomer butane at isobutane ay may parehong spelling. Ang mga atomo sa mga molekula ng dalawang sangkap na ito ay nakaayos sa magkakaibang pagkakasunud-sunod. Sa isang kaso sila ay branched, sa isa pa ay hindi.

Ang homology ay nauunawaan bilang isang katangian ng isang carbon chain, kung saan ang bawat kasunod na miyembro ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagdaragdag ng parehong grupo sa nauna. Sa madaling salita, ang bawat serye ng homological ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng parehong formula. Alam ang formula na ito, madali mong malalaman ang komposisyon ng sinumang miyembro ng serye.

Mga halimbawa ng mga organikong sangkap

Ang mga karbohidrat ay ganap na mananalo sa kumpetisyon sa pagitan ng lahat ng mga organikong sangkap, kung kukunin natin ang mga ito nang buo sa pamamagitan ng masa. Ito ay pinagmumulan ng enerhiya para sa mga buhay na organismo at isang materyal na gusali para sa karamihan ng mga selula. Ang mundo ng carbohydrates ay napaka-magkakaibang. Kung walang almirol at selulusa, hindi maaaring umiral ang mga halaman. A mundo ng hayop magiging imposible nang walang lactose at glycogen.

Ang isa pang kinatawan ng mundo ng mga organikong sangkap ay mga protina. Mula sa dalawang dosenang amino acids, ang kalikasan ay nakakabuo ng hanggang 5 milyong uri ng mga istruktura ng protina sa katawan ng tao. Ang mga pag-andar ng mga sangkap na ito ay kinabibilangan ng regulasyon ng vital mahahalagang proseso sa katawan, tinitiyak ang pamumuo ng dugo, pagdadala ng ilang uri ng mga sangkap sa loob ng katawan. Sa anyo ng mga enzyme, ang mga protina ay kumikilos bilang mga accelerator ng reaksyon.

Ang isa pang mahalagang klase ng mga organikong compound ay ang mga lipid (taba). Ang mga sangkap na ito ay nagsisilbing isang backup na mapagkukunan kailangan ng katawan enerhiya. Ang mga ito ay solvents at tumutulong sa biochemical reactions na mangyari. Ang mga lipid ay kasangkot din sa pagtatayo ng mga lamad ng cell.

Ang iba pang mga organikong compound - mga hormone - ay napaka-interesante din. Ang mga ito ay responsable para sa paglitaw ng mga biochemical reaksyon at metabolismo. Ito ay mga hormone thyroid gland magpasaya o malungkot ang isang tao. At tulad ng natuklasan ng mga siyentipiko, ang mga endorphins ay responsable para sa pakiramdam ng kaligayahan.

Ang mga organikong compound ay inuri na isinasaalang-alang ang dalawang pangunahing katangian ng istruktura:

Istraktura ng carbon chain (carbon skeleton);

Pagkakaroon at istraktura ng mga functional na grupo.

Ang carbon skeleton (carbon chain) ay isang pagkakasunud-sunod ng mga carbon atom na kemikal na nauugnay sa isa't isa.

Functional group - isang atom o grupo ng mga atom na tumutukoy kung ang isang compound ay kabilang sa isang partikular na klase at responsable para sa mga kemikal na katangian nito.

Pag-uuri ng mga compound ayon sa istraktura ng carbon chain

Depende sa istraktura ng carbon chain, ang mga organic compound ay nahahati sa acyclic at cyclic.

Acyclic compounds - mga compound na may bukas(hindi saradong) carbon chain. Ang mga koneksyon na ito ay tinatawag din aliphatic.

Sa mga acyclic compound, ang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng saturated (saturated), na naglalaman lamang ng mga iisang unit sa skeleton. Mga koneksyon sa C-C At walang limitasyon(unsaturated), kabilang ang maraming mga bono C = C at C C.

Mga acyclic compound

Mga limitasyon:

Walang limitasyong:

Ang mga acyclic compound ay nahahati din sa mga compound na may unbranched at branched chain. Sa kasong ito, ang bilang ng mga bono ng isang carbon atom sa iba pang mga carbon atom ay isinasaalang-alang.

Ang chain, na kinabibilangan ng tertiary o quaternary carbon atoms, ay branched (ang pangalan ay madalas na tinutukoy ng prefix na "iso").

Halimbawa:

Mga atomo ng carbon:

Pangunahin;

Pangalawa;

Tertiary.

Ang mga cyclic compound ay mga compound na may saradong carbon chain.

Depende sa likas na katangian ng mga atomo na bumubuo sa cycle, ang mga carbocyclic at heterocyclic compound ay nakikilala.

Ang mga carbocyclic compound ay naglalaman lamang ng mga carbon atom sa singsing. Ang mga ito ay nahahati sa dalawang grupo na may makabuluhang magkakaibang mga katangian ng kemikal: aliphatic cyclic - alicyclic para sa maikli - at aromatic compounds.

Mga carbocyclic compound

Alicelic:

Mabango:

Ang mga heterocyclic compound ay naglalaman sa singsing, bilang karagdagan sa mga carbon atom, isa o higit pang mga atom ng iba pang mga elemento - mga heteroatom(mula sa Greek heteros- iba pa, iba) - oxygen, nitrogen, sulfur, atbp.

Mga heterocyclic compound

Pag-uuri ng mga compound ayon sa mga functional na grupo

Ang mga compound na naglalaman lamang ng carbon at hydrogen ay tinatawag na hydrocarbons.

Ang iba, mas marami, mga organikong compound ay maaaring ituring bilang mga derivatives ng hydrocarbons, na nabuo sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga functional group na naglalaman ng iba pang mga elemento sa hydrocarbons.

Depende sa likas na katangian ng mga functional na grupo, ang mga organikong compound ay nahahati sa mga klase. Ang ilan sa mga pinaka-katangiang functional na grupo at ang kanilang mga kaukulang klase ng mga compound ay ibinibigay sa talahanayan:

Mga klase ng mga organikong compound

Tandaan: ang mga functional group kung minsan ay may kasamang double at triple bond.

Ang mga molekula ng mga organikong compound ay maaaring maglaman ng dalawa o higit pang magkapareho o magkaibang mga functional na grupo.

Halimbawa: HO-CH 2 - CH 2 -OH (ethylene glycol); NH 2 -CH 2 - COOH (amino acid glycine).

Ang lahat ng mga klase ng mga organikong compound ay magkakaugnay. Ang paglipat mula sa isang klase ng mga compound patungo sa isa pa ay isinasagawa pangunahin dahil sa pagbabago ng mga functional na grupo nang hindi binabago ang carbon skeleton. Ang mga compound ng bawat klase ay bumubuo ng isang homologous na serye.

Organikong bagay - Ito ay mga compound na naglalaman ng carbon atom. Kahit na sa mga unang yugto ng pag-unlad ng kimika, ang lahat ng mga sangkap ay nahahati sa dalawang grupo: mineral at organiko. Noong mga panahong iyon, pinaniniwalaan na upang ma-synthesize ang organikong bagay, kinakailangan na magkaroon ng isang walang uliran na "mahalaga sa buhay", na likas lamang sa mga buhay na biological system. Samakatuwid, imposibleng i-synthesize ang mga organikong sangkap mula sa mga mineral. At sa simula lamang ng ika-19 na siglo, pinabulaanan ni Weller ang umiiral na opinyon at nag-synthesize ng urea mula sa ammonium cyanate, iyon ay, nakakuha siya ng isang organikong sangkap mula sa isang mineral. Pagkatapos nito, maraming mga siyentipiko ang nag-synthesize ng chloroform, aniline, acetate acid at maraming iba pang mga kemikal na compound.

Ang mga organikong sangkap ay sumasailalim sa pagkakaroon ng buhay na bagay at ito rin ang pangunahing produktong pagkain para sa mga tao at hayop. Karamihan sa mga organikong compound ay hilaw na materyales para sa iba't ibang industriya - pagkain, kemikal, ilaw, parmasyutiko, atbp.

Ngayon, higit sa 30 milyong iba't ibang mga organikong compound ang kilala. Samakatuwid, ang mga organikong sangkap ay kumakatawan sa pinakamalawak na klase. Ang pagkakaiba-iba ng mga organikong compound ay nauugnay sa natatanging katangian at ang istraktura ng Carbon. Ang mga kalapit na carbon atom ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng isa o maramihang (doble, triple) na mga bono.

Nailalarawan sa pagkakaroon ng covalent Mga koneksyon sa C-C, pati na rin ang polar covalent Mga bono ng C-N, C-O, C-Hal, C-metal, atbp. Ang mga reaksyon na kinasasangkutan ng mga organikong sangkap ay may ilang mga tampok kumpara sa mga mineral. Sa mga reaksyon mga di-organikong compound karaniwang kasangkot ang mga ion. Kadalasan ang gayong mga reaksyon ay nagaganap nang napakabilis, kung minsan ay kaagad sa pinakamainam na temperatura. Ang mga reaksyon sa karaniwang may kinalaman sa mga molekula. Dapat sabihin na sa kasong ito ang ilang mga covalent bond ay nasira, habang ang iba ay nabuo. Bilang isang patakaran, ang mga reaksyong ito ay nagpapatuloy nang mas mabagal, at upang mapabilis ang mga ito ay kinakailangan upang taasan ang temperatura o gumamit ng isang katalista (acid o base).

Paano nabuo ang mga organikong sangkap sa kalikasan? Karamihan ng Ang mga organikong compound sa kalikasan ay na-synthesize mula sa carbon dioxide at tubig sa mga chlorophyll ng mga berdeng halaman.

Mga klase ng mga organikong sangkap.

Batay sa teorya ni O. Butlerov. Ang sistematikong pag-uuri ay ang pundasyon ng siyentipikong nomenclature, na ginagawang posible na pangalanan ang isang organikong sangkap batay sa umiiral na pormula sa istruktura. Ang pag-uuri ay batay sa dalawang pangunahing tampok - ang istraktura ng carbon skeleton, ang bilang at paglalagay ng mga functional na grupo sa molekula.

Ang carbon skeleton ay isang kuwadra iba't ibang parte mga molekula ng organikong bagay. Depende sa istraktura nito, ang lahat ng mga organikong sangkap ay nahahati sa mga grupo.

Kabilang sa mga acyclic compound ang mga substance na may tuwid o branched carbon chain. Kasama sa mga carbocyclic compound ang mga sangkap na may mga cycle; nahahati sila sa dalawang subgroup - alicyclic at aromatic. Ang mga heterocyclic compound ay mga sangkap na ang mga molekula ay batay sa mga cycle, na nabuo ng mga carbon atom at mga atom ng iba pang mga elemento ng kemikal (Oxygen, Nitrogen, Sulfur), heteroatoms.

Ang mga organikong sangkap ay inuri din ayon sa pagkakaroon ng mga functional na grupo na bahagi ng mga molekula. Halimbawa, ang mga klase ng hydrocarbons (maliban na walang mga functional na grupo sa kanilang mga molekula), phenols, alcohols, ketones, aldehydes, amines, ethers, mga carboxylic acid, atbp. Dapat tandaan na ang bawat functional group (COOH, OH, NH2, SH, NH, NO) ay tumutukoy sa mga katangian ng physicochemical ng isang naibigay na tambalan.

Mga organikong sangkap, mga organikong compound - isang klase ng mga compound na naglalaman ng carbon (maliban sa mga carbide, carbonic acid, carbonates, carbon oxides at cyanides). Ang mga organikong compound ay kadalasang binubuo ng mga kadena ng mga carbon atom na pinagsama-sama ng mga covalent bond at iba't ibang mga substituent na nakakabit sa mga carbon atom na ito.

Ang organikong kimika ay isang agham na nag-aaral sa komposisyon, istraktura, pisikal at kemikal na katangian ng mga organikong sangkap.

Ang organiko ay mga sangkap na ang mga molekula ay binubuo ng mga atomo ng carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur at ilang iba pang elemento at naglalaman ng binubuo ng S-S at mga koneksyon sa C-H. Bukod dito, ang pagkakaroon ng huli ay sapilitan.
Ang mga organikong sangkap ay kilala sa sangkatauhan mula pa noong unang panahon. Paano malayang agham, ang organikong kimika ay lumitaw lamang sa simula ng ika-19 na siglo. Noong 1827 Inilathala ng Swedish scientist na si J. J. Berzelius ang unang manwal sa mga organikong sangkap. Siya ay isang tagasunod ng pagkatapos ay naka-istilong teorya ng vitalism, na nagtalo na ang mga organikong sangkap ay nabuo lamang sa mga nabubuhay na organismo sa ilalim ng impluwensya ng isang espesyal na " sigla".
Gayunpaman, hindi lahat ng mga chemist ay sumunod sa mga vitalistic na pananaw. Kaya noong 1782. K.V.Scheele, pinainit ang pinaghalong ammonia, carbon dioxide at karbon, nakuha ang hydrocyanic acid, na karaniwan sa mundo ng halaman. Noong 1824-28. F. Nakuha ni Wehler ang oxalic acid at urea sa pamamagitan ng chemical synthesis.
Ang partikular na kahalagahan para sa pangwakas na pag-debunking ng teorya ng vitalism ay ang mga synthesis ng iba't ibang mga organikong sangkap na isinagawa noong unang bahagi ng 60s. Noong 1842 Nakuha ng N.I. Zinin ang aniline noong 1845. A. Kolbe - acetic acid, noong 1854. Gumawa si M. Berthelot ng isang paraan para sa paggawa ng sintetikong taba, at noong 1861. Si A.M.Butlerov ay nag-synthesize ng isang matamis na sangkap.

Sa pagbagsak ng teorya ng vitalism, ang linya na naghihiwalay sa mga organikong sangkap mula sa mga hindi organiko ay nabura. Gayunpaman, ang mga organikong sangkap ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang bilang ng mga tiyak na tampok. Kabilang dito, una sa lahat, ang kanilang malaking bilang. Sa kasalukuyan, higit sa 10 milyong mga sangkap ang kilala sa sangkatauhan, kung saan halos 70% ay organic.

Ang mga pangunahing dahilan para sa kasaganaan ng mga organikong sangkap ay itinuturing na mga phenomena ng homology at isomerism.
Ang homology ay ang kababalaghan ng pagkakaroon ng isang bilang ng mga sangkap na may parehong husay na komposisyon, katulad na istraktura, at sa dami ng komposisyon ay naiiba sa isa o ilang mga grupo ng CH2, na tinatawag na homological difference.

Ang isomerismo ay ang kababalaghan ng pagkakaroon ng isang bilang ng mga sangkap na may parehong qualitative at quantitative na komposisyon, ngunit isang magkaibang istraktura ng mga molekula na nagpapakita ng iba't ibang pisikal na katangian at aktibidad ng kemikal.

Ang mga molekula ng mga organikong sangkap ay pangunahing binubuo ng mga non-metal na atomo na pinag-uugnay ng mahinang polar covalent bond. Samakatuwid, depende sa bilang ng mga atomo ng carbon sa molekula, ang mga ito ay puno ng gas, likido o mababang pagkatunaw mga solido. Bilang karagdagan, ang mga molekula ng mga organikong sangkap ay kadalasang naglalaman ng carbon at hydrogen atoms sa unoxidized o bahagyang oxidized form, kaya madali silang na-oxidized upang palabasin. malaking dami init, na humahantong sa pag-aapoy.

Video tutorial:

Lecture: Pag-uuri ng mga organikong sangkap. Nomenclature ng mga organikong sangkap (walang halaga at internasyonal)

Pag-uuri ng mga organikong sangkap

Ang pag-uuri ng mga organikong sangkap ay batay sa teorya ng A.M. Butlerov. Ipinapakita ng talahanayan ang pag-uuri ng mga organikong sangkap depende sa uri ng istraktura ng carbon chain, i.e. ayon sa uri ng carbon skeleton:

Mga acyclic compound- ito ay mga organikong sangkap sa mga molekula kung saan ang mga atomo ng carbon ay konektado sa isa't isa sa tuwid at sanga rin na bukas na mga kadena.

Halimbawa, ang ethane ay acyclic:

o acetylene:

Kung hindi, ang mga naturang compound ay tinatawag na aliphatic o fatty compound, dahil ang mga unang compound ng seryeng ito ng mga organikong sangkap ay nakuha mula sa mga taba ng gulay o hayop. Kasama sa mga acyclic compound ang:

Limitasyon (o puspos) - ang mga compound na ito ay naglalaman sa carbon skeleton single covalent nonpolar carbon-carbon C-C at mahinang polar C-H bonds, ito ay alkanes.

Ang pangkalahatang molecular formula ng alkanes ay C n H 2n+2, kung saan ang n ay ang bilang ng mga carbon atom sa isang hydrocarbon molecule. Kabilang dito ang mga bukas na kadena pati na rin ang mga saradong (cyclic) hydrocarbons. Ang lahat ng carbon atoms sa alkanes ay mayroon sp 3 - hybridization. Tandaan ang mga sumusunod na alkanes:

Methane - CH 4

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Unsaturated (o unsaturated) - naglalaman ng maramihang - doble (C=C) o triple (C≡C) na mga bono, ito ay mga alkenes, alkynes at alkadienes:

1) Alkens- naglalaman ng isang carbon-carbon bond, na isang dobleng C=C. Pangkalahatang formula - CnH2n.Ang mga carbon atom sa mga compound na ito ay mayroon sp 2 - hybridization. Ang C=C bond ay may π bond at σ bond, kaya ang mga alkenes ay mas reaktibo kaysa sa mga alkane. Tandaan ang mga sumusunod na alkenes:

Ethene (ethylene) - C 2 H 4: CH 2 =CH 2

Propene (propylene) - 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

Hexene - C 6 H 12: 1-hexene CH 2 =CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3, cis - hexene-2 ​​​​CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH 2 -CH 3 at iba pang isomer.

Heptene - C 7 H 14: 1-heptene CH 2 =CH-CH 2 -CH-CH 2 -CH 2 -CH 3, 2-heptene CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 at iba pa.

Octene - C 8 H 16: 1-octene CH 2 =CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3, 2-octene CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 atbp.

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 atbp.

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, atbp.

Tulad ng napansin mo, ang mga pangalan ng alkenes ay katulad ng mga pangalan ng alkanes, na may pagkakaiba sa suffix. Ang mga pangalan ng alkanes ay may panlaping -ane, at ang mga alkene ay may panlaping -ene. Bilang karagdagan, sa mga nakalistang alkenes ay walang methene. Tandaan, ang methane ay hindi umiiral dahil ang methane ay mayroon lamang isang carbon. At para sa pagbuo ng mga alkenes, ang pagbuo ng mga dobleng bono ay kinakailangan.

Ang lokasyon ng double bond ay ipinahiwatig ng isang numero, halimbawa, 1-butene: CH 2 =CH–CH 2 –CH 3 o 1-hexene: CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH 2 –CH=CH 2 . pansinin mo panuntunang ito: Ang pagbilang ng mga hydrocarbon chain ay dapat gawin upang ang mga double bond ay nasa pinakamababang bilang, halimbawa, 2-hexene:

2) Alkins– ang mga molekula ay naglalaman ng isang triple C≡C bond. Pangkalahatang formula - CnH2n-2. SA mga pangalan ng alkynes ang panlaping -an ay pinapalitan ng -in. Halimbawa, 3-heptine: CH 3 –CH 2 –CH 2 –C≡C–CH 2 –CH 3. Para sa ethyne HC≡CH, posible rin ang maliit na pangalang acetylene. Ang posisyon ng triple bond ay ipinahiwatig sa parehong paraan tulad ng sa nakaraang kaso na may mga alkenes. Kung mayroong higit sa isang triple bond sa isang tambalan, ang suffix -diyne o -triyne ay idinaragdag sa pangalan. Kung ang tambalan ay naglalaman ng parehong doble at triple na mga bono, kung gayon ang kanilang pagnunumero ay tinutukoy ng dobleng bono, samakatuwid, sila ay tinatawag na unang doble, pagkatapos ay triple bond. Halimbawa, hexadiene-1,3-in-5: CH 2 =CH–CH2 =CH2 –C≡CH.

3) Alcadienes – ang mga molekula ay naglalaman ng dalawang dobleng C=C na mga bono. Pangkalahatang formula - CnH2n-2,kapareho ng para sa mga alkynes. Ang mga alkynes at alkadienes ay nabibilang sa mga interclass na isomer.Halimbawa, 1,3-butadiene o divinyl C 4 H 6: CH 2 =CH-CH=CH2.

Mga paikot na koneksyon- Ito organikong bagay, ang mga molekula na naglalaman ng tatlo o higit pang mga atomo na konektado sa isang saradong singsing, na bumubuo ng mga siklo.

Ang mga saturated cyclic hydrocarbon ay tinatawag na cycloalkanes. tungkol sa kanila pangkalahatang formula - CnH 2n. Ang mga molekula ay naglalaman ng isang saradong kadena o singsing. Halimbawa, cyclopropane (C 3 H 6):

at cyclobutane (C 4 H 8):

Depende sa kung aling mga atomo ang nabuo ang mga siklo, ganitong klase Ang mga compound ay nahahati sa carbocyclic at heterocyclic.

Carbocyclic , na kung hindi man ay tinatawag na homocyclic, ay naglalaman lamang ng mga carbon atom sa mga cycle. Sa turn, nahahati sila sa aliphatic at aromatic.

Alicyclic (aliphatic) compounds naiiba dahil ang mga carbon atom ay maaaring konektado sa isa't isa sa tuwid, branched chain o singsing gamit ang single, double o triple bond.

Ang isang tipikal na aliphatic compound ay cyclohexene:

Mga mabangong compound nakuha ang kanilang pangalan dahil sa mabangong amoy ng sangkap. Kung hindi man ay tinatawag na arena. Ang mga ito ay nakikilala sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang singsing na benzene sa tambalan:

Maaaring may ilang mga naturang singsing sa komposisyon. Halimbawa, naphthalene:

Gayundin grupong ito Ang mga compound ay naglalaman ng isang mabangong sistema, na nagpapakilala sa mataas na katatagan at katatagan ng tambalan. Ang isang aromatic system ay naglalaman ng 4n+2 electron sa ring (kung saan n = 0, 1, 2, ...). Ang pangkat na ito ng mga organikong sangkap ay may posibilidad na sumailalim sa mga reaksyon ng pagpapalit kaysa sa mga reaksyon ng karagdagan.

Ang mga aromatic compound ay maaaring may functional group na direktang nakakabit sa ring. Halimbawa, toluene:

Mga heterocyclic compound laging naglalaman sa hydrocarbon cycle ng isa o higit pang mga heteroatom, na mga atomo ng oxygen, nitrogen o sulfur. Kung mayroong limang heteroatom, kung gayon ang mga compound ay tinatawag na limang miyembro, kung mayroong anim, pagkatapos ay anim na miyembro. Ang isang halimbawa ng isang heterocyclic compound ay pyridine:

Pag-uuri ng mga hydrocarbon derivatives

Ang iba pang mga organikong sangkap ay itinuturing na eksklusibo bilang mga derivatives ng mga hydrocarbon, na nabuo kapag ang mga functional na grupo na kinabibilangan ng iba pang mga elemento ng kemikal ay ipinakilala sa mga molekulang hydrocarbon. Ang formula ng mga compound na mayroong isang functional group ay maaaring isulat bilang R-X. Kung saan ang R ay isang hydrocarbon radical (isang fragment ng isang hydrocarbon molecule na walang isa o higit pang hydrogen atoms; X ay isang functional group. Batay sa pagkakaroon ng functional group, ang mga hydrocarbon ay nahahati sa:

Halogen derivatives - sa paghusga sa pangalan, malinaw na sa mga compound na ito ang mga atomo ng hydrogen ay pinalitan ng mga atomo ng ilang halogen.

Mga alkohol at phenol. Sa mga alkohol, ang mga atomo ng hydrogen ay pinalitan ng isang pangkat na hydroxyl -OH. Ayon sa bilang ng mga naturang grupo, ang mga alkohol ay nahahati sa monohydric at polyatomic, kabilang ang diatomic, triatomic, atbp.

Formula ng monohydric alcohols: CnH2n+1OH o CnH2n+2O.

Formula ng polyhydric alcohols: C n H 2n +2O x; x ay ang atomicity ng alkohol.

Ang mga alkohol ay maaari ding maging mabango. Formula ng monohydric aromatic alcohol: CnH2n-6O.

Dapat tandaan na ang mga derivatives ng aromatic hydrocarbons kung saan ang isa/ilang hydrogen atoms ay pinalitan ng mga hydroxyl group ay hindi kabilang sa mga alcohol. Ang ganitong uri ay kabilang sa klase ng mga phenol. Ang dahilan kung bakit ang mga phenol ay hindi inuri bilang mga alkohol ay dahil sa kanilang tiyak mga katangian ng kemikal. Ang mga monohydric phenols ay isomeric sa monohydric aromatic alcohol. Ibig sabihin, mayroon din silang pangkalahatang molecular formula CnH2n-6O.

Amines- ammonia derivatives kung saan ang isa, dalawa o tatlong hydrogen atoms ay pinapalitan ng hydrocarbon radical. Amines kung saan isang hydrogen atom lamang ang pinalitan ng isang hydrocarbon radical, iyon ay, pagkakaroon ng pangkalahatang formula R-NH 2 , ay tinatawag na pangunahing mga amin. Ang mga amin kung saan ang dalawang hydrogen atoms ay pinalitan ng mga hydrocarbon radical ay tinatawag na pangalawa. Ang kanilang formula ay R-NH-R'. Dapat alalahanin na ang mga radikal na R at R' ay maaaring magkapareho o magkaiba. Kung ang lahat ng tatlong mga atomo ng hydrogen ng molekula ng ammonia ay pinalitan ng isang radikal na hydrocarbon, kung gayon ang mga amin ay tertiary. Sa kasong ito, ang R, R', R'' ay maaaring ganap na magkapareho o magkaiba. Ang pangkalahatang pormula ng pangunahin, pangalawa at tersiyaryong saturated amines ay C n H 2n +3N. Ang mga aromatic na amin na may isang unsaturated substituent ay may formula CnH2n-5N.

Aldehydes at ketones. Sa aldehydes, sa pangunahing carbon atom, dalawang hydrogen atoms ang pinalitan ng isang oxygen atom. Iyon ay, ang kanilang istraktura ay naglalaman ng isang aldehyde group - CH=O. Pangkalahatang formula - R-CH=O. Sa ketones, sa pangalawang carbon atom, dalawang hydrogen atoms ang pinapalitan ng oxygen atom. Iyon ay, ito ay mga compound na ang istraktura ay naglalaman ng isang carbonyl group –C(O)-. Pangkalahatang formula ng ketones: R-C(O)-R'. Sa kasong ito, ang mga radikal na R, R' ay maaaring pareho o magkaiba. Ang mga aldehydes at ketone ay halos magkapareho sa istraktura, ngunit nakikilala pa rin sila bilang mga klase, dahil mayroon silang makabuluhang pagkakaiba sa mga katangian ng kemikal. Ang pangkalahatang formula ng saturated ketones at aldehydes ay: CnH2nO.

Mga carboxylic acid naglalaman ng pangkat ng carboxyl -COOH. Kapag ang acid ay naglalaman ng dalawang carboxylic group, ang acid ay tinatawag na dicarboxylic acid. Ang mga saturated monocarboxylic acid (na may isang -COOH group) ay may pangkalahatang formula - CnH2nO 2 . Ang mga aromatic na monocarboxylic acid ay may pangkalahatang formula CnH2n-8O 2 .

Mga Ether– mga organic compound kung saan ang dalawang hydrocarbon radical ay hindi direktang konektado sa pamamagitan ng oxygen atom. Ibig sabihin, mayroon silang formula tulad ng: R-O-R'. Sa kasong ito, ang mga radikal na R at R' ay maaaring magkapareho o magkaiba. Formula ng paglilimita ng mga eter - CnH2n+1OH o C n H 2n +2O.

Ester– isang klase ng mga compound batay sa mga organic na carboxylic acid kung saan ang hydrogen atom sa hydroxyl group ay pinalitan ng isang hydrocarbon radical R.

Mga compound ng Nitro – derivatives ng hydrocarbons kung saan ang isa o higit pang hydrogen atoms ay pinapalitan ng isang nitro group –NO 2. Ang mga saturated nitro compound na may isang nitro group ay may formula C n H 2n +1NO 2 .

Mga amino acid magkaroon ng dalawang functional na grupo sa kanilang istraktura sa parehong oras - amino NH 2 at carboxyl - COOH. Halimbawa: NH 2 -CH 2 -COOH. Ang mga saturated amino acid na may isang carboxyl at isang amino group ay isomeric sa kaukulang saturated nitro compound, iyon ay, mayroon silang pangkalahatang formula C n H 2n +1NO 2 .

Nomenclature ng mga organic compound

Ang nomenclature ng koneksyon ay nahahati sa 2 uri:

walang kuwenta at

sistematiko.

Ang trivial sa kasaysayan ay ang unang nomenclature na lumitaw sa pinakadulo simula ng pagbuo ng organic chemistry. Ang mga pangalan ng mga sangkap ay nauugnay sa kalikasan, halimbawa, oxalic acid, urea, indigo.

Paglikha ng isang sistematiko, i.e. Ang internasyonal na katawagan ay nagsimula noong 1892. Pagkatapos ay sinimulan ang Geneva nomenclature, na mula 1947 hanggang sa kasalukuyan ay ipinagpatuloy ng IUPAC (IUPAC - International Unified Chemical Nomenclature). Ayon sa sistematikong nomenclature, ang mga pangalan ng mga organic compound ay binubuo ng ugat na nagpapahiwatig ng haba ng pangunahing kadena, i.e. carbon atoms na konektado sa isang walang sanga na chain, pati na rin ang mga prefix at suffix na nagpapahiwatig ng presensya at lokasyon ng mga substituent, functional na grupo at maramihang mga bono.