דוגמה לכימיה אורגנית

ה כימיה אורגנית זהו החלק של הכימיה הכללית האחראית על המחקר והסיווג התפקודי של תרכובות כימיות שהיסוד המבני שלהן הוא פַּחמָן, נוכח בשפע ב חומר חי; זה יוצר יקום מאוד מובחן של כימיה אנאורגנית, המוקדש לתרכובות כימיות המסווגות כמינרלים.

אטום הפחמן כולל ארבעה אלקטרונים בקליפה האחרונה של תצורתו האלקטרונית. מאפיין זה, יחד עם זה של רדיוס האטום שלו, מאפשר לו להצטרף לקשרים קוולנטיים לאחרים אטומים מאותו יסוד, ברשתות רבות, ויוצרים מגוון גדול של תרכובות כימיות יַצִיב.

אתה יכול לבדוק קשרים קוולנטיים.

תרכובות כימיות כאלה, בנוסף לאטומי הפחמן המקנים להם את המבנה הראשוני שלהם, מכילות אטומי מימן כהשלמה העיקרית לערכיות הפחמן. בנוסף, במגוון זה של תרכובות, יש כאלה עם התערבות אטומי חמצן, חנקן, הלוגנים, גופרית ואפילו זרחן, יסודות אדמה אלקליין ואלקליין ומתכות של מַעֲבָר. תלוי מי מעורב במולקולה, זה יהיה התכונות הפיזיקליות והכימיות של החומר הסופי.

ה תרכובות אורגניות נוכחים בכל רחבי חומר חי; לקדם ולקיים את כולם פונקציות ביולוגיותבניגוד לחומרים אורגניים או מינרליים, ששימשו את בני האדם למטרות מסחריות, לצורך ניסויים או למילוי משימות ביתיות מסוימות.

היסטוריה של כימיה אורגנית

לפני 1828 כבר הבחינו בין כימיה אורגנית לבין כימיה אנאורגנית. חומר אורגני נקשר ליצירה באמצעות א "כוח חיוני", ולא-אורגניים עם הלא-חיים, עם המינרל. לאור תפיסות אלה, לא ניתן היה לצפות להשיג תרכובות אורגניות מחומרים אורגניים במעבדה.

למרות זאת, בשנת 1828 פרידריך ווהלר (1800-1882) הצליח להכין חומר אורגני, אוריאה CO (NH₂)₂, תוצר חשוב של חילוף החומרים של בעלי חיים, מתרכובות אנאורגניות. יַחַס עופרת ציאנט Pb (CNO)₂ עם אמוניה NH₃ להשיג אמוניום ציאנט NH₄CNO; תרכובת זו נוצרה, אכן, אך כשהתמיסה התבשלה על מנת לגבש את האמוניום ציאנט, הוא הפך לאוריאה.

שינוי כימי זה הוא דוגמה ל קיבוץ מחדש פנימי, שבהם מספר או סוג האטומים במולקולה אינם משתנים, אלא רק הסדר שלהם בתוכה. סוגים אלה של טרנספורמציות נפוצים מאוד בכימיה אורגנית.

תגליתו של ווהלר יזמה את נטישת תאוריית כוח החיים מאוחר יותר מושלך לחלוטין על ידי אחריו הכנת תרכובות אורגניות רבות אחרות ב מַעבָּדָה. למרות זאת, המוקדמות של אורגני ואורגני מתקיימות, מכיוון שתרכובות אורגניות קשורות למוצרים מינרליים ותרכובות אורגניות, שהן למעשה תרכובות של פחמן ומימן ונגזרותיהן, הן מהסוג המיוצר על ידי אורגניזמים חיים.

למרות שחוקי הכימיה הכללית חלים באופן שווה על שתי התרכובות, סיבות שונות מצדיקות ומחייבות חלוקה זו. לפיכך, תרכובות אורגניות ואורגניות נבדלות בתכונות שונות, כגון: שלהן מְסִיסוּת עדיף בממיסים אורגניים (אתר, אלכוהול, כלורופורם וכו ') ובמים, בהתאמה, זה יַצִיבוּת (תרכובות אורגניות מתפרקות בטמפרטורות נמוכות יחסית), ו אופי התגובות; עבור תרכובות אורגניות הן יוניות, פשוטות ומיידיות כמעט, ועבור תרכובות אורגניות הן קוולנטיות, מורכבות ואיטיות.

תרכובות אורגניות

תרכובות פחמן בעלות שרשראות של עד תשעים אטומים ידועות. ה שרשראות אטומי פחמן יכולים להיות לינארי ומסועף ויש להם קשרים קוולנטיים יחידים או שיש להם קשרים כפולים או משולשים. ידוע כי למעלה מ -2,500 תרכובות מכילות רק פחמן ומימן (פחמימנים).

איזומריזם של תרכובות אורגניות

בתרכובות אנאורגניות, נוסחה מייצגת בדרך כלל תרכובת אחת; לפיכך, יש רק חומר אחד עם הנוסחה H₂SW₄. מולקולת החומצה הגופרית מכילה שני אטומי מימן, אחד של גופרית וארבעה של חמצן, בסידור ספציפי וייחודי. בתרכובות אורגניות זה נדיר שזה יקרה. כך, למשל, ישנן שתי תרכובות המגיבות לנוסחה C₂ה₆או, אתיל אלכוהול או אתנול, ואתר דימתיל.

ככל שהמולקולה מורכבת יותר, כלומר ככל שמספר אטומי הפחמן גדול יותר, כך מספר האיזומרים האפשרי גדול יותר.

ניתוח תרכובות אורגניות

הניתוח של תרכובת אורגנית כולל את ניתוח איכותי, ה ניתוח כמותי וה ניתוח פונקציונלי. במקרה של הנחה כי המתחם נמצא במצב טמא, הוא טוהר בעבר על ידי הִתגַבְּשׁוּת, זִקוּק, הַאֲצָלָה, הוֹצָאָה, וכו. ניתן לשפוט את קריטריון הטוהר על פי קבועיו הפיזיים, כגון נקודת התכה, נקודת רתיחה, צפיפות, מסיסות, צורה גבישית, אינדקס שבירה וכו '.

ה ניתוח איכותי זה מאומת על ידי חקירת נוכחותם של היסודות המרכיבים את התרכובת, במיוחד פחמן, מימן וחנקן, ולעתים הלוגנים, גופרית וזרחן.

ה ניתוח כמותי הוא מתבצע תוך שימוש בשיטות המשמשות לניתוח איכותי. נקודת המוצא היא כמות מסוימת של חומר שעובר בעירה, ופחמן הדו חמצני נאסף ונשקל. נוצרים אדי פחמן ומים כדי לחשב את אחוז הפחמן והמימן ב מתחם. תוצאות הניתוח הכמותי מקלות על חישוב ה- נוסחה אמפירית, אם כי ניתן למצוא את הנוסחה המולקולרית רק לאחר קביעת המשקל המולקולרי של החומר. אך הבעיה טרם נפתרה מכיוון שאותה נוסחה מולקולרית יכולה להתאים לאיזומרים שונים.

סיווג תרכובות אורגניות

על פי המבנה שלהם, תרכובות אורגניות מחולקות לתרכובות אליפטי, אֲרוֹמָתִי י הטרוציקלי. תרכובות אליפטיות קשורות למתאן CH₄, הם בעלי שרשרת פתוחה, למעט ציקלופראפינים, וחייבים את שמם לעובדה ששומנים מן החי והצומח שייכים לקבוצה זו.

ה תרכובות ארומטיות, שרשרת סגורה, קשורה קשר הדוק לבנזן, C₆ה₆והם חייבים את שמם לעובדה שלרבים מהם יש ריחות ריחניים ונעימים.

טבעת בנזן

ה תרכובות הטרוציקליות הם תרכובות שרשרת סגורה שהטבעת שלה מכילה אלמנט שאינו פחמן.

לפי החוקה שלהם הם:

פחמימנים, אשר בתורו, בשל סוג הקישורים שיש לה, מסווג כ אלקנס, אלקנס י אלקינים. בנוסף, ציקלואלקנים, בנזן ונגזרותיהם המורכבות רק מפחמן ומימן נמצאים בקטגוריה זו.

תרכובות הטרוציקליות

נגזרות הלוגניות:R-X

תרכובות ניטרו:R-NO₂

חומצות סולפוניות:R-SO₃ה

ניטרילים (או אלקיל ציאנידים) ואיזוניטרילים:R-CN ו- R-NC. הם נבדלים באופן שבו אטום החנקן נקשר במולקולה.

אלכוהול:R-OH

פנולים: תרכובות המבוססות על עמוד שדרה המורכב מטבעת בנזן עם תוספת קבוצת הידרוקסיל.

אתרים:R-O-R

מרקפטנים: R-SH

Thioethers:R-S-R

חומצות תיוס:R-COSH

אלדהידים:R-CHO

קטונים:R-CO-R

חומצות קרבוקסיליות:R-COOH

אתה יוצא:R-COOM (M עבור מתכת)

אסטרים: R-COO-R

אנהידרידים: R-CO-O-OC-R

אמינים:R-NH₂, R-NH-R, 2R-N-R

פחמימות מסוג אלדוזה:-CHOH-CHOH-CHO

פחמימות מסוג קטוז:-CHOH-CO-CH₂הו

תרכובות אורגנו-מטאליות:R-M-R

הלידים מתכת-אלקילים:R-MX (ידוע גם בשם ריאגנטים גריגנארד)