Органічна хімія - це розділ хімії, який займається структурою, властивостями, складом, реакціями та отриманням вуглецевмісних сполук, які включають не лише вуглеводні, але й сполуки з будь-якою кількістю інших елементів, включаючи водень (більшість сполук містять принаймні один вуглець-водневий зв’язок), азот, кисень, галогени, фосфор, кремній і сірка. Ця галузь хімії традиційно обмежувалася сполуками, які виробляють живі організми, але була розширена, щоб включити речовини, створені людиною, такі як пластмаси. Спектр застосування органічних сполук величезний і охоплює, серед іншого, фармацевтичну, хімічну, матеріалознавчу та сільськогосподарську промисловість.
Універсальність вуглецю робить його основою органічної хімії. Атоми вуглецю можуть утворювати чотири ковалентні зв’язки з іншими атомами, що призводить до різноманітних сполук. Один атом вуглецю може зв’язуватися з іншими атомами вуглецю, утворюючи ланцюги або кільця, таким чином створюючи скелет або каркас органічної молекули. Ці вуглецеві ланцюги можна модифікувати шляхом включення інших елементів, які називаються функціональними групами, які визначають властивості та реакції молекули.
Вуглеводні — найпростіші органічні сполуки, що складаються виключно з вуглецю і водню. Вони поділяються на алкани, алкени, алкіни та ароматичні вуглеводні на основі їх структури та типів вуглець-вуглецевих зв’язків.
Функціональні групи — це конкретні групи атомів у молекулах, які мають певні характерні властивості незалежно від інших атомів, присутніх у молекулі. Вони є ключовими для розуміння хімії та реакційної здатності органічних молекул. Деякі загальні функціональні групи включають:
Ізомери — це сполуки з однаковою молекулярною формулою, але з різним структурним розташуванням і, отже, різними властивостями. Ізомерія є важливою концепцією в органічній хімії, оскільки вона пояснює, як молекули з однаковими атомами можуть мати різні структури та властивості. Існує два основних типи ізомерії: структурні (або конституційні) ізомери, які відрізняються ковалентним розташуванням своїх атомів, і стереоізомери, які мають однакові ковалентні розташування, але відрізняються просторовим розташуванням своїх атомів. Приклад структурної ізомерії можна побачити з бутаном \(C 4H {10}\) , який має два ізомери: н-бутан та ізобутан. Стереоізомерія включає енантіомери, які є дзеркальним відображенням один одного і не можуть накладатися, як ліва і права руки.
Органічні реакції — це хімічні реакції за участю органічних сполук. До основних типів органічних реакцій належать:
Органічна хімія — це величезна та захоплююча галузь, яка відіграє вирішальну роль у розумінні хімічного складу та процесів живих організмів, а також у розробці нових матеріалів і фармацевтичних препаратів. Розуміючи основні поняття органічної хімії, такі як структура та реакційна здатність органічних молекул, вуглеводні, функціональні групи, ізомерія та органічні реакції, можна зрозуміти хімічну основу життя та синтез нових сполук.
