Back to the topics list

органска хемија

Вовед во органска хемија

Органската хемија е гранка на хемијата која се занимава со структурата, својствата, составот, реакциите и подготовката на соединенија што содржат јаглерод, кои вклучуваат не само јаглеводороди туку и соединенија со кој било број на други елементи, вклучувајќи го и водородот (повеќето соединенија содржат најмалку една јаглерод-водородна врска), азот, кислород, халогени, фосфор, силициум и сулфур. Ова поле на хемијата традиционално беше ограничено на соединенија произведени од живи организми, но беше проширено за да вклучи супстанци направени од човекот, како што е пластиката. Опсегот на примена на органски соединенија е огромен и ги вклучува фармацевтската, хемиската, науката за материјали и земјоделската индустрија, меѓу другите.

Разбирање на јаглеродните соединенија

Разновидноста на јаглеродот го прави столбот на органската хемија. Јаглеродните атоми можат да формираат четири ковалентни врски со други атоми, што доведува до разновидна низа соединенија. Еден јаглероден атом може да се поврзе со други јаглеродни атоми формирајќи синџири или прстени, со што се создава скелет или рамка на органска молекула. Овие јаглеродни синџири можат да се модифицираат со вклучување на други елементи наречени функционални групи, кои ги одредуваат својствата и реакциите на молекулата.

Јаглеводороди

Јаглеводородите се наједноставните органски соединенија, составени исклучиво од јаглерод и водород. Тие се категоризираат на алкани, алкени, алкини и ароматични јаглеводороди врз основа на нивната структура и видови на јаглерод-јаглеродни врски.

• Алкани : Ова се заситени јаглеводороди со единечни врски помеѓу јаглеродните атоми. Општата формула е \(C nH {2n+2}\) , каде што n е бројот на јаглеродни атоми. Пример е метанот, \(CH_4\) .
• Алкени : Незаситени јаглеводороди со најмалку една двојна врска помеѓу јаглеродните атоми. Општата формула е \(C nH {2n}\) . Етен, \(C 2H 4\) е пример.
• Алкини : Незаситени јаглеводороди со најмалку една тројна врска помеѓу јаглеродните атоми. Општата формула е \(C nH {2n-2}\) . Пример е етин, \(C 2H 2\) .
• Ароматични јаглеводороди : Соединенија кои содржат прстен од јаглеродни атоми со наизменични единечни и двојни врски, познати како ароматичен прстен. Бензенот, \(C 6H 6\) е вообичаен пример.

Функционални групи

Функционалните групи се специфични групи на атоми во молекулите кои имаат одредени карактеристични својства без оглед на другите атоми присутни во молекулата. Тие се клучни за разбирање на хемијата и реактивноста на органските молекули. Некои вообичаени функционални групи вклучуваат:

• Алкохоли : Се карактеризира со хидроксилна (-OH) група поврзана со атом на јаглерод. Етанол, \(C 2H 5OH\) , кој се наоѓа во алкохолните пијалоци, е пример.
• Карбоксилни киселини : Содржат карбоксилна (COOH) група. Познат пример е оцетната киселина, \(CH_3COOH\) , која е главната состојка на оцетот.
• Алдехиди и кетони : и двете содржат карбонилна (C=O) група, но кај алдехидите се наоѓа на крајот на јаглеродниот синџир, додека кај кетоните се наоѓа во средината. Формалдехид, \(HCHO\) и ацетон, \((CH 3) 2CO\) се примери, соодветно.
• Амини : органски соединенија и функционални групи кои содржат основен атом на азот со осамен пар. Анилин, \(C 6H 5NH_2\) , кој се користи во производството на бои, е пример.

Изомеризам во органската хемија

Изомерите се соединенија со иста молекуларна формула, но со различни структурни распореди, а со тоа и различни својства. Изомеризмот е критичен концепт во органската хемија бидејќи објаснува како молекулите со исти атоми можат да имаат различни структури и својства. Постојат два главни типа на изомеризам: структурни (или конституционални) изомери, кои се разликуваат во ковалентните распореди на нивните атоми и стереоизомери, кои имаат исти ковалентни распореди, но се разликуваат по просторните распореди на нивните атоми. Пример за структурен изомеризам може да се види со бутанот \(C 4H {10}\) , кој има два изомери: n-бутан и изобутан. Стереоизомеризмот вклучува енантиомери, кои се огледални слики еден на друг и не можат да се надополнат, како левата и десната рака.

Органски реакции

Органските реакции се хемиски реакции кои вклучуваат органски соединенија. Основните типови на органски реакции вклучуваат:

• Реакции на додавање : Две или повеќе молекули се комбинираат за да формираат поголема молекула. Ова е вообичаено кај алкените и алкините.
• Реакции на супституција : Атомот во молекулата се заменува со друг атом или група атоми. Ова е типично за халогени јаглеводороди.
• Реакции на елиминација : Молекулата се дели на две или повеќе помали молекули. Алкохолите често се подложени на дехидрогенизација за да формираат алкени.
• Редокс реакции : Тие вклучуваат пренос на електрони помеѓу две супстанции, како што е оксидација на алкохоли до кетони или алдехиди.

Заклучок

Органската хемија е огромно и фасцинантно поле кое игра клучна улога во разбирањето на хемискиот состав и процесите на живите организми, како и во развојот на нови материјали и фармацевтски производи. Со разбирање на основните концепти на органската хемија, како што се структурата и реактивноста на органските молекули, јаглеводородите, функционалните групи, изомеризмот и органските реакции, се добива увид во хемиската основа на животот и синтезата на нови соединенија.