A química orgânica é o ramo da química que trata da estrutura, propriedades, composição, reações e preparação de compostos contendo carbono, que incluem não apenas hidrocarbonetos, mas também compostos com vários outros elementos, incluindo hidrogênio (a maioria dos compostos contém pelo menos uma ligação carbono-hidrogênio), nitrogênio, oxigênio, halogênios, fósforo, silício e enxofre. Este campo da química era tradicionalmente limitado a compostos produzidos por organismos vivos, mas foi ampliado para incluir substâncias produzidas pelo homem, como os plásticos. A gama de aplicações dos compostos orgânicos é enorme e inclui as indústrias farmacêutica, química, de ciência dos materiais e agrícola, entre outras.
A versatilidade do carbono o torna a espinha dorsal da química orgânica. Os átomos de carbono podem formar quatro ligações covalentes com outros átomos, levando a uma gama diversificada de compostos. Um único átomo de carbono pode ligar-se a outros átomos de carbono formando cadeias ou anéis, criando assim o esqueleto ou estrutura de uma molécula orgânica. Essas cadeias de carbono podem ser modificadas pela inclusão de outros elementos chamados grupos funcionais, que determinam as propriedades e reações da molécula.
Os hidrocarbonetos são os compostos orgânicos mais simples, compostos exclusivamente de carbono e hidrogênio. Eles são categorizados em alcanos, alcenos, alcinos e hidrocarbonetos aromáticos com base em sua estrutura e tipos de ligações carbono-carbono.
Grupos funcionais são grupos específicos de átomos dentro de moléculas que possuem certas propriedades características, independentemente dos outros átomos presentes em uma molécula. Eles são fundamentais para a compreensão da química e da reatividade das moléculas orgânicas. Alguns grupos funcionais comuns incluem:
Isômeros são compostos com a mesma fórmula molecular, mas com arranjos estruturais diferentes e, portanto, propriedades diferentes. O isomerismo é um conceito crítico na química orgânica porque explica como moléculas com os mesmos átomos podem ter estruturas e propriedades diferentes. Existem dois tipos principais de isomerismo: isómeros estruturais (ou constitucionais), que diferem nos arranjos covalentes dos seus átomos, e estereoisómeros, que têm os mesmos arranjos covalentes, mas diferem nos arranjos espaciais dos seus átomos. Um exemplo de isomerismo estrutural pode ser visto com o butano \(C 4H {10}\) , que possui dois isômeros: n-butano e isobutano. O estereoisomerismo inclui enantiômeros, que são imagens espelhadas um do outro e não podem ser sobrepostos, como as mãos esquerda e direita.
As reações orgânicas são reações químicas envolvendo compostos orgânicos. Os tipos básicos de reações orgânicas incluem:
A química orgânica é um campo vasto e fascinante que desempenha um papel crucial na compreensão da composição química e dos processos dos organismos vivos, bem como no desenvolvimento de novos materiais e produtos farmacêuticos. Ao compreender os conceitos básicos da química orgânica, como a estrutura e reatividade de moléculas orgânicas, hidrocarbonetos, grupos funcionais, isomerismo e reações orgânicas, obtém-se uma visão sobre a base química da vida e a síntese de novos compostos.
