Organik kimyo - uglerodli birikmalar va ularni sintez qilish usullari haqidagi fan. Organik moddalarning xilma-xilligi va ularning o'zgarishi juda katta bo'lganligi sababli, fanning bu yirik sohasini o'rganish alohida yondashuvni talab qiladi.

Agar mavzuni muvaffaqiyatli o'zlashtirish qobiliyatingizga ishonchingiz komil bo'lmasa, tashvishlanmang! 🙂 Quyida ushbu qo'rquvlarni yo'qotish va muvaffaqiyatga erishishga yordam beradigan ba'zi maslahatlar mavjud!

• Umumlashtiruvchi sxemalar

Organik birikmalarning u yoki bu sinfini o‘rganishda duch keladigan barcha kimyoviy o‘zgarishlarni umumlashtirilgan diagrammalarda yozing. Siz ularni o'zingizning xohishingizga ko'ra chizishingiz mumkin. Asosiy reaktsiyalarni o'z ichiga olgan ushbu diagrammalar bir moddani boshqasiga aylantirish yo'llarini osongina topishga yordam beradigan qo'llanma bo'lib xizmat qiladi. Diagrammalarni ish joyingiz yaqiniga osib qo'yishingiz mumkin, shunda ular ko'zingizni tez-tez tortadi va ularni eslab qolish osonroq bo'ladi. Organik birikmalarning barcha sinflarini o'z ichiga olgan bitta katta diagrammani qurish mumkin. Masalan, bu kabi: yoki bu diagramma:

Oklar raqamlangan bo'lishi kerak va quyida (diagramma ostida) reaktsiyalar va sharoitlarga misollar keltirilishi kerak. Siz bir nechta reaktsiyaga ega bo'lishingiz mumkin, oldindan ko'p joy qoldiring. Hajmi katta bo'ladi, lekin u kimyodan USE 32 topshiriqlarini hal qilishda sizga katta yordam beradi "Organik birikmalarning o'zaro bog'liqligini tasdiqlovchi reaktsiyalar" (ilgari C3).

• Ko'rib chiqish kartalari

Organik kimyoni o'rganayotganda, siz ko'p miqdordagi kimyoviy reaktsiyalarni o'rganishingiz kerak, qancha o'zgarishlar sodir bo'lishini eslab, tushunishingiz kerak bo'ladi. Bunda sizga maxsus kartalar yordam berishi mumkin.

Taxminan 8 X 12 sm o'lchamdagi kartalar to'plamini oling.Kartaning bir tomoniga reagentlarni, ikkinchi tomoniga reaktsiya mahsulotlarini yozing:

Siz ushbu kartalarni o'zingiz bilan olib yurishingiz va ularni kuniga bir necha marta ko'rib chiqishingiz mumkin. Bir martadan ko'ra 5-10 daqiqa davomida kartalarga bir necha marta murojaat qilish foydalidir, lekin uzoq vaqt davomida.

Agar sizda bunday kartalar ko'p bo'lsa, ularni ikki guruhga bo'lishingiz kerak:

№1 guruh - siz yaxshi biladiganlar, siz ularga har 1-2 haftada bir marta qaraysiz va

№ 2 guruh - qiyinchilik tug'diradiganlar, siz har kuni №1 guruhga "pompalanmaguncha" ularga qaraysiz.

Bu usuldan chet tilini o‘rganishda ham foydalanish mumkin: kartaning bir tomoniga so‘z yozasiz, orqa tomoniga uning tarjimasi, shu bilan tezda so‘z boyligingizni kengaytirishingiz mumkin. Ba'zi til kurslarida bunday kartalar tayyor holda chiqariladi. Demak, bu tasdiqlangan usul!

• Umumiy jadval

Ushbu jadvalni qayta yozish yoki chop etish kerak (saytda avtorizatsiya qilinganidan keyin nusxa ko'chirish mumkin), agar reaktsiya ushbu birikma sinfiga xos bo'lmasa, minus belgisini qo'ying va agar odatiy bo'lsa, ortiqcha belgisi va raqamni qo'ying. tartibda va jadval ostiga raqamlashga mos keladigan misollarni yozing. Bu ham organik bilimlarni tizimlashtirishning juda yaxshi usuli!

• Doimiy takrorlash

Organik kimyo, chet tili kabi, kümülatif intizomdir. Keyingi material avval yoritilgan bilimlarga asoslanadi. Shuning uchun vaqti-vaqti bilan o'tilgan mavzularga qayting.

• Molekulyar modellar

Organik kimyoda molekulalarning shakli va geometriyasi muhim ahamiyatga ega bo'lganligi sababli, talaba molekulyar modellar to'plamiga ega bo'lishi maqsadga muvofiqdir. Sizning qo'lingizda ushlab turishingiz mumkin bo'lgan bunday modellar molekulalarning stereokimyoviy xususiyatlarini o'rganishga yordam beradi.

Yangi so'z va atamalarga e'tibor berish boshqa fanlarda bo'lgani kabi organik kimyoda ham muhim ekanligini unutmang. Yodda tutingki, badiiy bo'lmagan adabiyotlarni o'qish har doim badiiy adabiyotdan ko'ra sekinroq. Hamma narsani tezda qoplashga urinmang. Taqdim etilgan materialni to'liq tushunish uchun sekin, o'ylangan o'qish kerak. Siz uni ikki marta o'qishingiz mumkin: birinchi marta tez qarash uchun, ikkinchi marta diqqat bilan o'rganish uchun.

Omad! Siz muvaffaqiyatga erishasiz!

Turli xil kimyoviy birikmalarning ko'pchiligida (to'rt milliondan ortiq) uglerod mavjud. Ularning deyarli barchasi organik moddalardir. Organik birikmalar tabiatda uglevodlar, oqsillar, vitaminlar mavjud bo‘lib, ular hayvonlar va o‘simliklar hayotida muhim rol o‘ynaydi. Ko'pgina organik moddalar va ularning aralashmalari (plastmassa, kauchuk, neft, tabiiy gaz va boshqalar) mamlakat xalq xo'jaligini rivojlantirish uchun katta ahamiyatga ega.

Uglerod birikmalarining kimyosi organik kimyo deb ataladi. Buyuk rus organik kimyogari A.M. organik kimyoning predmetini shunday belgilagan. Butlerov. Biroq, barcha uglerod birikmalari organik deb hisoblanmaydi. Uglerod oksidi (II) CO, karbonat angidrid CO2, karbonat kislotasi H2CO3 va uning tuzlari, masalan, CaCO3, K2CO3 kabi oddiy moddalar noorganik birikmalar deb tasniflanadi. Organik moddalar tarkibida ugleroddan tashqari boshqa elementlar ham bo'lishi mumkin. Eng keng tarqalganlari vodorod, galogenlar, kislorod, azot, oltingugurt va fosfordir. Boshqa elementlarni, shu jumladan metallarni o'z ichiga olgan organik moddalar ham mavjud.

2. Uglerod atomining (C) tuzilishi, uning elektron qobig'ining tuzilishi

2.1 Organik birikmalarning kimyoviy tuzilishidagi uglerod atomining (C) ahamiyati

KARBON (lot. Carboneum), C, davriy sistemaning IVa kichik guruhining kimyoviy elementi; atom raqami 6, atom massasi 12.0107, metall bo'lmaganlarga tegishli. Tabiiy uglerod ikkita barqaror nukliddan iborat - 12C (massa bo'yicha 98,892%) va 13C (1,108%) va bir beqaror - C 5730 yil yarim yemirilish davri.

Tabiatda tarqalishi. Uglerod er qobig'i massasining 0,48% ni tashkil qiladi, u tarkibida boshqa elementlar orasida 17-o'rinni egallaydi. Asosiy uglerodli jinslar tabiiy karbonatlar (ohaktoshlar va dolomitlar); ulardagi uglerod miqdori taxminan 9610 tonnani tashkil qiladi.

Erkin holatda uglerod tabiatda qazib olinadigan yoqilg'i shaklida, shuningdek minerallar - olmos va grafit shaklida mavjud. Taxminan 1013 tonna uglerod ko'mir va qo'ng'ir ko'mir, torf, slanets, bitum kabi yonuvchan foydali qazilmalarda to'plangan bo'lib, ular Yer tubida kuchli to'planishlarni hosil qiladi, shuningdek, tabiiy yonuvchi gazlar. Olmos juda kam uchraydi. Hatto olmosli jinslar (kimberlitlar) tarkibida 9-10% dan ko'p bo'lmagan, qoida tariqasida, 0,4 g dan oshmaydigan olmoslar mavjud.Topilgan yirik olmoslarga odatda maxsus nom beriladi. Og'irligi 621,2 g (3106 karat) bo'lgan eng katta olmos "Kullinan" 1905 yilda Janubiy Afrikada (Transvaal) va 37,92 g (190 karat) eng katta rus olmosi "Orlov" 17-asr o'rtalarida Sibirda topilgan.

Qora-kulrang, shaffof boʻlmagan, teginish uchun yogʻli, metall yaltiroq, grafit uglerod atomlaridan tashkil topgan, bir-birining ustiga boʻshashgan holda joylashgan yassi polimer molekulalarining toʻplanishidir. Bunda qatlam ichidagi atomlar qatlamlar orasidagi atomlarga qaraganda bir-biri bilan kuchliroq bog'langan.

Olmos boshqa masala. O'zining rangsiz, shaffof va yuqori sinishi kristalida har bir uglerod atomi tetraedrning uchlarida joylashgan to'rtta o'xshash atomga kimyoviy bog'lar orqali bog'langan. Barcha rishtalar bir xil uzunlikda va juda kuchli. Ular fazoda uzluksiz uch o'lchamli ramka hosil qiladi. Butun olmos kristalli "zaif" nuqtalarga ega bo'lmagan bitta yirik polimer molekulasiga o'xshaydi, chunki barcha rishtalarning kuchi bir xil.

Olmosning 20 ° S da zichligi 3,51 g / sm3, grafit - 2,26 g / sm3. Olmosning fizik xususiyatlari (qattiqlik, elektr o'tkazuvchanligi, issiqlik kengayish koeffitsienti) barcha yo'nalishlarda deyarli bir xil; u tabiatdagi barcha moddalarning eng qattiqidir. Grafitda bu xususiyatlar turli yo'nalishlarda - uglerod atomlari qatlamlariga perpendikulyar yoki parallel - juda farq qiladi: kichik lateral kuchlar bilan, grafitning parallel qatlamlari bir-biriga nisbatan siljiydi va qog'ozda iz qoldirib, alohida bo'laklarga aylanadi. Elektr xususiyatlariga ko'ra, olmos dielektrik, grafit esa elektr tokini o'tkazadi.

1000 ° C dan yuqori havoga kirishsiz qizdirilganda, olmos grafitga aylanadi. Grafit, bir xil sharoitda doimo qizdirilganda, erimasdan sublimatsiya qilinganida 3000 ° C gacha o'zgarmaydi. Grafitning olmosga to'g'ridan-to'g'ri o'tishi faqat 3000 ° C dan yuqori haroratlarda va juda katta bosimda - taxminan 12 GPa ga to'g'ri keladi.

Uglerodning uchinchi allotropik modifikatsiyasi - karbin sun'iy yo'l bilan olingan. Bu nozik kristalli qora kukun; uning tuzilishida uglerod atomlarining uzun zanjirlari bir-biriga parallel joylashgan. Har bir zanjir (-C=C) L yoki (=C=C=) L tuzilishga ega. Karbinning zichligi grafit va olmos orasida o'rtacha - 2,68-3,30 g/sm 3. Karbinning eng muhim xususiyatlaridan biri uning inson tanasining to'qimalariga mosligi bo'lib, uni, masalan, organizm tomonidan rad etilmagan sun'iy qon tomirlarini ishlab chiqarishda foydalanishga imkon beradi (1-rasm).

Fullerenlar oʻz nomini kimyogar sharafiga emas, balki amerikalik meʼmor R.Fuller sharafiga oldi, u angarlar va gumbaz shaklida boshqa inshootlarni qurishni taklif qilgan, ularning yuzasi beshburchak va olti burchakli (bunday gumbaz qurilgan, masalan, Moskva Sokolniki bog'ida).

Uglerod, shuningdek, tartibsiz tuzilishga ega bo'lgan holat bilan tavsiflanadi - bu shunday deyiladi. amorf uglerod (soot, koks, ko'mir) anjir. 2. Uglerod (C) ni olish:

Atrofimizdagi moddalarning aksariyati organik birikmalardir. Bular hayvon va oʻsimlik toʻqimalari, oziq-ovqatimiz, dori-darmonlarimiz, kiyim-kechak (paxta, jun va sintetik tolalar), yoqilgʻi (neft va tabiiy gaz), kauchuk va plastmassa, yuvish vositalaridir. Hozirgi vaqtda 10 milliondan ortiq bunday moddalar ma'lum bo'lib, olimlar noma'lum moddalarni tabiiy ob'ektlardan ajratib olishlari va tabiatda mavjud bo'lmagan yangi birikmalar yaratishlari tufayli ularning soni har yili sezilarli darajada oshib bormoqda.

Bunday xilma-xil organik birikmalar uglerod atomlarining o'ziga xos xususiyati bilan bog'liq bo'lib, ular o'rtasida ham, boshqa atomlar bilan ham kuchli kovalent aloqalar hosil qiladi. Uglerod atomlari bir-biriga oddiy va ko'p rishtalar bilan bog'lanib, deyarli har qanday uzunlik va tsikldagi zanjirlarni hosil qilishi mumkin. Organik birikmalarning xilma-xilligi ham izomeriya hodisasining mavjudligi bilan bog'liq.

Deyarli barcha organik birikmalar ham vodorodni o'z ichiga oladi, ular ko'pincha kislorod, azot atomlarini va kamroq - oltingugurt, fosfor va galogenlarni o'z ichiga oladi. Tarkibida uglerod bilan bevosita bogʻlangan har qanday elementlarning atomlari (O, N, S va galogenlardan tashqari) boʻlgan birikmalar umumiy maʼnoda organoelement birikmalari deyiladi; bunday birikmalarning asosiy guruhi metallorganik birikmalardir (3-rasm).

Organik birikmalarning ko'pligi ularning aniq tasnifini talab qiladi. Organik birikmaning asosini molekula skeleti tashkil qiladi. Skelet ochiq (yopiq) tuzilishga ega bo'lishi mumkin, bu holda birikma asiklik (alifatik; alifatik birikmalar birinchi marta yog'lardan ajratilganligi uchun yog'li birikmalar deb ham ataladi) va yopiq tuzilish deb ataladi. tsiklik. Skelet uglerod bo'lishi mumkin (faqat uglerod atomlaridan iborat) yoki ugleroddan tashqari boshqa atomlarni o'z ichiga olishi mumkin. geteroatomlar, ko'pincha kislorod, azot va oltingugurt. Tsiklik birikmalar aromatik va alitsiklik (bir yoki bir nechta halqalarni o'z ichiga olgan) va geterotsiklik bo'lishi mumkin bo'lgan karbotsiklik (uglerod) ga bo'linadi.

Vodorod va galogen atomlari skeletga kirmaydi, geteroatomlar esa uglerod bilan kamida ikkita bog'lanishga ega bo'lgan taqdirdagina skeletga kiradi. Shunday qilib, etil spirti CH3CH2OH tarkibida kislorod atomi molekula skeletiga kirmaydi, ammo dimetil efirida CH3OCH3 uning tarkibiga kiradi.

Bundan tashqari, asiklik skelet tarmoqlanmagan (barcha atomlar bir qatorda joylashgan) va shoxlangan bo'lishi mumkin. Ba'zida tarmoqlanmagan skelet chiziqli deb ataladi, ammo shuni yodda tutish kerakki, biz tez-tez ishlatadigan strukturaviy formulalar atomlarning haqiqiy joylashishini emas, balki faqat bog'lanish tartibini bildiradi. Shunday qilib, "chiziqli" uglerod zanjiri zigzag shakliga ega va kosmosda turli yo'llar bilan buralishi mumkin.

Molekulyar skeletda to'rt turdagi uglerod atomlari mavjud. Agar uglerod atomi boshqa uglerod atomi bilan faqat bitta aloqa hosil qilsa, uni birlamchi deb atash odatiy holdir. Ikkilamchi atom boshqa ikkita uglerod atomi bilan, uchinchi atom uchta bilan bog'langan va to'rtlamchi atom o'zining barcha to'rtta aloqasini uglerod atomlari bilan bog'lanish uchun sarflaydi.

Keyingi tasniflash xususiyati bir nechta obligatsiyalarning mavjudligi. Tarkibida faqat oddiy bog`lar bo`lgan organik birikmalar to`yingan (chegara) deyiladi. Ikki yoki uch marta bog'langan birikmalar to'yinmagan (to'yinmagan) deb ataladi. Ularning molekulalarida uglerod atomida cheklovchilarga qaraganda kamroq vodorod atomlari mavjud. Benzol seriyasining siklik to'yinmagan uglevodorodlari aromatik birikmalarning alohida sinfi sifatida tasniflanadi.

Uchinchi tasniflash xususiyati - bu birikmalarning ma'lum sinfiga xos bo'lgan va uning kimyoviy xossalarini aniqlaydigan funktsional guruhlar - atomlar guruhlari mavjudligi. Funktsional guruhlar soniga qarab, organik birikmalar monofunksionallarga bo'linadi - ular bitta funktsional guruhni o'z ichiga oladi, ko'p funktsional - ular bir nechta funktsional guruhlarni o'z ichiga oladi, masalan, glitserin va geterofunksional - bir molekulada bir nechta turli guruhlar mavjud, masalan, aminokislotalar.

Funktsional guruh qaysi uglerod atomida joylashganligiga qarab, birikmalar birlamchi, masalan, etilxlorid CH 3 CH 2 C1, ikkilamchi - izopropil xlorid (CH3) 2 CH 1 va uchinchi darajali - butil xlorid (CH 8) 8 CCl ga bo'linadi. .

O'tmishda olimlar tabiatdagi barcha moddalarni shartli ravishda jonsiz va tirik moddalarga, shu jumladan hayvonlar va o'simliklar shohligiga bo'lishdi. Birinchi guruh moddalariga mineral deyiladi. Ikkinchisiga kiritilganlar esa organik moddalar deb atala boshlandi.

Bu qanday ma'nono bildiradi? Organik moddalar sinfi zamonaviy olimlarga ma'lum bo'lgan barcha kimyoviy birikmalar orasida eng kengdir. Qaysi moddalar organik ekanligi haqidagi savolga shu tarzda javob berish mumkin - bu uglerodni o'z ichiga olgan kimyoviy birikmalar.

E'tibor bering, barcha uglerod o'z ichiga olgan birikmalar organik emas. Masalan, korbidlar va karbonatlar, karbonat kislotasi va siyanidlar, uglerod oksidlari kiritilmagan.

Nima uchun organik moddalar juda ko'p?

Bu savolga javob uglerodning xususiyatlarida yotadi. Bu element qiziq, chunki u o'z atomlarining zanjirlarini shakllantirishga qodir. Va shu bilan birga, uglerod aloqasi juda barqaror.

Bundan tashqari, organik birikmalarda u yuqori valentlikni (IV) namoyon etadi, ya'ni. boshqa moddalar bilan kimyoviy aloqalar hosil qilish qobiliyati. Va nafaqat bitta, balki ikki va hatto uch barobar (aks holda ko'paytmalar deb ataladi). Bog'larning ko'pligi oshgani sayin, atomlar zanjiri qisqaradi va bog'ning barqarorligi oshadi.

Uglerod shuningdek, chiziqli, tekis va uch o'lchovli tuzilmalarni shakllantirish qobiliyatiga ega.

Shuning uchun tabiatdagi organik moddalar juda xilma-xildir. Buni o'zingiz osongina tekshirishingiz mumkin: oyna oldida turing va o'z aksingizga diqqat bilan qarang. Har birimiz organik kimyo bo'yicha yuradigan darslikmiz. O'ylab ko'ring: har bir hujayrangiz massasining kamida 30% organik birikmalardir. Sizning tanangizni qurgan oqsillar. "Yoqilg'i" va energiya manbai bo'lib xizmat qiladigan uglevodlar. Energiya zahiralarini saqlaydigan yog'lar. Organlarning ishlashini va hatto xatti-harakatlaringizni boshqaradigan gormonlar. Sizning ichingizda kimyoviy reaktsiyalarni boshlaydigan fermentlar. Va hatto "manba kodi", DNK zanjirlari ham uglerodga asoslangan organik birikmalardir.

Organik moddalarning tarkibi

Biz boshida aytganimizdek, organik moddalar uchun asosiy qurilish materiali ugleroddir. Va deyarli har qanday element, uglerod bilan birlashganda, organik birikmalar hosil qilishi mumkin.

Tabiatda organik moddalar ko'pincha vodorod, kislorod, azot, oltingugurt va fosforni o'z ichiga oladi.

Organik moddalarning tuzilishi

Sayyoradagi organik moddalarning xilma-xilligi va tuzilishining xilma-xilligini uglerod atomlarining xarakterli xususiyatlari bilan izohlash mumkin.

Esingizda bo'lsin, uglerod atomlari bir-biri bilan juda kuchli aloqalar hosil qilish, zanjirlar bilan bog'lanish qobiliyatiga ega. Natijada barqaror molekulalar hosil bo'ladi. Uglerod atomlarining zanjirga bog'lanish usuli (zigzag shaklida joylashgan) uning tuzilishining asosiy xususiyatlaridan biridir. Uglerod ham ochiq zanjirlarga, ham yopiq (tsiklik) zanjirlarga birlashishi mumkin.

Kimyoviy moddalarning tuzilishi ularning kimyoviy xossalariga bevosita ta'sir qilishi ham muhimdir. Molekuladagi atomlar va atom guruhlari bir-biriga ta'sir qilish usullari ham muhim rol o'ynaydi.

Strukturaviy xususiyatlar tufayli bir xil turdagi uglerod birikmalarining soni o'nlab va yuzlablarga kiradi. Masalan, uglerodning vodorod birikmalarini ko'rib chiqishimiz mumkin: metan, etan, propan, butan va boshqalar.

Masalan, metan - CH 4. Oddiy sharoitlarda uglerod bilan vodorodning bunday birikmasi gazsimon agregatsiya holatida bo'ladi. Tarkibda kislorod paydo bo'lganda, suyuqlik hosil bo'ladi - metil spirti CH 3 OH.

Turli xil sifat tarkibiga ega bo'lgan moddalar (yuqoridagi misolda bo'lgani kabi) nafaqat turli xil xususiyatlarga ega, balki bir xil sifat tarkibidagi moddalar ham bunga qodir. Misol tariqasida metan CH 4 va etilen C 2 H 4 ning brom va xlor bilan reaksiyaga kirishish qobiliyatini keltirish mumkin. Metan bunday reaktsiyalarni faqat qizdirilganda yoki ultrabinafsha nurlar ostida amalga oshirishga qodir. Va etilen yorug'lik va isitishsiz ham reaksiyaga kirishadi.

Keling, ushbu variantni ko'rib chiqaylik: kimyoviy birikmalarning sifat tarkibi bir xil, ammo miqdoriy tarkibi boshqacha. Keyin birikmalarning kimyoviy xossalari har xil bo'ladi. Asetilen C 2 H 2 va benzol C 6 H 6 bilan bo'lgani kabi.

Bu xilma-xillikda organik moddalarning izomeriya va homologiya kabi tuzilishiga "bog'langan" xossalari ham muhim rol o'ynamaydi.

Tasavvur qiling-a, sizda ikkita bir xil ko'rinadigan moddalar bor - ularni tavsiflash uchun bir xil tarkib va ​​bir xil molekulyar formula. Ammo bu moddalarning tuzilishi tubdan farq qiladi, bu kimyoviy va fizik xususiyatlarning farqiga olib keladi. Masalan, C 4 H 10 molekulyar formulasini ikki xil moddalar uchun yozish mumkin: butan va izobutan.

Biz haqida gapiramiz izomerlar- tarkibi va molekulyar og'irligi bir xil bo'lgan birikmalar. Lekin ularning molekulalaridagi atomlar turli tartibda (tarmoqlangan va tarmoqlanmagan tuzilishda) joylashgan.

Haqida homologiya- bu uglerod zanjirining xarakteristikasi bo'lib, unda har bir keyingi a'zoni oldingisiga bitta CH 2 guruhini qo'shish orqali olish mumkin. Har bir gomologik qatorni bitta umumiy formula bilan ifodalash mumkin. Va formulani bilish, seriyaning har qanday a'zosining tarkibini aniqlash oson. Masalan, metanning gomologlari C n H 2n+2 formulasi bilan tavsiflanadi.

"Gomologik farq" CH 2 ortishi bilan moddaning atomlari orasidagi bog'lanish kuchayadi. Metanning gomologik qatorini olaylik: uning dastlabki to‘rt a’zosi gazlar (metan, etan, propan, butan), keyingi oltitasi suyuqliklar (pentan, geksan, geptan, oktan, nonan, dekan), so‘ngra qattiq jismdagi moddalardan iborat. agregatsiya holati (pentadekan, eikosan va boshqalar). Va uglerod atomlari orasidagi bog'lanish qanchalik kuchli bo'lsa, moddalarning molekulyar og'irligi, qaynash va erish nuqtalari shunchalik yuqori bo'ladi.

Organik moddalarning qanday sinflari mavjud?

Biologik kelib chiqishi organik moddalarga quyidagilar kiradi:

• oqsillar;
• uglevodlar;
• nuklein kislotalar;
• lipidlar.

Birinchi uch nuqtani biologik polimerlar deb ham atash mumkin.

Organik kimyoviy moddalarning batafsil tasnifi nafaqat biologik kelib chiqadigan moddalarni o'z ichiga oladi.

Uglevodorodlarga quyidagilar kiradi:

• asiklik birikmalar:
  • to'yingan uglevodorodlar (alkanlar);
  • to'yinmagan uglevodorodlar:
    • alkenlar;
    • alkinlar;
    • alkadienlar.
• tsiklik ulanishlar:
  • Karbotsiklik birikmalar:
    • alitsiklik;
    • aromatik.
  • heterotsiklik birikmalar.

Uglerod vodoroddan boshqa moddalar bilan birikadigan organik birikmalarning boshqa sinflari ham mavjud:

• spirtli ichimliklar va fenollar;
• aldegidlar va ketonlar;
• karboksilik kislotalar;
• efirlar;
• lipidlar;
• uglevodlar:
  • monosaxaridlar;
  • oligosakkaridlar;
  • polisaxaridlar.
  • mukopolisaxaridlar.
• aminlar;
• aminokislotalar;
• oqsillar;
• nuklein kislotalar.

Sinf bo'yicha organik moddalar formulalari

Organik moddalarga misollar

Esingizda bo'lsa, inson tanasida turli xil organik moddalar asos bo'ladi. Bu bizning to'qimalarimiz va suyuqliklarimiz, gormonlar va pigmentlar, fermentlar va ATP va boshqalar.

Odamlar va hayvonlarning tanasida oqsillar va yog'larga ustunlik beriladi (hayvon hujayrasining quruq massasining yarmi oqsillardir). O'simliklarda (hujayraning quruq massasining taxminan 80%) - uglevodlar, birinchi navbatda murakkab - polisaxaridlar. Shu jumladan tsellyuloza (ularsiz qog'oz bo'lmaydi), kraxmal.

Keling, ulardan ba'zilari haqida batafsilroq gaplashaylik.

Masalan, taxminan uglevodlar. Agar sayyoradagi barcha organik moddalarning massasini olish va o'lchash mumkin bo'lsa, bu raqobatda g'alaba qozongan uglevodlar bo'lar edi.

Ular organizmda energiya manbai bo'lib xizmat qiladi, hujayralar uchun qurilish materiallari, shuningdek moddalarni saqlaydi. O'simliklar bu maqsadda kraxmaldan foydalanadi, hayvonlar glikogendan foydalanadilar.

Bundan tashqari, uglevodlar juda xilma-xildir. Masalan, oddiy uglevodlar. Tabiatdagi eng keng tarqalgan monosaxaridlar pentozalar (jumladan, DNKning bir qismi bo'lgan dezoksiriboza) va geksozalar (sizga tanish bo'lgan glyukoza).

G'isht kabi, tabiatning katta qurilish maydonchasida polisaxaridlar minglab va minglab monosaxaridlardan qurilgan. Ularsiz, aniqrog'i, tsellyuloza va kraxmalsiz o'simliklar bo'lmaydi. Va glikogen, laktoza va xitin bo'lmagan hayvonlarga qiyinchilik tug'diradi.

Keling, diqqat bilan ko'rib chiqaylik sincaplar. Tabiat mozaika va jumboqlarning eng buyuk ustasi: inson tanasida atigi 20 ta aminokislotadan 5 million turdagi oqsillar hosil bo'ladi. Proteinlar ham juda ko'p hayotiy funktsiyalarga ega. Masalan, organizmdagi jarayonlarning qurilishi, tartibga solinishi, qon ivishi (buning uchun alohida oqsillar mavjud), harakat, organizmdagi ayrim moddalarni tashish, ular ham energiya manbai, fermentlar shaklida reaktsiyalar uchun katalizator va himoyani ta'minlaydi. Antikorlar tanani salbiy tashqi ta'sirlardan himoya qilishda muhim rol o'ynaydi. Va agar tananing nozik sozlashida buzilish sodir bo'lsa, antikorlar tashqi dushmanlarni yo'q qilish o'rniga, tananing o'z a'zolari va to'qimalariga tajovuzkor bo'lib xizmat qilishi mumkin.

Proteinlar ham oddiy (oqsillar) va murakkab (oqsillar) ga bo'linadi. Va ular o'ziga xos xususiyatlarga ega: denaturatsiya (tuxumni qattiq qaynatishda siz bir necha marta ko'rgan halokat) va renaturatsiya (bu xususiyat antibiotiklar, oziq-ovqat konsentratlari va boshqalarni ishlab chiqarishda keng qo'llanilgan).

E'tibor bermaylik lipidlar(yog'lar). Bizning tanamizda ular zaxira energiya manbai bo'lib xizmat qiladi. Erituvchi sifatida ular biokimyoviy reaktsiyalarning paydo bo'lishiga yordam beradi. Tananing qurilishida ishtirok eting - masalan, hujayra membranalarining shakllanishida.

Va shunga o'xshash qiziqarli organik birikmalar haqida yana bir necha so'z gormonlar. Ular biokimyoviy reaktsiyalar va metabolizmda ishtirok etadilar. Juda kichik, gormonlar erkaklar erkaklar (testosteron) va ayollar ayollar (estrogen) qiladi. Ular bizni xursand qiladi yoki xafa qiladi (qalqonsimon bez gormonlari kayfiyatning o'zgarishida muhim rol o'ynaydi va endorfin baxt hissi beradi). Va ular hatto "tungi boyqushlar" yoki "larks" ekanligimizni aniqlaydilar. Siz kech o'qishni xohlaysizmi yoki erta turishni va maktab oldidan uy vazifangizni bajarishni afzal ko'rasizmi, bu nafaqat kundalik tartibingiz, balki buyrak usti bezining ayrim gormonlari bilan ham belgilanadi.

Xulosa

Organik moddalar dunyosi haqiqatan ham hayratlanarli. Er yuzidagi barcha hayot bilan qarindoshlik hissidan nafas olish uchun uni o'rganishga biroz chuqurroq kirib borish kifoya. Ikki oyoq, to'rt yoki oyoq o'rniga ildiz - barchamizni ona tabiatning kimyoviy laboratoriyasining sehri birlashtiradi. U uglerod atomlarini zanjirlarda birlashtirib, reaksiyaga kirishadi va minglab turli xil kimyoviy birikmalar hosil qiladi.

Endi sizda organik kimyo bo'yicha tezkor qo'llanma bor. Albatta, bu erda barcha mumkin bo'lgan ma'lumotlar taqdim etilmaydi. Ba'zi fikrlarni o'zingiz aniqlab olishingiz kerak bo'lishi mumkin. Lekin siz har doim mustaqil tadqiqotingiz uchun biz belgilagan marshrutdan foydalanishingiz mumkin.

Maktabda kimyo darslariga tayyorgarlik ko'rish uchun maqoladagi organik moddalar ta'rifi, organik birikmalarning tasnifi va umumiy formulalari va ular haqida umumiy ma'lumotlardan ham foydalanishingiz mumkin.

Kimyoning qaysi bo'limi (organik yoki noorganik) sizga ko'proq yoqadi va nima uchun izohlarda bizga ayting. Maqolani ijtimoiy tarmoqlarda "baham ko'rish"ni unutmang, shunda sinfdoshlaringiz ham undan foyda olishlari mumkin.

Maqolada biron bir noaniqlik yoki xatolik topsangiz, menga xabar bering. Biz hammamiz insonmiz va ba'zida hammamiz xato qilamiz.

veb-sayt, materialni to'liq yoki qisman nusxalashda manbaga havola talab qilinadi.

Organik kimyo
Organik kimyo tushunchasi va uning mustaqil fanga ajralish sabablari

Izomerlar- bir xil sifat va miqdoriy tarkibga ega bo'lgan moddalar (ya'ni bir xil umumiy formulaga ega), ammo tuzilishi har xil, shuning uchun har xil fizik va kimyoviy xususiyatlarga ega.

Fenanthren (o'ngda) va antrasen (chapda) strukturaviy izomerlardir.

Organik kimyoning rivojlanishining qisqacha tavsifi

Organik kimyo rivojlanishining birinchi davri, deyiladi empirik(17-asr oʻrtalaridan 18-asr oxirigacha), insonning organik moddalar bilan dastlabki tanishuvidan boshlab organik kimyoning fan sifatida paydo boʻlishigacha boʻlgan katta davrni oʻz ichiga oladi. Bu davrda organik moddalar, ularni ajratib olish va qayta ishlash usullari haqidagi bilimlar eksperimental tarzda amalga oshirildi. Mashhur shved kimyogari I. Berzeliusning taʼrifiga koʻra, bu davrdagi organik kimyo “oʻsimlik va hayvon moddalari kimyosi” edi. Empirik davrning oxiriga kelib, ko'plab organik birikmalar ma'lum bo'ldi. Oʻsimliklardan limon, oksalat, olma, gallik va sut kislotalari, odam siydigidan karbamid, ot siydigidan gipurik kislota ajratilgan. Organik moddalarning ko'pligi ularning tarkibi va xususiyatlarini chuqur o'rganishga turtki bo'ldi.
Keyingi davr analitik(18-asr oxiri - 19-asr oʻrtalari), organik moddalar tarkibini aniqlash usullarining paydo boʻlishi bilan bogʻliq. Bunda kimyoviy analizning miqdoriy usullarining asosini tashkil etgan M.V.Lomonosov va A.Lavuazye (1748) tomonidan kashf etilgan massaning saqlanish qonuni eng muhim rol o'ynadi.
Aynan shu davrda barcha organik birikmalar tarkibida uglerod borligi aniqlandi. Organik birikmalarda ugleroddan tashqari vodorod, azot, oltingugurt, kislorod, fosfor kabi elementlar ham topilgan, ular hozirda organogen elementlar deb ataladi. Organik birikmalar noorganiklardan birinchi navbatda tarkibiga ko'ra farq qilishi aniq bo'ldi. O'sha paytda organik birikmalarga alohida munosabat mavjud edi: ular faqat nomoddiy "hayotiy kuch" ishtirokida olinishi mumkin bo'lgan o'simlik yoki hayvon organizmlarining hayotiy faoliyati mahsuloti hisoblanishda davom etdi. Bu idealistik qarashlar amaliyot orqali rad etildi. 1828 yilda nemis kimyogari F. Wöhler noorganik ammoniy siyanatdan organik birikma karbamid sintez qildi.
F.Vollerning tarixiy tajribasidan boshlab organik sintezning jadal rivojlanishi boshlandi. I. N. Zinin nitrobenzolni kamaytirish orqali olingan va shu bilan anilin bo'yoq sanoati uchun asos yaratgan (1842). A. Kolbe sintez qilgan (1845). M, Berthelot - yog'lar kabi moddalar (1854). A. M. Butlerov - birinchi shakarli modda (1861). Hozirgi vaqtda organik sintez ko'plab sanoat tarmoqlarining asosini tashkil qiladi.
Organik kimyo tarixida katta ahamiyatga ega strukturaviy davr(19-asrning 2-yarmi - 20-asr boshlari), asoschisi buyuk rus kimyogari A. M. Butlerov bo'lgan organik birikmalar tuzilishining ilmiy nazariyasining tug'ilishi bilan belgilandi. Tuzilish nazariyasining asosiy tamoyillari nafaqat o'z davri uchun katta ahamiyatga ega bo'lgan, balki zamonaviy organik kimyo uchun ilmiy platforma bo'lib ham xizmat qiladi.
20-asr boshlarida organik kimyo kirib keldi zamonaviy davr rivojlanish. Hozirgi vaqtda organik kimyoda bir qator murakkab hodisalarni tushuntirish uchun kvant mexanik tushunchalar qo'llaniladi; kimyoviy tajriba tobora fizik usullardan foydalanish bilan birlashtirilmoqda; Turli xil hisoblash usullarining roli oshdi. Organik kimyo shunchalik keng bilim sohasiga aylandiki, undan yangi fanlar - bioorganik kimyo, organoelement birikmalari kimyosi va boshqalar ajralib chiqmoqda.

A. M. Butlerov tomonidan organik birikmalarning kimyoviy tuzilishi nazariyasi

Organik birikmalar tuzilishi nazariyasini yaratishda hal qiluvchi rol buyuk rus olimi Aleksandr Mixaylovich Butlerovga tegishli. 1861-yil 19-sentabrda nemis tabiatshunoslarining 36-kongressida A.M.Butlerov oʻzining “Materiyaning kimyoviy tuzilishi toʻgʻrisida”gi maʼruzasida eʼlon qildi.

A.M. Butlerovning kimyoviy tuzilish nazariyasining asosiy qoidalari:

1. Organik birikma molekulasidagi barcha atomlar bir-biri bilan valentligiga ko'ra ma'lum ketma-ketlikda bog'langan. Atomlar ketma-ketligini o'zgartirish yangi xususiyatlarga ega yangi moddaning paydo bo'lishiga olib keladi. Masalan, C2H6O moddasining tarkibi ikki xil birikmaga mos keladi: - qarang.
2. Moddalarning xossalari ularning kimyoviy tuzilishiga bog'liq. Kimyoviy tuzilish - molekuladagi atomlarning almashinishida, atomlarning o'zaro ta'sirida va o'zaro ta'sirida - qo'shni va boshqa atomlar orqali ma'lum bir tartib. Natijada, har bir moddaning o'ziga xos fizik-kimyoviy xususiyatlari mavjud. Masalan, dimetil efir hidsiz gaz, suvda erimaydi, mp. = -138 ° C, t ° qaynatiladi. = 23,6 ° S; etil spirti - hidli suyuqlik, suvda eriydi, mp. = -114,5 ° S, t ° qaynatiladi. = 78,3 ° S.
   Organik moddalarning tuzilishi nazariyasining bunday pozitsiyasi organik kimyoda keng tarqalgan hodisani tushuntirdi. Berilgan juft birikmalar - dimetil efir va etil spirti izomeriya hodisasini tasvirlovchi misollardan biridir.
3. Moddalarning xossalarini o'rganish ularning kimyoviy tuzilishini, moddalarning kimyoviy tuzilishi esa fizik va kimyoviy xossalarini aniqlash imkonini beradi.
4. Uglerod atomlari bir-biri bilan bog'lanib, har xil turdagi uglerod zanjirlarini hosil qiladi. Ular ham ochiq, ham yopiq (tsiklik), ham to'g'ridan-to'g'ri, ham shoxlangan bo'lishi mumkin. Uglerod atomlarining bir-biriga ulanishi uchun sarflagan bog'lanishlar soniga qarab, zanjirlar to'yingan (bitta bog'lar bilan) yoki to'yinmagan (ikki va uch aloqalar bilan) bo'lishi mumkin.
5. Har bir organik birikma to'rt valentli uglerodni ta'minlash va uning atomlarining zanjirlar va tsikllarni hosil qilish qobiliyatiga asoslangan bitta o'ziga xos strukturaviy formulaga yoki strukturaviy formulaga ega. Haqiqiy ob'ekt sifatida molekula tuzilishini kimyoviy va fizik usullar yordamida eksperimental o'rganish mumkin.

A.M.Butlerov organik birikmalar tuzilishi haqidagi nazariyasini nazariy tushuntirishlar bilan cheklanib qolmadi. U izobutan, tert olish orqali nazariyaning bashoratlarini tasdiqlovchi bir qator tajribalar o'tkazdi. butil spirti va boshqalar. Bu A.M.Butlerovga 1864 yilda mavjud faktlar har qanday organik moddani sintetik tarzda ishlab chiqarish imkoniyatini kafolatlash imkonini beradi, deb e'lon qilish imkonini berdi.

Organik kimyo - bu uglerod birikmalarini o'rganadigan fanorganik moddalar. Shu munosabat bilan organik kimyo ham deyiladi uglerod birikmalari kimyosi.

Organik kimyoning alohida fanga ajralishining eng muhim sabablari quyidagilardan iborat.

1. Noorganiklarga nisbatan ko'p sonli organik birikmalar.

Ma'lum bo'lgan organik birikmalar soni (taxminan 6 million) Mendeleev davriy tizimining boshqa barcha elementlarining birikmalari sonidan sezilarli darajada oshadi. Hozirgi vaqtda 700 mingga yaqin noorganik birikmalar ma'lum bo'lib, bir yilda 150 mingga yaqin yangi organik birikmalar olinadi. Bu nafaqat kimyogarlarning organik birikmalarni sintez qilish va o'rganish bilan ayniqsa jadal shug'ullanishi, balki uglerod elementining zanjir va tsikllarda bog'langan deyarli cheksiz miqdordagi uglerod atomlarini o'z ichiga olgan birikmalar hosil qilishning maxsus qobiliyati bilan izohlanadi.

2. Organik moddalar juda xilma-xil amaliy qo'llanilishi bilan ham, organizmlarning hayotiy jarayonlarida muhim rol o'ynaganligi uchun ham alohida ahamiyatga ega.

3. Organik birikmalarning xossalari va reaksiyaga kirishish qobiliyatida noorganiklardan sezilarli farqlar mavjud, Natijada, organik birikmalarni o'rganishning ko'plab o'ziga xos usullarini ishlab chiqish zarurati tug'ildi.

Organik kimyo fanining predmeti organik birikmalarning eng muhim sinflarini olish usullari, tarkibi, tuzilishi va qoʻllanish sohalarini oʻrganadi.

2. Organik kimyo taraqqiyotining qisqacha tarixiy sharhi

Organik kimyo fan sifatida 19-asr boshlarida shakllangan, ammo insonning organik moddalar bilan tanishishi va ulardan amaliy maqsadlarda foydalanishi qadimgi davrlarda boshlangan. Ma'lum bo'lgan birinchi kislota sirka yoki sirka kislotasining suvli eritmasi edi. Qadimgi xalqlar uzum sharbatini fermentatsiya qilishni bilishgan, ular distillashning ibtidoiy usulini bilishgan va uni turpentin olish uchun ishlatishgan; gallar va nemislar sovun tayyorlashni bilishgan; Misr, Gaul va Germaniyada pivo tayyorlashni bilishgan.

Hindiston, Finikiya va Misrda organik moddalar yordamida bo'yash san'ati juda rivojlangan. Bundan tashqari, qadimgi xalqlar yog'lar, yog'lar, shakar, kraxmal, saqich, qatronlar, indigo va boshqalar kabi organik moddalardan foydalanganlar.

Oʻrta asrlarda kimyoviy bilimlarning rivojlanish davri (taxminan 16-asrgacha) alkimyo davri deb atalgan. Biroq, noorganik moddalarni o'rganish organik moddalarni o'rganishga qaraganda ancha muvaffaqiyatli bo'ldi. Ikkinchisi haqidagi ma'lumotlar qadimgi asrlarda bo'lgani kabi deyarli cheklangan. Distillash usullarini takomillashtirish tufayli ba'zi yutuqlarga erishildi. Shu tarzda, xususan, bir nechta efir moylari ajratib olindi va kuchli sharob spirti olindi, bu faylasuf toshini tayyorlash mumkin bo'lgan moddalardan biri hisoblangan.

18-asr oxiri organik moddalarni o'rganishda sezilarli muvaffaqiyatlar bilan ajralib turdi va organik moddalar sof ilmiy nuqtai nazardan o'rganila boshlandi. Bu davrda o'simliklardan bir qator eng muhim organik kislotalar (oksalat, limon, olma, gallik) ajratib olindi va tavsiflandi va yog'lar va yog'lar umumiy komponent sifatida "yog'larning shirin boshlanishi" (glitserin) ni o'z ichiga olishi aniqlandi. ), va boshqalar.

Asta-sekin organik moddalar - hayvon organizmlarining chiqindilari bo'yicha tadqiqotlar rivojlana boshladi. Masalan, karbamid va siydik kislotasi inson siydigidan, gipurik kislota esa sigir va ot siydigidan ajratilgan.

Muhim faktik materiallarning to'planishi organik moddalarni chuqurroq o'rganish uchun kuchli turtki bo'ldi.

Organik moddalar va organik kimyo tushunchalarini birinchi marta shved olimi Berzelius (1827) kiritgan. Berzelius ko'plab nashrlardan o'tgan kimyo darsligida "tirik tabiatda elementlar jonsiz tabiatdagidan farqli qonunlarga bo'ysunadi" va organik moddalar oddiy fizikaviy va kimyoviy kuchlar ta'sirida hosil bo'lishi mumkin emas, balki maxsus kuch talab qiladi, degan ishonchni ifoda etgan. ularning shakllanishi uchun "hayotiy kuch" U organik kimyoni "o'simlik va hayvon moddalari yoki hayotiy kuch ta'sirida hosil bo'lgan moddalar kimyosi" deb ta'riflagan. Organik kimyoning keyingi rivojlanishi bu qarashlarning noto'g'ri ekanligini isbotladi.

1828 yilda Wöhler noorganik modda - ammoniy siyanat qizdirilganda hayvon organizmining chiqindi mahsuloti - karbamidga aylanishini ko'rsatdi.

1845 yilda Kolbe boshlang'ich material sifatida ko'mir, oltingugurt, xlor va suvdan foydalangan holda odatiy organik modda - sirka kislotasini sintez qildi. Nisbatan qisqa vaqt ichida bir qator boshqa organik kislotalar sintez qilindi, ular ilgari faqat o'simliklardan ajratilgan edi.

1854 yilda Berthelot yog'lar sinfiga kiruvchi moddalarni sintez qilishga muvaffaq bo'ldi.

1861 yilda A. M. Butlerov ohak suvining paraformaldegidga ta'siri bilan birinchi marta shakar sinfiga mansub bo'lgan metilenitan sintezini amalga oshirdi, ma'lumki, u hayotiy jarayonlarda muhim rol o'ynaydi. organizmlar.

Bu barcha ilmiy kashfiyotlar vitalizmning - "hayot kuchi" haqidagi idealistik ta'limotning qulashiga olib keldi.