Organických látok. Teória chemickej štruktúry organických zlúčenín

Najjednoduchšou klasifikáciou je to. že všetky známe látky zdieľajú anorganické a organické. Patria k organickým látkam uhľovodíky A ich deriváty. Všetky ostatné látky sú anorganické.

Anorganické látky Podľa kompozície rozdeliť jednoduchý a komplexný.

Jednoduché látkypozostáva z atómov jedného chemického prvku a sú rozdelené na kovy, nekovové, ušľachtilé plyny. Painst látky pozostávajú z atómov rôznych prvkov, chemicky spojených s ostatnými.

Komplexné anorganické látky v zložení a vlastnostiach sú distribuované podľa nasledujúcich najdôležitejších tried: oxidy, bázy, kyseliny, amfotérne hydroxidy, soli.

• Oxidy. - Toto sú zložité látky pozostávajúce z dvoch chemických prvkov, z ktorých jeden je kyslík s oxidáciou (-2). Celkový vzorec oxidov: E m o n, kde m je počet atómov prvku E a n je počet atómov kyslíka. Oxidy sú zase klasifikované na tvarovanie a postihnutie soli. Formovanie hriadeľa sú rozdelené na bázické, amfotérne, kyseliny, ktoré zodpovedajú bázam, amfotérnym hydroxidom, kyselinami.
• Hlavné oxidy - Toto sú oxidy kovov v oxidáciách +1 a +2. Tie obsahujú:
  • oxidy kovov hlavnej podskupiny prvej skupiny ( alkalické kovy) Li - Fr.
  • oxidy kovov hlavnej podskupiny druhej skupiny ( Kovy mg a alkalických zemín) Mg - ra.
  • prechodné oxidy kovov v dolných oxidovacích stupňoch
• Oxidy kyselín- zobrazuje nekovové kovy s C.O. Viac ako +2 a kovy s C.O. Od +5 do +7 (SO2, SEO 2, P205, AS203, C02, Si02, CRO3 a MN207). Výnimka: O oxidy č 2 a CLO. 2 Žiadne vhodné kyseliny hydroxidy, ale považujú sa za kyselinu.
• Amfotérne oxidy-Vybné amfotérne kovy s C.O. +2, + 3, + 4 (beo, CR203, ZNO, A1203, GEO 2, SNO 2 a RO).
• Non-tvarovacie oxidy - Nemetalov oxidy s C.O + 1, +2 (CO, NO, N2O, SiO).
• Základ - Ide o komplexné látky pozostávajúce z atómov kovov a jednej alebo viacerých hydroxových skupín (skupín). Všeobecný vzorec dočasných: m (OH) Y, kde Y je počet skupín hydroxe, rovnaké ako stupeň oxidácie kovov M (spravidla +1 a +2). Základy sú rozdelené na rozpustné (alkalické) a nerozpustné.
• Kyselina- (kyslé hydroxidy) sú zložité látky pozostávajúce z atómov vodíka, ktoré sú schopné nahradiť na atómy kovov a zvyškov kyseliny. Všeobecný vzorec kyselín: H x AC, kde je kyslý zvyšok (z anglickej "kyseliny" - kyselina), X je počet atómov vodíka, ktorý sa rovná náboja iónu kyslého zvyšku.
• Amfotérnych hydroxidov. - Ide o komplexné látky, ktoré ukazujú vlastnosti kyselín, a základné vlastnosti. Preto môžu byť vzorce amfotérnych hydroxidov zaznamenané vo forme kyselín a vo forme báz.
• Sololi. - Toto sú zložité látky pozostávajúce z kovových katiónov a aniónov kyslých zvyškov. Takáto definícia sa vzťahuje na stredné soli.
• Stredné soli - Toto sú produkty úplnej substitúcie atómov vodíka v molekule kyseliny s atómami kovov alebo úplnou substitúciou hydroxochroupíkov v základnej molekule podľa kyselinových zvyškov.
• Kyslé soli - atómy vodíka v kyseline substituovanej kovovými atómami. Získajú sa neutralizovaním bázy nadbytku kyseliny. Správne zavolať kyselina soľ Je potrebné pridať hydro alebo dihydro soľ na názov normálnej soli, v závislosti od počtu atómov vodíka, ktoré sú súčasťou kyslej soli. Napríklad KHCO 3 - hydrogenuhličitan draselný, KH2P04 - dihydroorkosfát draselný. Je potrebné pripomenúť, že kyslé soli môžu tvoriť iba dve a viac bázických kyselín.
• Základné soli - Hydroxochroup bázy (OH -) je čiastočne substituovaný kyselinou zvyškom. Zavolať hlavná soľ Je potrebné pridať hydroxyskupinu alebo dihydroxy pripevnenie k názvu normálnej soli - v závislosti od počtu IT - skupiny zahrnutých v soli. Napríklad (CuOH) 2 CO3 - hydroxokarbonát (II). Je to potrebné Pamätajte si, že hlavné soli sú schopné vytvárať iba dôvody obsahujúce dve alebo viac hydroxénových skupín vo svojej kompozícii.
• Dvojité soli - V ich zložení sú dva rôzne katióny, získané kryštalizáciou zo zmesi fyziologického roztoku s rôznymi katiónmi, ale rovnakými aniónmi. Napríklad Kal (SO 4) 2, KNASO 4.
• Zmiešané soli - V ich zložení sú dva rôzne anióny. Napríklad CA (OCL) Cl.
• Hydrátové soli (kryštalický) - Ich kompozícia zahŕňa molekuly kryštalizačnej vody. Príklad: Na2S04 · 10H 2 O.

Klasifikácia organických látok

Zlúčeniny pozostávajúce len z vodíka a atómov uhlíka sa nazývajú uhľovodíky. Predtým, ako začnete túto časť, zapamätajte si, že na zjednodušenie záznamu, chemici nemajú maľovať uhlík a vodík v reťazcoch, ale nezabudnú, že uhlík tvorí štyri väzby, a ak je uhlík spojený s dvoma pripojeniami, potom sú dva viac spojené s vodíkom , dokonca aj posledný a dva nie sú uvedené:

V závislosti od štruktúry uhlíkového reťazca, organické zlúčeniny sú rozdelené do otvorených spojov acyklický (alifatické) a cyklický - s uzavretým reťazcom atómov.

Cyklický Sú rozdelené do dvoch skupín: karbocyklický Pripojenia I. heterocyklický.

Karbocyklické zlúčeninyZadajte dva rady zlúčenín: alicyklický a aromatický.

Aromatické zlúčeniny Štruktúra molekúl je založená na plochom cykloch obsahujúcich uhlík so špeciálnym uzavretým systémom π-elektrónov. Formujte spoločný π-systém (jeden π-elektronický oblak).

Acyklické (alifatické) a cyklické uhľovodíky môžu obsahovať viacnásobnú (dvojitú alebo trojitú) komunikáciu. Takéto uhľovodíky sa nazývajú nepredvídaný(nenasýtené), na rozdiel od limit(nasýtené) obsahujúce iba jednorazové pripojenia.

PI Komunikácia (π-väzba) je kovalentná väzba vytvorená prekrývaním p-atómových orbitátov. Na rozdiel od Sigma väzieb, ktoré sa uskutočnili prekrývaním S-atómové orbitály pozdĺž čiary zlúčeniny atómov, sa putá PI vyskytujú, keď sa p-atómové orbitáty prekrývajú na oboch stranách atómového spojovacieho potrubia.

V prípade tvorby aromatického systému je napríklad C6H6 benzén, každý zo šiestich atómov uhlíka je v stave SP2 - hybridizácia a tvorí tri Sigma väzby s uhlom valencie 120 °. Štvrtý p-elektrón každého atómu uhlíka je orientovaný kolmo na rovinu benzénu kruhu. Všeobecne platí, že jediná väzba vzniká, množiteľná na všetkých atómoch uhlíka benzénového kruhu. Na oboch stranách roviny Sigma-Link sa vytvárajú dve oblasti PI-Dlhopisy s vysokou elektronickou hustotou. S takýmto pripojením sa všetky atómy uhlíka v benzénovej molekule stanú ekvivalentným, a preto je podobný systém stabilnejší ako systém s tromi lokalizovanými dvojitými väzbami.

Obmedzte alifatické uhľovodíky sa nazývajú alkanans, majú všeobecný vzorec s N 2N + 2, kde n je počet atómov uhlíka. Ich starý názov sa často používa v súčasnosti - parafíny:

Nenelnené alifatické uhľovodíky s jednou trojitou väzbou sa nazývajú alky. Ich všeobecný vzorec s N H 2N - 2

Obmedzte alicyklické uhľovodíky - cykloalkány, ich všeobecný vzorec s NH2N:

Pozreli sme sa na klasifikáciu uhľovodíkov. Ak sa však jeden alebo viac atómov vodíka nahradí v týchto molekulách na iné atómy alebo skupiny atómov (halogén, hydroxylové skupiny, aminoskupiny atď.), Hydrokarónové deriváty sú vytvorené: produkcia halogénu, kyslíka obsahujúca, obsahujúci dusík obsahujúci a iné organické zlúčeniny.

Atómy alebo skupiny atómov, ktoré určujú najkrajšie vlastnosti tejto triedy látok, sa nazývajú funkčné skupiny.

Hydrokarbóny v ich derivátoch s jednou a rovnakou funkčnou skupinou tvoria homológne riadky.

Homológne číslo sa nazýva celý rad zlúčenín patriacich do jednej triedy (homológy), podľa seba podľa kompozície podľa celočíselnému počtu skupín -CH2 - (homológny rozdiel), ktorý má podobnú štruktúru, a preto podobné chemické vlastnosti .

Podobnosť chemických vlastností homológov výrazne zjednoduší štúdium organických zlúčenín.

Substituované uhľovodíky

• Halogénové deriváty uhľovodíkov Môže sa považovať za substitučné produkty v uhľovodíkoch jedného alebo viacerých atómov atómov vodíka halogénu. V súlade s tým môže existovať marginálne a znázornené mono-, tri- (vo všeobecnom prípade poly-) halogénových derivátov. Všeobecný vzorec halogénových derivátov uhľovodíkov R-GK kyslíkom obsahujúce organické látky zahŕňajú alkoholy, fenoly, aldehydy , ketóny, karboxylové kyseliny, jednoduché a estery.
• Alkohol - deriváty uhľovodíkov, v ktorých sa z hydroxylových skupín substituuje jeden alebo viac atómov vodíka. Plány sa nazývajú monoatómia, ak majú jednu hydroxylovú skupinu a limit, ak sú deriváty alkanans. Všeobecný vzorec limitu monohydomických alkoholov: R- to.
• Fenoly - deriváty aromatických uhľovodíkov (rad benzénu), v ktorom sú jedno alebo viac atómov vodíka v benzénovom kruhu substituované hydroxylovými skupinami.
• Aldehydy a ketóny - deriváty uhľovodíkov obsahujúcich karbonylovú skupinu atómov (karbonylu). V molekulách aldehydov je jedna karbonylová molekulácia spojená s atómom vodíka, druhá s uhľovodíkovým radikálom. V prípade ketónov je karbonylová skupina spojená s dvoma Vo všeobecnom prípade rôzne) radikály.
• Jednoduché étery Sú to organické látky obsahujúce dva uhľovodíkové radikály spojené atómom kyslíka: R \u003d O-R alebo R-O-R 2. Radikály môžu byť rovnaké alebo rôzne. Zloženie éterov je exprimovaná vzorcom s N 2N + 2O.
• Základy - Zlúčeniny vytvorené nahradením atómu vodíka karboxylovej skupiny v karboxylovej kyseliny na uhľovodíkovom zvyšku.
• Nitro zlúčenina - deriváty uhľovodíkov, v ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka substituované na nitroskupine-Ino2.
• Amíny - Zlúčeniny, ktoré sa považujú za deriváty amoniaku, v ktorých sú atómy vodíka substituované na uhľovodíkových radikáli. Z hľadiska prírody môže byť povaha amínového radikálu alifatický. V závislosti od počtu atómov substituovaných vodíka, primárne amíny, sekundárne, terciárne sa rozlišujú na radikáloch. V konkrétnom prípade môže byť sekundárne, rovnako ako terciárne amíny radikálov rovnaké. Primárne amíny môžu byť tiež považované za deriváty uhľovodíkov (alkánov), v ktorých je jeden atóm vodíka substituovaný aminoskupinou. Aminokyseliny obsahujú dve funkčné skupiny spojené s uhľovodíkovou radikálou, - aminoskupinu -NH2 a karboxyl-Choon.

Ostatné dôležité organické zlúčeniny, ktoré majú niekoľko rôznych alebo identických funkčných skupín, sú tiež známe dlhé lineárne reťaze spojené s benzénovými kruhmi. V takýchto prípadoch je nemožné prísne stanovenie príslušnosti látky do určitej triedy. Tieto zlúčeniny sa často izolujú na špecifické skupiny látok: sacharidy, proteíny, nukleové kyseliny, antibiotiká, alkaloidy atď. V súčasnosti je známe, že mnohé zlúčeniny sú tiež známe, že sa pripisujú organickým a anorganickým. Nazývajú sa elementogénne zlúčeniny. Niektoré z nich môžu byť považované za deriváty uhľovodíkov.

Nomenklatúra

Pre názov organických zlúčenín sa používajú 2 nomenklatúry - racionálne a systematické (joude) a triviálne mená.

Vypracovanie mien podľa nomenklatúry Žida:

1) Základom titulu zlúčeniny je koreňom slova označujúceho limitný uhľovodík s rovnakým počtom atómov ako hlavného reťazca.

2) Lano pridajte príponu, ktorá charakterizuje stupeň nasýtenia:

(Limit, žiadne viacnásobné spojenia);

En (s dvojitou väzbou);

V (ak je trojitý vzťah).

Ak je viac dlhopisov trochu, potom v príponách je uvedený počet takýchto odkazov (-Dien, -Thene, atď.) A po príponách je potrebné uviesť počet viacnásobných komunikácií, napríklad:

CH3-CH2-CH \u003d CH 2CHCH3 -CH \u003d CH-CH3

bUTEN-1 BUTEN-2

CH2 \u003d CH-CH \u003d CH2

Takéto skupiny ako nitro, halogénové, uhľovodíkové radikály, ktoré nie sú zahrnuté v hlavnom reťazci, sa odoberajú do konzoly. Zároveň sú uvedené podľa abecedy. Poloha substituenta je indikovaná číslicou pred prefixom.

Postup na čerpanie názvu je nasledovné:

1. Nájdite najdlhší reťazec atómov S.

2. Postupne očíslované atómy uhlíka hlavného reťazca, počnúc najbližším koncom rozvetvenia.

3. Názov alkánu sa skladá z názvov bočných radikálov uvedených v abecednom poradí, ktoré označujú polohu v hlavnom reťazci a názov hlavného reťazca.

Chemický jazyk, ktorý zahŕňa chemickú symbolizmus (vrátane chemických vzorcov), je dôležitým aktívnym spôsobom kognície chémie a vyžaduje jasné a vedomé použitie.

Chemické vzorce - Toto sú podmienené obrazy zloženia a štruktúry chemicky jednotlivých látok prostredníctvom chemických symbolov, indexov a iných značiek. Pri štúdiu kompozície, chemickej, elektronickej a priestorovej štruktúry látok, ich fyzikálnych a chemických vlastností, izomerizmu a iných javov sú chemické vzorce pre rôzne typy.

Zvlášť mnohé typy vzorcov (najjednoduchšie, molekulárne, štrukturálne, projekčné, konformačné atď.) Sa používajú v štúdii látok molekulárnej štruktúry - väčšiny organických látok a relatívne malej časti anorganických látok za normálnych podmienok. Významne menej druhov vzorcov (protozoa) sa používajú v štúdii ne-elastických zlúčenín, ktorých štruktúra je jasnejšie odráža zilným modelom a schémami kryštalických štruktúr alebo ich elementárnych buniek.

Vypracovanie úplných a krátkych štruktúrnych vzorcov uhľovodíkov

Príklad:

Urobte kompletné a krátke konštrukčné vzorce propánu s 3 hm.

Rozhodnutie:

1. Zaznamenajte v riadku 3 atómu uhlíka, kombinovať ich spojenia:

S-c-c

2. Pridajte kvapky (odkazy) tak, aby 4 pripojenia z každého atómu uhlíka:

4. Napíšte stručný štruktúrny vzorec:

CH 3-CH 2-CH3

Tabuľka rozpustnosti

Je známe, že vlastnosti organických látok sú určené ich kompozíciou a chemickou štruktúrou. Preto nie je prekvapujúce, že klasifikácia organických zlúčenín je teória štruktúry - teória L. M. Butlerova. Klasifikované organické látky podľa prítomnosti a poradia zlúčeniny atómov vo svojich molekulách. Najviac odolnejšia a nízko-zmenená časť molekuly organickej hmoty je jeho kostra - reťaz atómov uhlíka. V závislosti od poradia zlúčeniny atómov uhlíka v tomto reťazci sú látky rozdelené na acyklické, neriedené obvody atómov uhlíka v molekulách a karbocyklických, obsahujúcich takéto hodnoty (cykly) v molekulách.
Okrem atómov uhlíka a vodíka môžu molekuly organických látok obsahovať atómy a iné chemické prvky. Látky v molekulách, z ktorých tieto takzvané heteroatómy sú zahrnuté v uzavretom okruhu, sú označené heterocyklickými zlúčeninami.
Heteroatómy (kyslík, dusík, atď.) Môžu byť zahrnuté v molekulách a acyklických zlúčeninách, formovanie funkčných skupín v nich, napríklad hydroxyl - IT, karbonyl, karboxyl, aminoskupinu -NN2.
Funkčná skupina - skupina atómov, ktorá určuje najviac charakteristické chemické vlastnosti látky a jeho patriacej do špecifickej triedy zlúčenín.

Uhľovodíky- Toto sú zlúčeniny pozostávajúce len z vodíka a atómov uhlíka.

V závislosti od štruktúry uhlíkového reťazca, organické zlúčeniny sú rozdelené do otvorených spojov acyklické (alifatické) a cyklické - s uzavretým reťazcom atómov.

Cyklické sú rozdelené do dvoch skupín: karbocyklické zlúčeniny(Cykly tvoria len atómy uhlíka) a heterocyklický (Cykly zahŕňajú iné atómy, ako je kyslík, dusík, síra).

Karbocyklické zlúčeniny, zase, zahŕňajú dva rady zlúčenín: alicyklický a aromatické.

Aromatické zlúčeniny na báze štruktúry molekúl majú ploché cykly obsahujúce uhlík s špeciálne uzavretým systémom P-elektrónov, ktoré tvoria celkový π-systém (jeden π-elektrónový oblak). Aromatické látky je charakteristické pre mnoho heterocyklických zlúčenín.

Všetky ostatné karbocyklické zlúčeniny sa týkajú alicyklického radu.

Acyklické (alifatické) a cyklické uhľovodíky môžu obsahovať viacnásobnú (dvojitú alebo trojitú) komunikáciu. Takéto uhľovodíky sa nazývajú nenasýtené (nenasýtené), na rozdiel od limitu (nasýtené), obsahujúce iba jednoduché spoje.

Obmedzte alifatické uhľovodíky Zavolať alkanansMajú všeobecný vzorec s N2N +2, kde n je počet atómov uhlíka. Ich starý názov sa často používa v súčasnosti - parafíny.

Obsahujúce jedna dvojitá komunikáciaZískaný názov alkány. Majú všeobecný vzorec s N 2 N.

Nepredvídané alifatické uhľovodíkys dvoma dvojitými väzbami Zavolať alkadienami

Nepredvídané alifatické uhľovodíkys jednou trojitou väzbou Zavolať alkina. Ich všeobecný vzorec s NH2N-2.

Obmedzte alicyklické uhľovodíky - cykloalkány, ich všeobecný vzorec s N 2 N.

Špeciálna skupina uhľovodíkov, aromatickýalebo arenov. (s uzavretým celkovým π-elektronickým systémom), známym z príkladu uhľovodíkov s všeobecným vzorcom s N2N-6.

Preto, ak sa v ich molekulách jeden alebo viac atómov vodíka, ktorý sa má nahradiť inými atómami alebo skupinami atómov (halogén, hydroxylové skupiny, aminoskupiny, atď.). deriváty uhľovodíkov: Halogénové deriváty, kyslíkové obsahujúce, obsahujúce dusík a iné organické zlúčeniny.

Halogénové deriváty Hydrokarbóny môžu byť považované za substitučné produkty v uhľovodách jedného alebo viacerých atómov vodíka atómov halogénu. V súlade s tým môže existovať obmedzenie a nepredvídané mono-, tri- (vo všeobecných poly-) halogénových derivátoch.

Všeobecný vzorec pre monogalogénne deriváty uhľovodíkov:

a kompozícia je vyjadrená vzorcom

C n H2N +1 g

tam, kde R je zvyšok z limitného uhľovodíka (alkánu), uhľovodíkový radikál (toto označenie sa používa aj ďalej pri zvažovaní iných tried organických látok), G je atóm halogénu (F, Cl, BG, I).

Alkohol - deriváty uhľovodíkov, v ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka substituované hydroxylovými skupinami.

Alkoholy sa nazývajú monatomickýAk majú jednu hydroxylovú skupinu a limit, ak sú to alkánov deriváty.

Všeobecný vzorec Pre obmedzenie monatomických alkoholov:

a ich zloženie je vyjadrené všeobecným vzorcom:
S n 2 n +1 buď s n 2 n +2

Príklady polymocných alkoholov sú známe, t.j. má niekoľko gndroxylových skupín.

Fenoly - deriváty aromatických uhľovodíkov (rad benzénu), v ktorom sú jedno alebo viac atómov vodíka v benzénovom kruhu substituované hydroxylovými skupinami.

Najjednoduchší zástupca so vzorcom zo 6 H5 sa nazýva fenol.

Aldehydy a ketóny - deriváty uhľovodíkov obsahujúcich karbonylovú skupinu atómov (karbonyl).

V molekulách aldehyd je jedna karbonylová spojenie pripojená k zlúčenine s atómom vodíka, druhý s uhľovodíkovým radikálom.

V prípade ketónov je karbonylová skupina spojená s dvoma (vo všeobecných prípadoch rôznych) radikáloch.

Zloženie limitných aldehydov a ketónov je exprimovaná vzorcom s N2L O.

Karboxylové kyseliny - uhľovodíkové deriváty obsahujúce karboxylové skupiny (-SON).

Ak je jedna karboxylová skupina v molekule kyseliny, potom sa karboxylová kyselina monoskulárne. Všeobecný vzorec obmedzujúcich mono-abnormálnych kyselín (R-COXY). Ich kompozícia je vyjadrená vzorcom s N2NO2.

Jednoduché étery Sú to organické látky obsahujúce dva uhľovodíkové zvyšky spojené atómom kyslíka: R-O-Ri alebo R1-R2.

Radikály môžu byť rovnaké alebo rôzne. Zloženie éterov je exprimovaná vzorcom s NH2N +2 o

Základy - Zlúčeniny vytvorené nahradením atómu vodíka karboxylovej skupiny v karboxylovej kyseliny na uhľovodíkovom zvyšku.

Nitro zlúčenina - deriváty uhľovodíkov, v ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka substituované na nitroskupine-Ino2.

Všeobecný vzorec limitných monofime zlúčenín:

a kompozícia je vyjadrená všeobecným vzorcom

S N2N +1 NO 2.

Amíny - Zlúčeniny, ktoré sa považujú za deriváty amoniaku (NN3), v ktorých sú atómy vodíka nahradené uhľovodíkové zvyšky.

V závislosti od povahy amínového radikálu môže byť alifatický a aromatické.

V závislosti od počtu atómov vodíka substituovaných na radikáloch rozlišuje:

Primárne amíny so všeobecným vzorcom: R-NN 2

Sekundárne - všeobecne vzorca: R1 -NN-R2

Terciárny - so všeobecným vzorcom:

V konkrétnom prípade môže byť sekundárne, rovnako ako terciárne amíny radikálov rovnaké.

Primárne amíny môžu byť tiež považované za deriváty uhľovodíkov (alkánov), v ktorých jeden atóm vodíka je substituovaný na aminoskupine -NNN 2. Zloženie limitu primárnych amínov je exprimovaná vzorcom s N2N +3 N.

Aminokyseliny obsahujú dve funkčné skupiny spojené s uhľovodíkom radikálu: aminoskupina -NNN2 a karboxyl -son.

Zloženie obmedzujúcich aminokyselín obsahujúcich jednu aminoskupinu a jednu karboxylovú skupinu je exprimovaná vzorcom s N2N +1 NO2.

Ostatné dôležité organické zlúčeniny, ktoré majú niekoľko rôznych alebo identických funkčných skupín, sú tiež známe dlhé lineárne reťaze spojené s benzénovými kruhmi. V takýchto prípadoch je nemožné prísne stanovenie príslušnosti látky do určitej triedy. Tieto zlúčeniny sa často izolujú na špecifické skupiny látok: sacharidy, proteíny, nukleové kyseliny, antibiotiká, alkaloidy atď.

Pre názov organických zlúčenín sa používa 2 nomenklatúry - racionálne a systematické (JUPAC) a triviálne mená.

Vypracovanie titulov na nomenklatúre Žida

1) Základom titulu zlúčeniny je koreňom slova označujúceho limitný uhľovodík s rovnakým počtom atómov ako hlavného reťazca.

2) Lano pridajte príponu, ktorá charakterizuje stupeň nasýtenia:

(Limit, žiadne viacnásobné spojenia);
-An (s dvojitou väzbou);
-V (v prítomnosti trojitej väzby).

Ak je viac dlhopisov trochu, potom v príponách je uvedený počet takýchto odkazov (-Dien, -Thene, atď.) A po príponách je potrebné uviesť počet viacnásobných komunikácií, napríklad:
CH3-CH2-CH \u003d CH 2CHCH3 -CH \u003d CH-CH3
BUTEN-1 BUTEN-2

CH2 \u003d CH-CH \u003d CH2
Butadién-1,3.

Takéto skupiny ako nitro, halogénové, uhľovodíkové radikály, ktoré nie sú zahrnuté v hlavnom reťazci, sa odoberajú do konzoly. Zároveň sú uvedené podľa abecedy. Poloha substituenta je indikovaná číslicou pred prefixom.

Postup na čerpanie názvu je nasledovné:

1. Nájdite najdlhší reťazec atómov S.

2. Postupne očíslované atómy uhlíka hlavného reťazca, počnúc najbližším koncom rozvetvenia.

3. Názov alkánu sa skladá z názvov bočných radikálov uvedených v abecednom poradí, ktoré označujú polohu v hlavnom reťazci a názov hlavného reťazca.

Nomenklatúru niektorých organických látok (triviálne a medzinárodné)

\u003e\u003e Chémia: Klasifikácia organických zlúčenín

Už viete, že vlastnosti organických látok sú určené ich kompozíciou a chemickou štruktúrou. Preto nie je prekvapujúce, že klasifikácia organických zlúčenín je teória štruktúry - teória A. M. Butlerova. Klasifikované organické látky podľa prítomnosti a poradia zlúčeniny atómov vo svojich molekulách. Najviac odolnejšia a nízko-zmenená časť molekuly organickej hmoty je jeho kostra - reťaz atómov uhlíka. V závislosti od poradia zlúčeniny atómov uhlíka v tomto reťazci sú látky rozdelené na acyklické, neobsahujúce uzavreté reťazce atómov uhlíka v molekulách a karbocyklické, obsahujúce takéto reťazce (cykly) v molekulách.

Všetky látky, ktoré obsahujú atóm uhlíka, okrem uhličitanov, karbidov, kyanidov, tiokyondov a kyseliny sakoal, organické zlúčeniny. To znamená, že sú schopní vytvoriť nažive organizmy z atómov uhlíka enzymatickými alebo inými reakciami. K dnešnému dňu, mnohé organické látky môžu byť syntetizované umelo, čo umožňuje vyvinúť liek a farmakológiu, ako aj vytvárať vysoko pevné polyméry a kompozitné materiály.

Klasifikácia organických zlúčenín

Organické zlúčeniny sú najpočetnejšou triedou látok. Existuje asi 20 druhov látok. Sú rôzne v chemických vlastnostiach, sú charakterizované fyzickými vlastnosťami. Ich teplota topenia, hmotnosť, prchavosť a rozpustnosť, ako aj agregovaný stav za normálnych podmienok sú tiež odlišné. Medzi nimi:

• uhľovodíky (alkány, alky, alkény, alkání, cykloalkány, aromatické uhľovodíky);
• aldehydy;
• ketóny;
• alkoholy (diatóm, monoatóm, polyatomický);
• étery;
• estery;
• karboxylové kyseliny;
• amíny;
• aminokyseliny;
• sacharidy;
• tuky;
• proteíny;
• biopolyméry a syntetické polyméry.

Táto klasifikácia odráža zvláštnosti chemickej štruktúry a prítomnosti špecifických atómových skupín, ktoré určujú rozdiel v vlastnostiach látky. Všeobecne platí, že klasifikácia, ktorá je založená na konfigurácii uhlíkovej kostry, ktorá neberie do úvahy charakteristiky chemických interakcií, vyzerá inak. V súlade s tým, jeho ustanovenia, organické zlúčeniny sú rozdelené do: \\ t

• alifatické zlúčeniny;
• aromatické látky;
• heterocyklické látky.

Tieto triedy organických zlúčenín môžu mať izoméry v rôznych skupinách látok. Vlastnosti izomérov sú odlišné, hoci ich atómová kompozícia môže byť rovnaká. Vyplýva to z ustanovení ustanovených A. M. Butlerov. Teória štruktúry organických zlúčenín je tiež usmernenie pre všetky štúdie v organickej chémii. Uviedla na jednu úroveň s Periodickým zákonom Mendeleev.

Samotná koncepcia chemickej štruktúry bola zavedená A. M. Butlers. V histórii chémie sa objavila 19. septembra 1861. Skoršie boli rôzne názory vo vede a niektorí z vedcov popierali vôbec prítomnosť molekúl a atómov. Preto nebola žiadna objednávka v organickej a anorganickej chémie. Okrem toho neboli žiadne zákonnosti, na ktoré bolo možné posúdiť vlastnosti konkrétnych látok. Zároveň boli pripojenia, ktoré s rovnakým zložením ukázali rôzne vlastnosti.

Tvrdenia A. M. Butlerova do značnej miery poslali rozvoj chémie do pravý kanál a vytvorili pre to najsilnejší základ. Prostredníctvom toho sa podarilo systematizovať akumulované fakty, menovite chemické alebo fyzikálne vlastnosti niektorých látok, vzorov ich vstupu do reakcie a tak ďalej. Dokonca aj predikcia spôsobov produkcie zlúčenín a prítomnosť niektorých spoločných vlastností sa stala možná v dôsledku tejto teórie. A hlavná vec, A. M. Butlers ukázali, že štruktúra molekuly látky môže byť vysvetlená z hľadiska elektrických interakcií.

Logika teórie štruktúry organických látok

Od do 1861 v chémii, mnohí odmietli existenciu atómu alebo molekuly, teória organických zlúčenín sa stala revolučným návrhom pre vedec. A keďže Bootler sám A. M. Schádza len z materialistických záverov, dokázal sa vyvrátiť filozofické myšlienky o organickom.

Podarilo sa ukázať, že molekulárna štruktúra môže byť rozpoznaná experimentom chemickými reakciami. Zloženie akéhokoľvek uhľohydrátu môže byť napríklad založená napaľovaním jeho definitívneho množstva a výpočtu výslednej vody a oxidu uhličitého. Množstvo dusíka v amínovej molekule sa tiež vypočíta pri pápení meraním objemu plynov a izoláciu chemického množstva molekulárneho dusíka.

Ak zvážime rozsudky Butlerov o chemickej štruktúre, v závislosti od štruktúry, v opačnom smere, nový záver navrhuje. Konkrétne: poznanie chemickej štruktúry a zloženia látky, môže empiricky predpokladať jeho vlastnosti. Ale najdôležitejšia vec - butlers vysvetlila, že v organizujúcom prostriedku sa vyskytuje obrovské množstvo látok, ale má rovnaké zloženie.

Všeobecné ustanovenia teórie

Vzhľadom na a skúmanie organických zlúčenín, bootries A. M. priniesli niektoré z najdôležitejších vzorov. Kombinoval ich do situácie teórie, ktorá vysvetľuje štruktúru chemikálií organického pôvodu. Situácia teórie je:

• v molekulách organických látok sú atómy vzájomne prepojené v prísne definovanej sekvencii, ktorá závisí od valencie;
• chemická štruktúra je okamžitá objednávka, podľa ktorej sú pripojené atómy v organických molekúl;
• chemická štruktúra určuje prítomnosť vlastností organickej zlúčeniny;
• v závislosti od štruktúry molekúl s rovnakým kvantitatívnym zložením sa vzhľad rôznych vlastností látky;
• všetky atómové skupiny podieľajúce sa na tvorbe chemickej zlúčeniny majú na seba vzájomný vplyv.

Všetky triedy organických zlúčenín sú postavené podľa princípov tejto teórie. Po položení základy, butlers A. M. bol schopný rozšíriť chémiu ako vedeckú oblasť. Vysvetlil, že vzhľadom na to, že v organických látkach, uhlík vykazuje valenciu rovnú štyri, rôznorodosť týchto zlúčenín je spôsobená odrodou. Prítomnosť množstva aktívnych atómových skupín určuje príslušnosť látky na konkrétnu triedu. A práve prostredníctvom prítomnosti špecifických atómových skupín (radikálov) sa objavujú fyzikálne a chemické vlastnosti.

Uhľovodíky a ich deriváty

Tieto organické zlúčeniny uhlíka a vodíka sú najjednoduchšie v kompozícii medzi všetkými látkami skupiny. Sú reprezentované podtriedou alkanans a cykloalkánov (nasýtených uhľovodíkov), alkénov, alkinans a alkoholy, alky (nenasýtené uhľovodíky), ako aj podtriedy aromatických látok. V alkánoch sú všetky atómy uhlíka spojené len na jeden C-s väzbou, čo je dôvod, prečo žiadny atóm N. nemôže byť zabudovaný do zloženia uhľovodíkov

V nenasýtených uhľovodíkoch môže byť vodík zabudovaný na mieste prítomnosti dvojitého c \u003d v dôsledku komunikácie. Tiež C-S môže byť trojitý (alkina). To umožňuje, aby tieto látky vstúpili do rôznych reakcií spojených s obnovením alebo pridaním radikálov. Všetky ostatné látky pre pohodlie štúdia ich schopnosti vstúpiť do reakcií sa považujú za deriváty jednej z tried uhľovodíkov.

Alkohol

Alkoholy sa nazývajú zložitejšie ako uhľovodíky organické chemické zlúčeniny. Sú syntetizované v dôsledku toku enzymatických reakcií v živých bunkách. Najtypickejším príkladom je syntéza etanolu z glukózy v dôsledku fermentácie.

V priemysle sa alkoholy získavajú z halogénových derivátov uhľovodíkov. V dôsledku nahradenia atómu halogénu na hydroxylovú skupinu a alkoholy. Singatómové alkoholy obsahujú iba jednu hydroxylové skupiny, polyatomické - dva alebo viac. Príkladom dvojhrobného alkoholu je etylénglykol. Polyatomický alkohol je glycerín. Všeobecný vzorec alkoholov R-OH (R je uhlíkový reťazec).

Aldehydy a ketóny

Potom, čo sa alkoholy prichádzajú do reakcie organických zlúčenín spojených s dumpingom vodíka z alkoholu (hydroxyl) skupiny, dvojitá väzba medzi kyslíkom a uhlíkom je uzavretá. Ak táto reakcia prechádza pozdĺž alkoholickej skupiny, ktorá sa nachádza na koncovom atóme uhlíka, potom je výsledok tvorený aldehydom. Ak sa atóm uhlíka s alkoholom nenachádza na konci uhlíkového reťazca, následkom dehydratačnej reakcie je získať ketón. Všeobecným vzorcom ketónov je R-CO-R, aldehyds R-COH (R - uhľovodíkový radikálový reťazec).

Estery (jednoduché a komplexné)

Chemická štruktúra organických zlúčenín tejto triedy komplikovaná. Jednoduché estery sa považujú za reakčné produkty medzi dvoma inými molekulami alkoholu. Keď sa voda od nich vyčistí, je vytvorená spojenie vzorky R-O-R. Reakčný mechanizmus: štiepenie vodíka protón z jedného alkoholu a hydroxylovej skupiny z iného alkoholu.

Maľovanie estery - reakčné produkty medzi alkoholom a organickou karboxylovou kyselinou. Reakčný mechanizmus: čistič vody z alkoholu a uhlíkovej skupiny oboch molekúl. Vodík sa štiepi z kyseliny (hydroxylovou skupinou) a samotná skupina sa oddelí od alkoholu. Výsledná zlúčenina je znázornená ako R-CO-O-R, kde je uhorka R je indikovaná radikálmi - zvyšné časti uhlíkového reťazca.

Karboxylové kyseliny a amíny

Karboxylové kyseliny sú charakterizované špeciálnymi látkami, ktoré hrajú dôležitú úlohu pri fungovaní bunky. Chemická štruktúra organických zlúčenín je: uhľovodíkový radikál (R) s karboxylovou skupinou pripojenou k nej (-son). Karboxylová skupina môže byť umiestnená len na extrémnom atóme uhlíka, pretože valencia C v skupine (-SON) sa rovná 4.

Amíny sú jednoduchšie zlúčeniny, ktoré sú uhľovodíkovým derivátom. Akýkoľvek atóm uhlíka má amínový radikál (-NH2). Existujú primárne amíny, v ktorých skupina (-NH2) spája jeden uhlík (všeobecný vzorec R-NH2). V sekundárnych amínoch je dusík spojený s dvoma atómami uhlíka (vzorec R-NH-R). V terciárnych amínoch je dusík spojený s tromi atómami uhlíka (R3N), kde R radikál, uhlíkový reťazec.

Aminokyseliny

Aminokyseliny - komplexné zlúčeniny, ktoré vykazujú vlastnosti a amíny a kyseliny organického pôvodu. Existuje niekoľko ich druhov v závislosti od umiestnenia amínovej skupiny s ohľadom na karboxyl. Najdôležitejšie alfa-aminokyseliny. Amínová skupina sa nachádza na atóme uhlíka, ku ktorému je karboxyl pripevnený. To vám umožní vytvoriť peptidovú väzbu a syntetizovať proteíny.

Sacharidy a tuky

Sacharidy sú aldehydosprints alebo ketospitts. Toto sú zlúčeniny s lineárnou alebo cyklickou štruktúrou, ako aj polyméry (škrob, celulóza a iné). Ich zásadnou úlohou v bunke je štrukturálna a energia. Tuky, alebo skôr lipidy, vykonávajú rovnaké funkcie, podieľať sa len na iných biochemických procesoch. Z hľadiska chemickej štruktúry je tuk ester organické kyseliny a glycerín.

Obr. 5. Friedrich Veller
(1800–1882)

Obr. 6. Alexander
Mikhailovich Butlerov
(1828–1886)

Podstata teórie chemických štruktúr, ktorú vytvorila, môže byť formulovaná ako tri pozície.
1. Atómy v molekuloch sú spojené v určitom poradí podľa ich valencie a uhlíka v organických zlúčeninách štyroch sledovaných.
2. Vlastnosti látok sa určujú nielen vysokokvalitným a kvantitatívnym elementárnym zložením, ale aj poradím komunikácie atómov v molekulách, t.j. chemická štruktúra.
3. Atómy v molekulách majú vzájomný vplyv na seba, čo sa odráža na vlastnosti látok.
* Nemecký chemik. Uskutočnil výskum v oblasti anorganickej a organickej chémie. Získal som existenciu fenoménu izomerizmu, prvýkrát vykonaná syntéza organickej hmoty (močoviny) z anorganického. Prijaté niektoré kovy (hliník, beryllium atď.).
** Vynikajúci ruský chemik, autor teórie chemikálie
budov organických látok. Založené nanity štruktúry vysvetlila fenomén izomerizmu, predpovedal existenciu izomérov radu látok a prvýkrát, čo boli syntetizované. Uskutočnila sa prvá syntéza lieku s cysetstrom. Stvoriteľ ruskej školyiKOV, ktorý zahŕňal V.V. Markovnikov, A.ZAITSEV, E.E.VAGNER, A.E.FAVORSKY, atď.

Dnes sa zdá neuveriteľné, že až do polovice storočia XIX, počas najväčších objavov v prírodnom vede, vedci si zle predstavovali vnútorné zariadenie látky. Bolo to butlers, ktoré zaviedli termín "chemickú štruktúru", čo predstavuje systém chemických väzieb medzi atómami v molekule, ich vzájomného umiestnenia v priestore. Vzhľadom na takéto pochopenie štruktúry molekuly sa ukázalo, že je možné vysvetliť fenomén izomerizmu, predpovedať existenciu neznámych izomérov, aby sa vzťahovalo na vlastnosti látok s chemickou štruktúrou. Ako ilustráciu fenoménu izomerizmu, predstavujeme vzorec a vlastnosti dvoch látok - etylalkohol a dimetyléter, ktorý má rovnakú elementárnu kompozíciu C2H6O, ale inú chemickú štruktúru (tabuľka 2).
Tabuľka 2

Ilustrácia závislosti vlastností látkyzo svojej štruktúry

Fenomén izomerizmu, veľmi rozšírený v organickej chémii, je jedným z dôvodov pre rôzne organické látky. Ďalším dôvodom pre rôzne organické látky spočíva v jedinečnej schopnosti atómu uhlíka za vzniku chemických väzieb navzájom, čo má za následok uhlíkové reťazce
rôzne dĺžky a budovy: nerozvetvené, rozvetvené, zatvorené. Napríklad štyri atómy uhlíka môžu tvoriť takéto reťazce:

Ak sa domnievame, že tam môžu byť nielen jednoduché (jednoduché) väzby C-C, ale tiež dvojité C \u003d C a Triple S≡С, potom počet uhlíkových reťazcov, a preto sa výrazne zvyšujú rôzne organické látky.
Klasifikácia organických látok je založená na teórii chemickej štruktúry Butla. V závislosti od toho, či sú atómy chemických prvkov súčasťou molekuly, všetky organické skupiny: uhľovodíky, zlúčeniny obsahujúce kyslík, obsahujúci dusík.
Hydrokarbóny sú organické zlúčeniny pozostávajúce len z atómov uhlíka a vodíka.
V štruktúre uhlíkového reťazca, prítomnosť alebo neprítomnosť viacerých väzieb v nej, všetky uhľovodíky sú rozdelené do niekoľkých tried. Tieto triedy sú uvedené v schéme 2.
Ak uhľovodík neobsahuje viac dlhopisov a reťazec uhlíkových atómov nie sú zatvorené, označuje, ako viete, do triedy limitujúcich uhľovodíkov alebo alkananov. Koreňom tohto slova má arabský pôvod a prípona je prítomná v menách všetkých uhľovodíkov tejto triedy.
Schéma 2.

Klasifikácia uhľovodíkov

Prítomnosť v uhľovodíkovom molekule jednej dvojitej väzby umožňuje, aby bola pripísaná triede alkénov a jeho postoj k tejto skupine látok je zdôraznený
prípona je v názve. Najjednoduchší alkén je etylén, so vzorcom CN2 \u003d CH2. Dvojité väzby C \u003d C v molekule môžu byť dva, v tomto prípade sa látka vzťahuje na triedu alkoholienns.
Snažte sa objasniť hodnotu prípony - DIEN. Napríklad butadién-1,3 má štruktúrny vzorec: CN2 \u003d CH-CN \u003d CH2.
Uhľovodíky s trojitými väzbami uhlík-uhlík v molekule sa nazývajú alky. V tejto triede látok indikuje príponu -in. Class alkinov je acetylén (etín), ktorej molekulový vzorec je C2H2 a štruktúrny-NS≡. Od spojenia s uzavretým uhlíkovým reťazcom
atómy sú najdôležitejšie sú arény - špeciálna trieda uhľovodíkov, názov prvého zástupcu, ktorého ste pravdepodobne počuli - toto je benzén C6H6, ktorého štruktúrny vzorec je tiež známy každému kultúrnemu osobu:

Ako ste už pochopili, okrem uhlíka a vodíka, môžu byť atómy iných prvkov zahrnuté do zloženia organických látok, primárne kyslík a dusík. Najčastejšie sa atómy týchto prvkov v rôznych kombináciách tvoria skupiny, ktoré sa nazývajú funkčné.
Funkčná skupina sa nazýva skupina atómov, ktorá určuje najviac charakteristické chemické vlastnosti látky a jeho patriacej do určitej triedy zlúčenín.
Hlavné triedy organických zlúčenín obsahujúcich funkčné skupiny sú uvedené v schéme 3.
Schéma 3.
Základné triedy organických látok obsahujúcich funkčné skupiny

Funkčná skupina sa nazýva hydroxyl a určuje príslušnosť k jednej z najdôležitejších tried organických látok - alkoholov.
Názvy alkoholov sa vytvárajú s použitím prípony -OL. Napríklad najslávnejší zástupca alkoholov je etylalkohol alebo etanol, C2N5.
Atóm kyslíka môže byť spojený s atómom uhlíka s dvojitou chemickou väzbou. Skupina\u003e C \u003d O sa nazýva karbonyl. Karbonylová skupina je súčasťou niekoľkých
funkčné skupiny, vrátane aldehydu a karboxylovej skupiny. Organické látky obsahujúce tieto funkčné skupiny sa nazývajú aldehydy a karboxylové kyseliny. Najslávnejším zástupcom aldehydov sú formaldehyd non a acetický aldehyd ch3son. S kyselinou octovou kyselinou ch3Conon, ktorého roztok sa nazýva Table ocot, istý, že každý je známy. Osobitnou štruktúrou organických zlúčenín obsahujúcich dusík a predovšetkým amínové a aminokyseliny sú prítomnosť aminoskupín -NH2 vo svojich molekulách.
Uvedená klasifikácia organických látok je tiež veľmi relatívna. Rovnako ako v tej istej molekule (napríklad alkoholiennes) môžu byť dve viaceré väzby, látka môže byť vlastníkom dvoch a ešte funkčnejších skupín. Štrukturálne jednotky hlavných nosičov života na zemi - proteínové molekuly sú teda aminokyseliny. V molekulách týchto látok sú nevyhnutne prítomné aspoň dve funkčné skupiny - karboxyl ionicroup. Najjednoduchšia aminokyselina sa nazýva glycín a má vzorec:

Podobne ako amfotérické hydroxidy, aminokyseliny kombinujú vlastnosti kyselín (v dôsledku karboxylovej skupiny) a báz (v dôsledku prítomnosti v molekule aminoskupiny).
Na organizovanie života na Zemi sú obzvlášť dôležité amfotérne vlastnosti aminokyselín zvlášť dôležité - v dôsledku interakcie aminoskupín a karboxylových skupín Aminois
veľa sú pripojené k polymérovým reťazcom proteínov.
? 1. Názov hlavných ustanovení teórie chemickej štruktúry A.M. Butlerova. Akú úlohu zohrávala táto teória vo vývoji organickej chémie?
2. Aké triedy uhľovodíkov ste známy? Aký znak bola táto klasifikácia?
3. Čo sa nazýva funkčná skupina organickej zlúčeniny? Aké funkčné skupiny môžete zavolať? Aké triedy organických zlúčenín obsahujú pomenované funkčné skupiny? Zapíšte si všeobecné vzorce tried zložených a vzorcov svojich zástupcov.
4. Uveďte definíciu izomerizmu, zapíšte si vzorce možných izomérov pre zlúčeniny C4H10O. Používanie rôznych zdrojov informácií, dajte menu každému z nich a pripravte správu o jednom z pripojení.
5. Vezmite látky, ktoré vzorce: C6H6, C2H6, C2H4, NSON, CH3OH, CH12O6, na príslušné triedy organických zlúčenín. Používanie rôznych zdrojov informácií, dajte menu každému z nich a pripravte správu o jednom z pripojení.
6. Konštrukčný vzorec glukózy: K ktorej triede organických zlúčenín priradíte túto látku? Prečo sa nazýva zlúčenina s duálnou funkciou?
7. Porovnajte organické a anorganické amfotérne zlúčeniny.
8. Prečo aminokyseliny odkazujú na zlúčeniny s duálnou funkciou? Akú úlohu zohráva táto vlastnosť štruktúry aminokyselín v organizácii života na Zemi?
9. Pripravte správu na tému "Aminokyseliny -" Životové tehly "s využitím schopnosti internetu.
10. Uveďte príklady relativity štiepenia organických zlúčenín do určitých tried. Stráviť paralely podobnej relativity pre anorganické spojenia.