مواد آلی ترکیباتی هستند که عمدتاً از اتم‌های کربن ترکیب شده با هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و گاهی عناصر دیگر مانند گوگرد و فسفر ساخته شده‌اند. این ترکیبات نقش حیاتی در شیمی موجودات زنده دارند اما در کاربردهای مختلف صنعتی نیز حیاتی هستند. این درس به بررسی اصول اولیه مواد آلی، طبقه بندی، ویژگی ها و برخی واکنش های اساسی آنها می پردازد.
بیشتر مواد آلی دارای برخی ویژگی های مشترک هستند. اولا، آنها عمدتا از اتم های کربن تشکیل شده اند. کربن یک عنصر منحصر به فرد است زیرا می تواند پیوندهای پایداری با بسیاری از عناصر از جمله خود ایجاد کند که منجر به تنوع گسترده ای از ترکیبات آلی می شود. ثانیاً، ترکیبات آلی ممکن است شامل ویژگی ها، گروه های خاصی از اتم ها باشند که خواص و واکنش های ترکیب را تعیین می کنند. برخی از ویژگی های رایج در شیمی آلی عبارتند از گروه های هیدروکسیل (-OH)، گروه های کربوکسیل (-COOH) و گروه های آمینه (-NH2).
مواد آلی را می توان به طور کلی بر اساس ترکیب و خواص آنها به چهار دسته عمده طبقه بندی کرد:
اتحادیه بین المللی شیمی محض و کاربردی (IUPAC) دستورالعمل هایی را برای نام گذاری ترکیبات آلی ارائه می دهد. نام IUPAC نشان دهنده ساختار مولکول از جمله طول زنجیره کربن، نوع پیوندهای شیمیایی و موقعیت و نوع گروه های عاملی است. به عنوان مثال، متان (CH 4 ) ساده ترین هیدروکربن است، در حالی که اسید اتانوئیک (CH 3 COOH) یک اسید کربوکسیلیک دو کربنه است.
ترکیبات آلی طیف وسیعی از خواص فیزیکی و شیمیایی را نشان می دهند که تحت تأثیر طول و شکل زنجیره کربنی آنها، نوع و موقعیت گروه های عاملی و حضور عناصر دیگر است. این خواص شامل نقاط جوش و ذوب، حلالیت، واکنش پذیری و غیره است. به عنوان مثال، الکل ها معمولاً به دلیل پیوند هیدروژنی بین مولکول های الکل، نقطه جوش بالاتری نسبت به هیدروکربن های با وزن مولکولی قابل مقایسه دارند.
مواد آلی تحت واکنش های شیمیایی مختلفی قرار می گیرند که بسیاری از آنها در سنتز ترکیبات جدید یا در فرآیندهای بیوشیمیایی استفاده می شوند. برخی از واکنش های ارگانیک اساسی عبارتند از:
ترکیبات آلی در زمینه های متعددی از جمله داروسازی، کشاورزی، صنعت و انرژی کاربرد دارند. به عنوان مثال، مواد آلی مانند پلاستیک، الیاف مصنوعی، رنگ‌ها و داروها بخش‌های مختلف صنعتی را متحول کرده‌اند. علاوه بر این، سوخت های زیستی، که از مواد آلی مشتق می شوند، یک منبع انرژی تجدید پذیر هستند که به کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی کمک می کند.
به طور خلاصه، مواد آلی گروهی جذاب و متنوع از ترکیبات هستند که هم در فرآیندهای زندگی و هم در بسیاری از بخش‌های صنعت نقش اساسی دارند. درک اصول شیمی آلی به درک پیچیدگی و زیبایی مولکول هایی که دنیای اطراف ما را می سازند کمک می کند و پایه و اساس مطالعات بیشتر در بیوشیمی، فارماکولوژی و شیمی صنعتی را فراهم می کند.
