Οργανικές ουσίες και τα ονόματά τους. Θεωρία της χημικής δομής των οργανικών ενώσεων. Ταξινόμηση οργανικών ουσιών

οργανική ύλη -πρόκειται για ενώσεις που έχουν ένα άτομο άνθρακα στη σύνθεσή τους. Περισσότερα για πρώιμα στάδιαΣτην ανάπτυξη της χημείας, όλες οι ουσίες χωρίστηκαν σε δύο ομάδες: ορυκτές και οργανικές. Εκείνες τις ημέρες, πίστευαν ότι για να συντεθεί οργανική ύλη, είναι απαραίτητο να υπάρχει μια άνευ προηγουμένου «δύναμη ζωής», η οποία είναι εγγενής μόνο στα ζωντανά βιοσυστήματα. Επομένως, για να συνθέσει οργανική ύληαπό ορυκτά είναι αδύνατο. Και μόλις στις αρχές του 19ου αιώνα, ο F. Weller διέψευσε την υπάρχουσα άποψη και συνέθεσε ουρία από κυανικό αμμώνιο, δηλαδή έλαβε οργανική ύλη από ορυκτό υλικό. Μετά από αυτό, αρκετοί επιστήμονες συνέθεσαν χλωροφόρμιο, ανιλίνη, οξικό οξύ και πολλά άλλα. χημικές ενώσεις.

Οι οργανικές ουσίες αποτελούν τη βάση της ύπαρξης της ζωντανής ύλης και είναι επίσης η κύρια τροφή για τον άνθρωπο και τα ζώα. Η πλειοψηφία ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣείναι πρώτες ύλες για διάφορες βιομηχανίες - τρόφιμα, χημικά, ελαφριά, φαρμακευτικά κ.λπ.

Σήμερα είναι γνωστές περισσότερες από 30 εκατομμύρια διάφορες οργανικές ενώσεις. Ως εκ τούτου, οι οργανικές ουσίες αντιπροσωπεύουν την πιο εκτεταμένη κατηγορία.Η ποικιλία των οργανικών ενώσεων συνδέεται με μοναδικές ιδιότητεςκαι τη δομή του άνθρακα. Τα γειτονικά άτομα άνθρακα συνδέονται με απλούς ή πολλαπλούς (διπλούς, τριπλούς) δεσμούς.

Χαρακτηρίζεται από την παρουσία ομοιοπολικού Συνδέσεις C-C, καθώς και πολικό ομοιοπολικό Ομόλογα C-N, C-O, C-Hal, C-metal κ.λπ. Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα με τη συμμετοχή οργανικών ουσιών έχουν κάποια χαρακτηριστικά σε σύγκριση με τις ορυκτές. Στις αντιδράσεις ανόργανων ενώσεων συμμετέχουν κατά κανόνα ιόντα. Συχνά τέτοιες αντιδράσεις περνούν πολύ γρήγορα, μερικές φορές αμέσως με βέλτιστη θερμοκρασία. Τα μόρια συνήθως εμπλέκονται σε αντιδράσεις με. Θα πρέπει να ειπωθεί ότι σε αυτή την περίπτωση, ορισμένοι ομοιοπολικοί δεσμοί σπάνε, ενώ άλλοι σχηματίζονται. Κατά κανόνα, αυτές οι αντιδράσεις προχωρούν πολύ πιο αργά και για να επιταχυνθούν, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η θερμοκρασία ή να χρησιμοποιηθεί ένας καταλύτης (οξύ ή βάση).

Πώς σχηματίζονται οι οργανικές ενώσεις στη φύση; Τα περισσότερα απόΟι οργανικές ενώσεις στη φύση συντίθενται από το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό στις χλωροφύλλες των πράσινων φυτών.

Κατηγορίες οργανικών ουσιών.

Με βάση τη θεωρία του O. Butlerov. Η συστηματική ταξινόμηση είναι το θεμέλιο της επιστημονικής ονοματολογίας, η οποία καθιστά δυνατή την ονομασία της οργανικής ύλης με βάση τον υπάρχοντα δομικό τύπο. Η ταξινόμηση βασίζεται σε δύο κύρια χαρακτηριστικά - τη δομή του σκελετού άνθρακα, τον αριθμό και την τοποθέτηση των λειτουργικών ομάδων στο μόριο.

Ο σκελετός άνθρακα είναι σταθερός διαφορετικό μέροςμόρια οργανικής ύλης. Ανάλογα με τη δομή του, όλες οι οργανικές ουσίες χωρίζονται σε ομάδες.

Οι ακυκλικές ενώσεις περιλαμβάνουν ουσίες με ευθεία ή διακλαδισμένη ανθρακική αλυσίδα. Οι καρβοκυκλικές ενώσεις περιλαμβάνουν ουσίες με κύκλους, χωρίζονται σε δύο υποομάδες - αλεικυκλικές και αρωματικές. Οι ετεροκυκλικές ενώσεις είναι ουσίες των οποίων τα μόρια βασίζονται σε κύκλους, που σχηματίζονται από άτομα άνθρακα και άτομα άλλων χημικά στοιχεία(Οξυγόνο, Άζωτο, Θείο), ετεροάτομα.

Οι οργανικές ουσίες ταξινομούνται επίσης ανάλογα με την παρουσία λειτουργικών ομάδων που αποτελούν μέρος των μορίων. Για παράδειγμα, οι κατηγορίες υδρογονανθράκων (η εξαίρεση είναι ότι δεν υπάρχουν λειτουργικές ομάδες στα μόριά τους), οι φαινόλες, οι αλκοόλες, οι κετόνες, οι αλδεΰδες, οι αμίνες, οι εστέρες, τα καρβοξυλικά οξέα κ.λπ. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι κάθε λειτουργική ομάδα (COOH, OH, NH2, SH, NH, NO) καθορίζει φυσικός Χημικές ιδιότητεςαυτή η σύνδεση.

Σκοπός της διάλεξης:εξοικείωση με την ταξινόμηση και την ονοματολογία των οργανικών ενώσεων

Σχέδιο:

1. Θέμα και καθήκοντα οργανική χημεία. Η σημασία του για το φαρμακείο.

2. Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων.

3. Αρχές τετριμμένης και ορθολογικής ονοματολογίας.

4. Αρχές ονοματολογίας IUPAC.

Θέμα και εργασίες της οργανικής χημείας.

Η οργανική χημεία είναι ένας κλάδος της χημείας που είναι αφιερωμένος στη μελέτη της δομής, των μεθόδων σύνθεσης και χημικούς μετασχηματισμούςυδρογονάνθρακες και τα λειτουργικά τους παράγωγα.

Ο όρος «οργανική χημεία» εισήχθη για πρώτη φορά από τον Σουηδό χημικό Jens Jakob Berzellius το 1807.

Λόγω των ιδιαιτεροτήτων της δομής τους, οι οργανικές ουσίες είναι πολυάριθμες. Σήμερα ο αριθμός τους φτάνει τα 10 εκατομμύρια.

Επί του παρόντος, η κατάσταση της οργανικής χημείας είναι τέτοια που καθιστά δυνατό τον επιστημονικό σχεδιασμό και τη διεξαγωγή της σύνθεσης οποιωνδήποτε πολύπλοκων μορίων (πρωτεΐνες, βιταμίνες, ένζυμα, φάρμακα κ.λπ.).

Η οργανική χημεία σχετίζεται στενά με τη φαρμακευτική. Σας επιτρέπει να επιλέξετε μεμονωμένα φαρμακευτικές ουσίεςαπό φυτικές και ζωικές πρώτες ύλες, συνθέτει και καθαρίζει φαρμακευτικές πρώτες ύλες, καθορίζει τη δομή της ουσίας και τον μηχανισμό της χημικής δράσης, σας επιτρέπει να προσδιορίσετε την αυθεντικότητα του ενός ή του άλλου φαρμακευτικό προϊόν. Αρκεί να πούμε ότι το 95% φάρμακαείναι οργανικής φύσης.

Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων

Η ταξινόμηση βασίζεται σε δύο το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό: δομή σκελετό άνθρακα και την παρουσία στο μόριο λειτουργικές ομάδες.

Σύμφωνα με τη δομή του σκελετού άνθρακα, οργανικό. οι ενώσεις χωρίζονται σε τρεις μεγάλες ομάδες.

I Ακυκλικός(αλειφατικές) ενώσεις που έχουν ανοιχτή ανθρακική αλυσίδα, ευθεία και διακλαδισμένη.

Αναγνωρίζονται οι μητρικές ενώσεις στην οργανική χημεία υδρογονάνθρακεςπου αποτελείται μόνο από άτομα άνθρακα και υδρογόνου. Μια ποικιλία οργανικών ενώσεων μπορούν να θεωρηθούν ως παράγωγα υδρογονανθράκων που λαμβάνονται με την εισαγωγή λειτουργικών ομάδων σε αυτές.

Μια λειτουργική ομάδα είναι ένα δομικό θραύσμα ενός μορίου που είναι χαρακτηριστικό του αυτή η τάξηοργανικών ενώσεων και καθορίζει τις χημικές του ιδιότητες.

Για παράδειγμα, οι ιδιότητες των αλκοολών καθορίζονται από την παρουσία μιας υδροξοομάδας ( - ΑΥΤΟΣ), ιδιότητες αμινών - αμινομάδες ( - NH2), καρβοξυλικά οξέα με την παρουσία μιας καρβοξυλικής ομάδας στο μόριο (- UNSD) και ούτω καθεξής.

Τραπέζι 1. Κύριες κατηγορίες οργανικών ενώσεων

Αυτή η ταξινόμηση είναι σημαντική επειδή οι λειτουργικές ομάδες καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τις χημικές ιδιότητες αυτής της κατηγορίας ενώσεων.

Εάν οι ενώσεις περιέχουν πολλές λειτουργικές ομάδες και είναι ίδιες, τότε τέτοιες ενώσεις ονομάζονται πολυλειτουργικό (CH 2 ΑΥΤΟΣ- Χ.Θ ΑΥΤΟΣ- CH 2 ΑΥΤΟΣ- γλυκερόλη), εάν το μόριο περιέχει διαφορετικές λειτουργικές ομάδες, τότε αυτό ετερολειτουργικό ένωση (CH 3 - CH ( ΑΥΤΟΣ)- UNSD- γαλακτικό οξύ). Οι ετερολειτουργικές ενώσεις μπορούν να αποδοθούν αμέσως σε διάφορες κατηγορίες ενώσεων.

Στο παρελθόν, οι επιστήμονες χώριζαν όλες τις ουσίες στη φύση σε υπό όρους άψυχες και ζωντανές, συμπεριλαμβανομένου του ζωικού και φυτικού βασιλείου μεταξύ των τελευταίων. Οι ουσίες της πρώτης ομάδας ονομάζονται ορυκτά. Και αυτά που μπήκαν στο δεύτερο, άρχισαν να ονομάζονται οργανικές ουσίες.

Τι σημαίνει αυτό; Η κατηγορία των οργανικών ουσιών είναι η πιο εκτεταμένη μεταξύ όλων των χημικών ενώσεων που είναι γνωστές στους σύγχρονους επιστήμονες. Το ερώτημα ποιες ουσίες είναι οργανικές μπορεί να απαντηθεί ως εξής - πρόκειται για χημικές ενώσεις που περιλαμβάνουν άνθρακα.

Λάβετε υπόψη ότι δεν είναι όλες οι ενώσεις που περιέχουν άνθρακα οργανικές. Για παράδειγμα, καρβίδια και ανθρακικά, ανθρακικό οξύκαι κυανιούχα, τα οξείδια του άνθρακα δεν είναι μεταξύ αυτών.

Γιατί υπάρχουν τόσες πολλές οργανικές ουσίες;

Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα βρίσκεται στις ιδιότητες του άνθρακα. Αυτό το στοιχείο είναι περίεργο στο ότι είναι σε θέση να σχηματίσει αλυσίδες από τα άτομά του. Και ταυτόχρονα, ο δεσμός άνθρακα είναι πολύ σταθερός.

Επιπλέον, στις οργανικές ενώσεις εμφανίζει υψηλό σθένος (IV), δηλ. την ικανότητα σχηματισμού χημικών δεσμών με άλλες ουσίες. Και όχι μόνο μονό, αλλά και διπλό και ακόμη και τριπλό (αλλιώς - πολλαπλάσιο). Καθώς η πολλαπλότητα των δεσμών αυξάνεται, η αλυσίδα των ατόμων γίνεται μικρότερη και η σταθερότητα του δεσμού αυξάνεται.

Και ο άνθρακας είναι προικισμένος με την ικανότητα να σχηματίζει γραμμικές, επίπεδες και τρισδιάστατες δομές.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι οργανικές ουσίες στη φύση είναι τόσο διαφορετικές. Μπορείτε εύκολα να το ελέγξετε μόνοι σας: σταθείτε μπροστά σε έναν καθρέφτη και κοιτάξτε προσεκτικά την αντανάκλασή σας. Καθένας από εμάς είναι ένα περιπατητικό εγχειρίδιο για την οργανική χημεία. Σκεφτείτε το: τουλάχιστον το 30% της μάζας κάθε κυττάρου σας είναι οργανικές ενώσεις. Οι πρωτεΐνες που χτίζουν το σώμα σας. Υδατάνθρακες, που χρησιμεύουν ως «καύσιμο» και πηγή ενέργειας. Λίπη που αποθηκεύουν αποθέματα ενέργειας. Ορμόνες που ελέγχουν τη λειτουργία των οργάνων και ακόμη και τη συμπεριφορά σας. Ένζυμα που ξεκινούν χημικές αντιδράσειςμέσα σου. Και ακόμη και ο «πηγαίος κώδικας», οι κλώνοι του DNA, είναι όλες οργανικές ενώσεις με βάση τον άνθρακα.

Σύνθεση οργανικών ουσιών

Όπως είπαμε στην αρχή, το κύριο δομικό υλικό για την οργανική ύλη είναι ο άνθρακας. Και πρακτικά οποιαδήποτε στοιχεία, σε συνδυασμό με άνθρακα, μπορούν να σχηματίσουν οργανικές ενώσεις.

Στη φύση, πιο συχνά στη σύνθεση των οργανικών ουσιών είναι το υδρογόνο, το οξυγόνο, το άζωτο, το θείο και ο φώσφορος.

Η δομή των οργανικών ουσιών

Η ποικιλομορφία των οργανικών ουσιών στον πλανήτη και η ποικιλομορφία της δομής τους μπορούν να εξηγηθούν ιδιαίτερα χαρακτηριστικάάτομα άνθρακα.

Θυμάστε ότι τα άτομα άνθρακα είναι σε θέση να σχηματίσουν πολύ ισχυρούς δεσμούς μεταξύ τους, συνδέοντας αλυσίδες. Το αποτέλεσμα είναι σταθερά μόρια. Ο τρόπος με τον οποίο τα άτομα άνθρακα συνδέονται μεταξύ τους (τακτοποιούνται σε σχήμα ζιγκ-ζαγκ) είναι ένας από τους βασικά χαρακτηριστικάτα κτίριά της. Ο άνθρακας μπορεί να συνδυαστεί τόσο σε ανοιχτές αλυσίδες όσο και σε κλειστές (κυκλικές) αλυσίδες.

Είναι επίσης σημαντικό ότι η δομή των χημικών ουσιών επηρεάζει άμεσα τις χημικές τους ιδιότητες. Σημαντικό ρόλο παίζει επίσης ο τρόπος με τον οποίο τα άτομα και οι ομάδες ατόμων σε ένα μόριο επηρεάζουν το ένα το άλλο.

Λόγω των ιδιαιτεροτήτων της δομής, ο αριθμός των ενώσεων άνθρακα του ίδιου τύπου ανέρχεται σε δεκάδες και εκατοντάδες. Για παράδειγμα, μπορούμε να εξετάσουμε τις ενώσεις υδρογόνου του άνθρακα: μεθάνιο, αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο κ.λπ.

Για παράδειγμα, μεθάνιο - CH 4. Αυτός ο συνδυασμός υδρογόνου και άνθρακα φυσιολογικές συνθήκεςκατοικεί σε ένα αέριο κατάσταση συνάθροισης. Όταν εμφανίζεται οξυγόνο στη σύνθεση, σχηματίζεται ένα υγρό - μεθυλική αλκοόλη CH 3 OH.

Όχι μόνο ουσίες με διαφορετική ποιοτική σύνθεση (όπως στο παραπάνω παράδειγμα) παρουσιάζουν διαφορετικές ιδιότητες, αλλά ουσίες της ίδιας ποιοτικής σύνθεσης είναι επίσης ικανές για αυτό. Ένα παράδειγμα είναι η διαφορετική ικανότητα του μεθανίου CH 4 και του αιθυλενίου C 2 H 4 να αντιδρούν με βρώμιο και χλώριο. Το μεθάνιο είναι ικανό για τέτοιες αντιδράσεις μόνο όταν θερμαίνεται ή υπό υπεριώδες φως. Και το αιθυλένιο αντιδρά ακόμη και χωρίς φωτισμό και θέρμανση.

Εξετάστε αυτήν την επιλογή: η ποιοτική σύνθεση των χημικών ενώσεων είναι η ίδια, η ποσοτική είναι διαφορετική. Τότε οι χημικές ιδιότητες των ενώσεων είναι διαφορετικές. Όπως στην περίπτωση του ακετυλενίου C 2 H 2 και του βενζολίου C 6 H 6.

Δεν είναι ο τελευταίος ρόλος σε αυτήν την ποικιλία από τέτοιες ιδιότητες οργανικών ουσιών, «δεμένες» με τη δομή τους, όπως η ισομέρεια και η ομολογία.

Φανταστείτε ότι έχετε δύο φαινομενικά πανομοιότυπες ουσίες - την ίδια σύνθεση και τον ίδιο μοριακό τύπο για να τις περιγράψετε. Αλλά η δομή αυτών των ουσιών είναι θεμελιωδώς διαφορετική, από την οποία προκύπτει η διαφορά στα χημικά και φυσικές ιδιότητες. Για παράδειγμα, ο μοριακός τύπος C 4 H 10 μπορεί να γραφτεί δύο διάφορες ουσίες: βουτάνιο και ισοβουτάνιο.

Μιλάμε για ισομερή- ενώσεις που έχουν την ίδια σύσταση και μοριακό βάρος. Όμως τα άτομα στα μόριά τους βρίσκονται σε διαφορετική σειρά (διακλαδισμένη και μη διακλαδισμένη δομή).

Σχετικά με ομολογία- αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό μιας τέτοιας αλυσίδας άνθρακα στην οποία κάθε επόμενο μέλος μπορεί να ληφθεί προσθέτοντας μία ομάδα CH 2 στην προηγούμενη. Κάθε ομόλογες σειρέςμπορεί να εκφραστεί σε έναν γενικό τύπο. Και γνωρίζοντας τον τύπο, είναι εύκολο να προσδιοριστεί η σύνθεση οποιουδήποτε από τα μέλη της σειράς. Για παράδειγμα, τα ομόλογα μεθανίου περιγράφονται με τον τύπο CnH2n+2.

Καθώς προστίθεται η «ομόλογη διαφορά» CH 2, ο δεσμός μεταξύ των ατόμων της ουσίας ενισχύεται. Ας πάρουμε την ομόλογη σειρά του μεθανίου: τα πρώτα τέσσερα μέλη του είναι αέρια (μεθάνιο, αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο), τα επόμενα έξι είναι υγρά (πεντάνιο, εξάνιο, επτάνιο, οκτάνιο, εννεάνιο, δεκάνιο) και μετά ουσίες σε στερεή κατάσταση ακολουθούν συσσωμάτωση (πενταδεκάνιο, eicosan κ.λπ.). Και όσο ισχυρότερος είναι ο δεσμός μεταξύ των ατόμων άνθρακα, τόσο υψηλότερο είναι το μοριακό βάρος, τα σημεία βρασμού και τήξης των ουσιών.

Ποιες κατηγορίες οργανικών ουσιών υπάρχουν;

Οι οργανικές ουσίες βιολογικής προέλευσης περιλαμβάνουν:

• πρωτεΐνες;
• υδατάνθρακες?
• νουκλεϊκά οξέα;
• λιπίδια.

Τα πρώτα τρία σημεία μπορούν επίσης να ονομαστούν βιολογικά πολυμερή.

Περισσότερο αναλυτική ταξινόμησηΤα οργανικά χημικά καλύπτουν ουσίες όχι μόνο βιολογικής προέλευσης.

Οι υδρογονάνθρακες είναι:

• άκυκλες ενώσεις:
  • κορεσμένοι υδρογονάνθρακες (αλκάνια).
  • ακόρεστοι υδρογονάνθρακες:
    • αλκένια;
    • αλκύνια;
    • αλκαδιένια.
• κυκλικές ενώσεις:
  • καρβοκυκλικές ενώσεις:
    • αλεικυκλικό;
    • αρωματικός.
  • ετεροκυκλικές ενώσεις.

Υπάρχουν επίσης άλλες κατηγορίες οργανικών ενώσεων στις οποίες ο άνθρακας συνδυάζεται με άλλες ουσίες εκτός από το υδρογόνο:

• αλκοόλες και φαινόλες.
• αλδεΰδες και κετόνες.
• καρβοξυλικά οξέα;
• εστέρες;
• λιπίδια?
• υδατάνθρακες:
  • μονοσακχαρίτες;
  • ολιγοσακχαρίτες;
  • πολυσακχαρίτες.
  • βλεννοπολυσακχαρίτες.
• αμίνες;
• αμινοξέα;
• πρωτεΐνες;
• νουκλεϊκά οξέα.

Τύποι οργανικών ουσιών ανά κατηγορίες

Παραδείγματα οργανικών ουσιών

Όπως θυμάστε, σε ανθρώπινο σώμαδιάφορα είδη οργανικών ουσιών αποτελούν τη βάση των θεμελίων. Αυτοί είναι οι ιστοί και τα υγρά μας, οι ορμόνες και οι χρωστικές, τα ένζυμα και το ATP και πολλά άλλα.

Στο σώμα των ανθρώπων και των ζώων, οι πρωτεΐνες και τα λίπη έχουν προτεραιότητα (το μισό του ξηρού βάρους ενός ζωικού κυττάρου είναι πρωτεΐνη). Στα φυτά (περίπου το 80% της ξηρής μάζας του κυττάρου) - για υδατάνθρακες, κυρίως σύνθετους - πολυσακχαρίτες. Συμπεριλαμβανομένης της κυτταρίνης (χωρίς την οποία δεν θα υπήρχε χαρτί), το άμυλο.

Ας μιλήσουμε για μερικά από αυτά με περισσότερες λεπτομέρειες.

Για παράδειγμα, περίπου υδατάνθρακες. Εάν ήταν δυνατό να ληφθούν και να μετρηθούν οι μάζες όλων των οργανικών ουσιών στον πλανήτη, θα ήταν οι υδατάνθρακες που θα κέρδιζαν αυτόν τον διαγωνισμό.

Λειτουργούν ως πηγή ενέργειας στο σώμα, είναι δομικά υλικά για τα κύτταρα και επίσης παρέχουν ουσίες. Τα φυτά χρησιμοποιούν άμυλο για το σκοπό αυτό και γλυκογόνο για τα ζώα.

Επιπλέον, οι υδατάνθρακες είναι πολύ διαφορετικοί. Για παράδειγμα, απλοί υδατάνθρακες. Οι πιο συνηθισμένοι μονοσακχαρίτες στη φύση είναι οι πεντόζες (συμπεριλαμβανομένης της δεοξυριβόζης, η οποία είναι μέρος του DNA) και οι εξόσες (γλυκόζη, η οποία είναι πολύ γνωστή σε εσάς).

Όπως τα τούβλα, σε ένα μεγάλο εργοτάξιο της φύσης, οι πολυσακχαρίτες κατασκευάζονται από χιλιάδες και χιλιάδες μονοσακχαρίτες. Χωρίς αυτά, πιο συγκεκριμένα, χωρίς κυτταρίνη, άμυλο, δεν θα υπήρχαν φυτά. Ναι, και τα ζώα χωρίς γλυκογόνο, λακτόζη και χιτίνη θα δυσκολευτούν.

Ας δούμε προσεκτικά σκίουροι. Η φύση είναι ο μεγαλύτερος κύριος των μωσαϊκών και των παζλ: από μόλις 20 αμινοξέα, σχηματίζονται 5 εκατομμύρια είδη πρωτεϊνών στο ανθρώπινο σώμα. Πολλή ζωτικότητα βρίσκεται και στις πρωτεΐνες. σημαντικές λειτουργίες. Για παράδειγμα, κατασκευή, ρύθμιση διεργασιών στο σώμα, πήξη του αίματος (υπάρχουν ξεχωριστές πρωτεΐνες για αυτό), κίνηση, μεταφορά ορισμένων ουσιών στο σώμα, είναι επίσης πηγή ενέργειας, με τη μορφή ενζύμων που λειτουργούν ως καταλύτης για αντιδράσεις, παρέχει προστασία. Στην προστασία του οργανισμού από αρνητικές εξωτερικές επιδράσεις σημαντικός ρόλοςπαίζουν αντισώματα. Και αν προκύψει διαφωνία στον λεπτό συντονισμό του σώματος, τα αντισώματα, αντί να καταστρέφουν τους εξωτερικούς εχθρούς, μπορούν να λειτουργήσουν ως επιθετικοί στα δικά τους όργανα και ιστούς του σώματος.

Οι πρωτεΐνες διακρίνονται επίσης σε απλές (πρωτεΐνες) και σύνθετες (πρωτεΐνες). Και έχουν ιδιότητες εγγενείς μόνο σε αυτούς: μετουσίωση (καταστροφή, που έχετε παρατηρήσει περισσότερες από μία φορές όταν βράζατε ένα βραστό αυγό) και μετουσίωση (αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται ευρέως στην παρασκευή αντιβιοτικών, συμπυκνωμάτων τροφίμων κ.λπ.).

Ας μην αγνοούμε και λιπίδια(λίπη). Στο σώμα μας, χρησιμεύουν ως εφεδρική πηγή ενέργειας. Ως διαλύτες, βοηθούν στην πορεία των βιοχημικών αντιδράσεων. Συμμετέχετε στην κατασκευή του σώματος - για παράδειγμα, στο σχηματισμό κυτταρικών μεμβρανών.

Και λίγα ακόμη λόγια για τέτοιες περίεργες οργανικές ενώσεις όπως ορμόνες. Συμμετέχουν σε βιοχημικές αντιδράσειςκαι του μεταβολισμού. Αυτές οι μικρές ορμόνες κάνουν τους άνδρες άνδρες (τεστοστερόνη) και τις γυναίκες γυναίκες (οιστρογόνα). Μας κάνετε χαρούμενους ή λυπημένους (οι ορμόνες παίζουν σημαντικό ρόλο στις εναλλαγές της διάθεσης) θυρεοειδής αδέναςκαι η ενδορφίνη δίνει ένα αίσθημα ευτυχίας). Και καθορίζουν ακόμη και αν είμαστε «κουκουβάγιες» ή «κορυγγάδες». Είτε είστε έτοιμοι να μελετήσετε αργά είτε προτιμάτε να ξυπνάτε νωρίς και να κάνετε τα μαθήματά σας πριν το σχολείο, δεν είναι μόνο η καθημερινότητά σας που αποφασίζει, αλλά και ορισμένες ορμόνες των επινεφριδίων.

συμπέρασμα

Ο κόσμος της οργανικής ύλης είναι πραγματικά εκπληκτικός. Αρκεί να εμβαθύνετε λίγο στη μελέτη του για να κόψετε την ανάσα από την αίσθηση της συγγένειας με όλη τη ζωή στη Γη. Δύο πόδια, τέσσερα ή ρίζες αντί για πόδια - μας ενώνει όλους η μαγεία του χημικού εργαστηρίου της μητέρας φύσης. Αναγκάζει τα άτομα άνθρακα να ενώνονται σε αλυσίδες, να αντιδρούν και να δημιουργούν χιλιάδες τέτοιες διαφορετικές χημικές ενώσεις.

Τώρα έχετε έναν σύντομο οδηγό για την οργανική χημεία. Φυσικά, δεν παρουσιάζονται όλες οι πιθανές πληροφορίες εδώ. Μερικά σημεία που ίσως χρειαστεί να διευκρινίσετε μόνοι σας. Αλλά μπορείτε πάντα να χρησιμοποιήσετε τη διαδρομή που έχουμε σχεδιάσει για την ανεξάρτητη έρευνά σας.

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τον ορισμό της οργανικής ύλης που δίνεται στο άρθρο, ταξινόμηση και γενικούς τύπουςοργανικές ενώσεις και γενικές πληροφορίεςσχετικά με αυτά για να προετοιμαστούν για τα μαθήματα χημείας στο σχολείο.

Πείτε μας στα σχόλια ποια ενότητα της χημείας (οργανική ή ανόργανη) σας αρέσει περισσότερο και γιατί. Μην ξεχάσετε να μοιραστείτε το άρθρο στα κοινωνικά δίκτυαώστε να το χρησιμοποιήσουν και οι συμμαθητές σας.

Παρακαλείστε να αναφέρετε εάν εντοπίσετε οποιαδήποτε ανακρίβεια ή σφάλμα στο άρθρο. Είμαστε όλοι άνθρωποι και όλοι κάνουμε λάθη μερικές φορές.

blog.site, με πλήρη ή μερική αντιγραφή του υλικού, απαιτείται σύνδεσμος προς την πηγή.

Υπάρχουν διάφοροι ορισμοί για το τι είναι οι οργανικές ουσίες, πώς διαφέρουν από μια άλλη ομάδα ενώσεων - ανόργανες. Μία από τις πιο κοινές εξηγήσεις προέρχεται από το όνομα «υδρογονάνθρακες». Πράγματι, στην καρδιά όλων των οργανικών μορίων βρίσκονται αλυσίδες ατόμων άνθρακα που συνδέονται με το υδρογόνο. Υπάρχουν και άλλα στοιχεία που έχουν λάβει το όνομα «οργανογόνα».

Οργανική χημεία πριν την ανακάλυψη της ουρίας

Από την αρχαιότητα, οι άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει πολλές φυσικές ουσίες και μέταλλα: θείο, χρυσό, μετάλλευμα σιδήρου και χαλκού, επιτραπέζιο αλάτι. Σε όλη την ύπαρξη της επιστήμης - από την αρχαιότητα μέχρι την πρώτη μισό του XIXαιώνα - οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να αποδείξουν τη σύνδεση μεταξύ έμψυχης και άψυχης φύσης στο επίπεδο της μικροσκοπικής δομής (άτομα, μόρια). Θεωρήθηκε ότι οι οργανικές ουσίες οφείλουν την εμφάνισή τους στη μυθική ζωτική δύναμη - τον βιταλισμό. Υπήρχε ένας μύθος για την πιθανότητα να μεγαλώσει ένα μικρό ανθρωπάκι "homunculus". Για να γίνει αυτό, ήταν απαραίτητο να τεθεί σε ένα βαρέλι διαφορετικά προϊόνταζωή, περίμενε συγκεκριμένη ώραμέχρι να δημιουργηθεί η ζωτική δύναμη.

Ένα συντριπτικό πλήγμα στον βιταλισμό δόθηκε από το έργο του Weller, ο οποίος συνέθεσε την οργανική ουσία ουρία από ανόργανα συστατικά. Αποδείχθηκε λοιπόν ότι δεν υπάρχει ζωτική δύναμη, η φύση είναι μία, οι οργανισμοί και οι ανόργανες ενώσεις σχηματίζονται από άτομα των ίδιων στοιχείων. Η σύνθεση της ουρίας ήταν γνωστή ακόμη και πριν από το έργο του Weller· η μελέτη αυτής της ένωσης δεν ήταν δύσκολη εκείνα τα χρόνια. Αξιοσημείωτο ήταν το ίδιο το γεγονός της λήψης μιας ουσίας χαρακτηριστικής του μεταβολισμού έξω από το σώμα ενός ζώου ή ενός ανθρώπου.

Θεωρία του A. M. Butlerov

Ο ρόλος της ρωσικής σχολής χημικών στην ανάπτυξη της επιστήμης που μελετά τις οργανικές ουσίες είναι μεγάλος. Τα ονόματα των Butlerov, Markovnikov, Zelinsky, Lebedev συνδέονται με ολόκληρες εποχές στην ανάπτυξη του οργανική σύνθεση. Ο ιδρυτής της θεωρίας της δομής των ενώσεων είναι ο A. M. Butlerov. Ο διάσημος χημικός στη δεκαετία του '60 του XIX αιώνα εξήγησε τη σύνθεση των οργανικών ουσιών, τους λόγους για την ποικιλομορφία της δομής τους, αποκάλυψε τη σχέση που υπάρχει μεταξύ της σύνθεσης, της δομής και των ιδιοτήτων των ουσιών.

Με βάση τα συμπεράσματα του Butlerov, ήταν δυνατό όχι μόνο να συστηματοποιηθεί η γνώση σχετικά με ήδη υπάρχουσες οργανικές ενώσεις. Κατέστη δυνατή η πρόβλεψη ιδιοτήτων όχι ακόμα γνωστό στην επιστήμηουσίες, δημιουργούν τεχνολογικά σχήματαγια να τα παραλάβει βιομηχανικό περιβάλλον. Πολλές από τις ιδέες κορυφαίων οργανικών χημικών υλοποιούνται πλήρως σήμερα.

Όταν οι υδρογονάνθρακες οξειδώνονται, λαμβάνονται νέες οργανικές ουσίες - εκπρόσωποι άλλων κατηγοριών (αλδεΰδες, κετόνες, αλκοόλες, καρβοξυλικά οξέα). Για παράδειγμα, μεγάλοι όγκοι ακετυλενίου χρησιμοποιούνται για την παραγωγή οξικού οξέος. Μέρος αυτού του προϊόντος αντίδρασης καταναλώνεται περαιτέρω για τη λήψη συνθετικών ινών. Ένα διάλυμα οξέος (9% και 6%) υπάρχει σε κάθε σπίτι - αυτό είναι συνηθισμένο ξύδι. Η οξείδωση των οργανικών ουσιών είναι η βάση για τη λήψη πολύ ένας μεγάλος αριθμόςενώσεις βιομηχανικής, γεωργικής, ιατρικής σημασίας.

αρωματικούς υδρογονάνθρακες

Η αρωματικότητα στα οργανικά μόρια είναι η παρουσία ενός ή περισσότερων πυρήνων βενζολίου. Μια αλυσίδα 6 ατόμων άνθρακα κλείνει σε έναν δακτύλιο, ένας συζευγμένος δεσμός εμφανίζεται σε αυτό, επομένως οι ιδιότητες τέτοιων υδρογονανθράκων δεν είναι παρόμοιες με άλλους υδρογονάνθρακες.

Οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες (ή αρένες) έχουν τεράστια πρακτική αξία. Πολλά από αυτά χρησιμοποιούνται ευρέως: βενζόλιο, τολουόλιο, ξυλόλιο. Χρησιμοποιούνται ως διαλύτες και πρώτες ύλες για την παραγωγή φαρμάκων, βαφών, καουτσούκ, καουτσούκ και άλλων προϊόντων οργανικής σύνθεσης.

Ενώσεις οξυγόνου

Τα άτομα οξυγόνου υπάρχουν σε μια μεγάλη ομάδα οργανικών ουσιών. Αποτελούν μέρος του πιο ενεργού μέρους του μορίου, της λειτουργικής του ομάδας. Οι αλκοόλες περιέχουν ένα ή περισσότερα είδη υδροξυλίου —ΟΗ. Παραδείγματα αλκοολών: μεθανόλη, αιθανόλη, γλυκερίνη. Στα καρβοξυλικά οξέα, υπάρχει ένα άλλο λειτουργικό σωματίδιο - καρβοξυλικό (-COOOH).

Άλλες οργανικές ενώσεις που περιέχουν οξυγόνο είναι οι αλδεΰδες και οι κετόνες. καρβοξυλικά οξέα, αλκοόλες και αλδεΰδες μεγάλες ποσότητεςυπάρχουν στη σύνθεση διάφορα όργαναφυτά. Μπορούν να αποτελέσουν πηγές φυσικά προϊόντα(οξικό οξύ, αιθυλική αλκοόλη, μενθόλη).

Τα λίπη είναι ενώσεις των καρβοξυλικών οξέων και της τριυδρικής αλκοόλης γλυκερόλης. Εκτός από τις γραμμικές αλκοόλες και τα οξέα, υπάρχουν οργανικές ενώσεις με δακτύλιο βενζολίου και λειτουργική ομάδα. Παραδείγματα αρωματικών αλκοολών: φαινόλη, τολουόλιο.

Υδατάνθρακες

Οι πιο σημαντικές οργανικές ουσίες του σώματος που αποτελούν τα κύτταρα είναι οι πρωτεΐνες, τα ένζυμα, τα νουκλεϊκά οξέα, οι υδατάνθρακες και τα λίπη (λιπίδια). απλούς υδατάνθρακεςμονοσακχαρίτες - βρίσκονται στα κύτταρα με τη μορφή ριβόζης, δεοξυριβόζης, φρουκτόζης και γλυκόζης. Ο τελευταίος υδατάνθρακας σε αυτή τη σύντομη λίστα είναι η κύρια ουσία του μεταβολισμού στα κύτταρα. Η ριβόζη και η δεοξυριβόζη είναι συστατικά των ριβονουκλεϊκών και δεοξυριβονουκλεϊκών οξέων (RNA και DNA).

Όταν τα μόρια της γλυκόζης διασπώνται, απελευθερώνεται η απαραίτητη ενέργεια για τη ζωή. Πρώτον, αποθηκεύεται στο σχηματισμό ενός είδους μεταφοράς ενέργειας - τριφωσφορικό οξύ αδενοσίνης (ATP). Αυτή η ουσία μεταφέρεται από το αίμα, παραδίδεται στους ιστούς και τα κύτταρα. Με τη διαδοχική διάσπαση τριών υπολειμμάτων φωσφορικού οξέος από την αδενοσίνη, απελευθερώνεται ενέργεια.

Λίπη

Τα λιπίδια είναι ουσίες σε ζωντανούς οργανισμούς που έχουν συγκεκριμένες ιδιότητες. Δεν διαλύονται στο νερό, είναι υδρόφοβα σωματίδια. Ιδιαίτερα πλούσιοι σε ουσίες αυτής της κατηγορίας είναι οι σπόροι και οι καρποί ορισμένων φυτών, νευρικού ιστού, συκώτι, νεφρά, αίμα ζώων και ανθρώπων.

Το δέρμα του ανθρώπου και των ζώων περιέχει πολλά μικρά σμηγματογόνους αδένες. Το μυστικό που εκκρίνεται από αυτά εμφανίζεται στην επιφάνεια του σώματος, το λιπαίνει, το προστατεύει από την απώλεια υγρασίας και τη διείσδυση μικροβίων. Το στρώμα του υποδόριου λιπώδους ιστού προστατεύει από βλάβες εσωτερικά όργαναχρησιμεύει ως αποθεματικό.

σκίουροι

Οι πρωτεΐνες αποτελούν περισσότερες από τις μισές οργανικές ουσίες του κυττάρου, σε ορισμένους ιστούς η περιεκτικότητά τους φτάνει το 80%. Όλοι οι τύποι πρωτεϊνών χαρακτηρίζονται από υψηλά μοριακά βάρη, παρουσία πρωτοταγών, δευτεροταγών, τριτοταγών και τεταρτοταγών δομών. Όταν θερμαίνονται, καταστρέφονται - συμβαίνει μετουσίωση. Πρωτογενής Δομή- αυτή είναι μια τεράστια αλυσίδα αμινοξέων για τον μικρόκοσμο. Υπό τη δράση συγκεκριμένων ενζύμων πεπτικό σύστημαζώα και ανθρώπους, το πρωτεϊνικό μακρομόριο θα διασπαστεί στα συστατικά του μέρη. Εισέρχονται στα κύτταρα, όπου γίνεται η σύνθεση οργανικών ουσιών - άλλων πρωτεϊνών ειδικών για κάθε ζωντανό ον.

Τα ένζυμα και ο ρόλος τους

Οι αντιδράσεις στο κύτταρο προχωρούν με ρυθμό που είναι δύσκολο να επιτευχθεί σε βιομηχανικές συνθήκες, χάρη στους καταλύτες - ένζυμα. Υπάρχουν ένζυμα που δρουν μόνο στις πρωτεΐνες - λιπάσες. Η υδρόλυση του αμύλου γίνεται με τη συμμετοχή αμυλάσης. Οι λιπάσες χρειάζονται για την αποσύνθεση των λιπών στα συστατικά τους μέρη. Διεργασίες που περιλαμβάνουν ένζυμα συμβαίνουν σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Εάν ένα άτομο δεν έχει κανένα ένζυμο στα κύτταρα, τότε αυτό επηρεάζει το μεταβολισμό, γενικά, την υγεία.

Νουκλεϊκά οξέα

Ουσίες, που ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά και απομονώθηκαν από κυτταρικούς πυρήνες, εκτελούν τη λειτουργία της μετάδοσης κληρονομικών χαρακτηριστικών. Η κύρια ποσότητα του DNA περιέχεται στα χρωμοσώματα και τα μόρια RNA βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Με τον αναδιπλασιασμό (διπλασιασμό) του DNA, καθίσταται δυνατή η μεταφορά κληρονομικών πληροφοριών σε γεννητικά κύτταρα - γαμέτες. Όταν συγχωνεύονται νέος οργανισμόςλαμβάνει γενετικό υλικό από τους γονείς.

Η ταξινόμηση των οργανικών ουσιών είναι ακόμη πιο περίπλοκη. Αυτό οφείλεται σε διάφορους λόγους: στην υπερβολική αφθονία των οργανικών ενώσεων, την πολυπλοκότητα και την ποικιλομορφία της δομής τους, την ίδια την ιστορία της μελέτης των ενώσεων άνθρακα.
Πράγματι, μέχρι τα μέσα του XIX αιώνα. οργανική χημεία, από εικονιστική έκφρασηΟ Φ. Βελέρα*, φαινόταν να είναι «ένα πυκνό δάσος γεμάτο καταπληκτικά πράγματα, ένα απέραντο αλσύλλιο από το οποίο δεν μπορείς να βγεις, όπου δεν τολμάς να διεισδύσεις». Μόνο με την εμφάνιση το 1861 της θεωρίας χημική δομήοργανικές ενώσεις "πυκνό δάσος"
η οργανική χημεία άρχισε να μεταμορφώνεται σε πλημμυρισμένη ηλιακό φωςένα κανονικό πάρκο με αυστηρό πλέγμα από σοκάκια και μονοπάτια. Οι συγγραφείς αυτής της θεωρίας ήταν μια εξαιρετική διεθνής τριάδα χημικών επιστημόνων: ο συμπατριώτης μας A.M. Butlerov **, ο Γερμανός F.A. Kekule και ο Άγγλος A. Cooper.

Ρύζι. 5. Friedrich Wöhler
(1800–1882)

Ρύζι. 6. Αλέξανδρος
Μιχαήλοβιτς Μπουτλέροφ
(1828–1886)

Η ουσία της θεωρίας της χημικής δομής που δημιούργησαν μπορεί να διατυπωθεί με τη μορφή τριών προτάσεων.
1. Τα άτομα στα μόρια συνδέονται με μια ορισμένη σειρά ανάλογα με το σθένος τους και ο άνθρακας στις οργανικές ενώσεις είναι τετρασθενής.
2. Οι ιδιότητες των ουσιών καθορίζονται όχι μόνο από την ποιοτική και ποσοτική στοιχειακή σύνθεση, αλλά και από τη σειρά των δεσμών των ατόμων στα μόρια, δηλ. χημική δομή.
3. Τα άτομα στα μόρια ασκούν αμοιβαία επίδραση μεταξύ τους, η οποία επηρεάζει τις ιδιότητες των ουσιών.
* Γερμανός χημικός. Διεξήγαγε έρευνα στον τομέα της ανόργανης και οργανικής χημείας. Διαπίστωσε την ύπαρξη του φαινομένου της ισομέρειας, για πρώτη φορά πραγματοποιήθηκε η σύνθεση οργανικής ύλης (ουρίας) από ανόργανη. Παρέλαβε ορισμένα μέταλλα (αλουμίνιο, βηρύλλιο κ.λπ.).
** Εξαιρετικός Ρώσος χημικός, συγγραφέας της θεωρίας της χημικής
δομή της οργανικής ύλης. Βασισμένο στοΟι έννοιες της δομής εξήγησαν το φαινόμενο της ισομέρειας, προέβλεψαν την ύπαρξη ισομερών ενός αριθμού ουσιών και τις συνέθεσαν για πρώτη φορά. Ήταν ο πρώτος που συνέθεσε μια ζαχαρώδη ουσία. Ιδρυτής της Σχολής Ρωσικής Χημείαςkov, που περιλάμβανε τους V.V. Markovnikov, A.M. Zaitsev, E.E. Wagner, A.E. Favorsky και άλλους.

Σήμερα φαίνεται απίστευτο ότι μέχρι τα μέσα του 19ου αιώνα, κατά την περίοδο των μεγάλων ανακαλύψεων στη φυσική επιστήμη, οι επιστήμονες είχαν κακή ιδέα για την εσωτερική δομή της ύλης. Ήταν ο Butlerov που εισήγαγε τον όρο "χημική δομή", που σημαίνει με αυτόν ένα σύστημα χημικών δεσμών μεταξύ ατόμων σε ένα μόριο, την αμοιβαία διάταξη τους στο διάστημα. Χάρη σε αυτή την κατανόηση της δομής του μορίου, κατέστη δυνατή η εξήγηση του φαινομένου του ισομερισμού, η πρόβλεψη της ύπαρξης άγνωστων ισομερών και η συσχέτιση των ιδιοτήτων των ουσιών με τη χημική τους δομή. Ως απεικόνιση του φαινομένου του ισομερισμού, παρουσιάζουμε τους τύπους και τις ιδιότητες δύο ουσιών - της αιθυλικής αλκοόλης και του διμεθυλαιθέρα, που έχουν την ίδια στοιχειακή σύσταση του C2H6O, αλλά διαφορετικές χημικές δομές (Πίνακας 2).
πίνακας 2

Απεικόνιση της εξάρτησης των ιδιοτήτων μιας ουσίαςαπό τη δομή του

Το φαινόμενο της ισομέρειας, το οποίο είναι πολύ διαδεδομένο στην οργανική χημεία, είναι ένας από τους λόγους για την ποικιλομορφία των οργανικών ουσιών. Ένας άλλος λόγος για την ποικιλομορφία των οργανικών ουσιών έγκειται στη μοναδική ικανότητα του ατόμου άνθρακα να σχηματίζει χημικούς δεσμούς μεταξύ τους, με αποτέλεσμα αλυσίδες άνθρακα.
διαφορετικά μήκη και δομές: μη διακλαδισμένη, διακλαδισμένη, κλειστή. Για παράδειγμα, τέσσερα άτομα άνθρακα μπορούν να σχηματίσουν αλυσίδες όπως αυτή:

Αν λάβουμε υπόψη ότι μεταξύ δύο ατόμων άνθρακα μπορεί να υπάρχουν όχι μόνο απλοί (μονοί) δεσμοί C–C, αλλά και διπλοί C=C και τριπλοί C≡C, τότε ο αριθμός των παραλλαγών των ανθρακικών αλυσίδων και, κατά συνέπεια, οι διάφορες οργανικές ουσίες αυξάνονται σημαντικά.
Η ταξινόμηση των οργανικών ουσιών βασίζεται επίσης στη θεωρία της χημικής δομής του Butlerov. Ανάλογα με τα άτομα των οποίων τα χημικά στοιχεία αποτελούν μέρος του μορίου, όλες οι οργανικές μεγάλες ομάδες: υδρογονάνθρακες, ενώσεις που περιέχουν οξυγόνο, ενώσεις που περιέχουν άζωτο.
Οι υδρογονάνθρακες είναι οργανικές ενώσεις που αποτελούνται μόνο από άτομα άνθρακα και υδρογόνου.
Σύμφωνα με τη δομή της ανθρακικής αλυσίδας, την παρουσία ή την απουσία πολλαπλών δεσμών σε αυτήν, όλοι οι υδρογονάνθρακες χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες. Αυτές οι κατηγορίες φαίνονται στο Σχήμα 2.
Εάν ο υδρογονάνθρακας δεν περιέχει πολλαπλούς δεσμούς και η αλυσίδα των ατόμων άνθρακα δεν είναι κλειστή, ανήκει, όπως γνωρίζετε, στην κατηγορία των κορεσμένων υδρογονανθράκων, ή αλκανίων. Η ρίζα αυτής της λέξης είναι αραβικής προέλευσης και το επίθημα -en υπάρχει στα ονόματα όλων των υδρογονανθράκων αυτής της κατηγορίας.
Σχέδιο 2

Ταξινόμηση υδρογονανθράκων

Η παρουσία ενός διπλού δεσμού στο μόριο του υδρογονάνθρακα καθιστά δυνατή την απόδοσή του στην κατηγορία των αλκενίων και η σχέση του με αυτή την ομάδα ουσιών τονίζεται.
επίθημα -en στο όνομα. Το απλούστερο αλκένιο είναι το αιθυλένιο, το οποίο έχει τον τύπο CH2=CH2. Μπορεί να υπάρχουν δύο διπλοί δεσμοί C=C σε ένα μόριο, οπότε η ουσία ανήκει στην κατηγορία των αλκαδιενίων.
Προσπαθήστε να εξηγήσετε τη σημασία των επιθημάτων -dienes μόνοι σας. Για παράδειγμα, το βουταδιένιο-1,3 έχει τον συντακτικό τύπο: CH2=CH–CH=CH2.
Οι υδρογονάνθρακες με τριπλούς δεσμούς άνθρακα-άνθρακα στο μόριο ονομάζονται αλκίνια. Το επίθημα -in υποδηλώνει ότι ανήκουν σε αυτήν την κατηγορία ουσιών. Πρόγονος της κατηγορίας των αλκυνίων είναι το ακετυλένιο (αιθίνιο), ο μοριακός τύπος του οποίου είναι C2H2 και ο δομικός τύπος είναι HC≡CH. Από ενώσεις με κλειστή ανθρακική αλυσίδα
τα άτομα είναι οι πιο σημαντικές αρένες - ειδική τάξηυδρογονάνθρακες, το όνομα του πρώτου εκπροσώπου του οποίου πιθανότατα ακούσατε είναι C6H6 βενζόλιο, ο δομικός τύπος του οποίου είναι επίσης γνωστός σε κάθε πολιτιστικό άτομο:

Όπως ήδη καταλάβατε, εκτός από τον άνθρακα και το υδρογόνο, η σύνθεση των οργανικών ουσιών μπορεί να περιλαμβάνει άτομα άλλων στοιχείων, κυρίως οξυγόνου και αζώτου. Τις περισσότερες φορές, τα άτομα αυτών των στοιχείων σε διάφορους συνδυασμούς σχηματίζουν ομάδες που ονομάζονται λειτουργικές.
Μια λειτουργική ομάδα είναι μια ομάδα ατόμων που καθορίζει τις πιο χαρακτηριστικές χημικές ιδιότητες μιας ουσίας και την ανήκει σε μια συγκεκριμένη κατηγορία ενώσεων.
Οι κύριες κατηγορίες οργανικών ενώσεων που περιέχουν λειτουργικές ομάδες φαίνονται στο Σχήμα 3.
Σχέδιο 3
Οι κύριες κατηγορίες οργανικών ουσιών που περιέχουν λειτουργικές ομάδες

Η λειτουργική ομάδα -ΟΗ ονομάζεται υδροξύλιο και προσδιορίζει ότι ανήκει σε μία από αυτές μεγάλες τάξειςοργανικές ουσίες - αλκοόλες.
Τα ονόματα των αλκοολών σχηματίζονται χρησιμοποιώντας το επίθημα -ολ. Για παράδειγμα, ο πιο διάσημος εκπρόσωπος των αλκοολών είναι η αιθυλική αλκοόλη, ή η αιθανόλη, C2H5OH.
Το άτομο οξυγόνου μπορεί να συνδεθεί με το άτομο άνθρακα του διπλού χημικός δεσμός. Η ομάδα >C=O ονομάζεται καρβονύλιο. Η καρβονυλ ομάδα είναι μέρος πολλών
λειτουργικές ομάδες, συμπεριλαμβανομένων αλδεΰδης και καρβοξυλίου. Οι οργανικές ενώσεις που περιέχουν αυτές τις λειτουργικές ομάδες ονομάζονται, αντίστοιχα, αλδεΰδες και καρβοξυλικά οξέα. Πλέον διάσημους εκπροσώπουςΟι αλδεΰδες είναι η φορμαλδεΰδη HSON και η ακεταλδεΰδη CH3SON. ΜΕ οξικό οξύΤο CH3COOH, το διάλυμα του οποίου ονομάζεται επιτραπέζιο ξύδι, είναι μάλλον γνωστό σε όλους. Ένα ξεχωριστό δομικό χαρακτηριστικό των οργανικών ενώσεων που περιέχουν άζωτο και, πρώτα απ 'όλα, των αμινών και των αμινοξέων, είναι η παρουσία της αμινομάδας –NH2 στα μόριά τους.
Η παραπάνω ταξινόμηση των οργανικών ουσιών είναι επίσης πολύ σχετική. Όπως ένα μόριο (για παράδειγμα, τα αλκαδιένια) μπορεί να περιέχει δύο πολλαπλούς δεσμούς, μια ουσία μπορεί να είναι κάτοχος δύο ή και περισσότερων λειτουργικών ομάδων. Ετσι, δομικές μονάδεςΟι κύριοι φορείς της ζωής στη γη - μόρια πρωτεΐνης - είναι τα αμινοξέα. Τα μόρια αυτών των ουσιών περιέχουν αναγκαστικά τουλάχιστον δύο λειτουργικές ομάδες - μια καρβοξυλική και αμινομάδα. Το απλούστερο αμινοξύ ονομάζεται γλυκίνη και έχει τον τύπο:

Όπως και τα αμφοτερικά υδροξείδια, τα αμινοξέα συνδυάζουν τις ιδιότητες των οξέων (λόγω της καρβοξυλικής ομάδας) και των βάσεων (λόγω της παρουσίας μιας αμινομάδας στο μόριο).
Να οργανώσει τη ζωή στη Γη αμφοτερικές ιδιότητεςτα αμινοξέα έχουν ιδιαίτερη σημασία - λόγω της αλληλεπίδρασης αμινο ομάδων και καρβοξυλικών ομάδων αμινοξέων
οι παρτίδες συνδέονται σε πολυμερείς αλυσίδες πρωτεϊνών.
? 1. Ποιες είναι οι κύριες διατάξεις της θεωρίας της χημικής δομής του A.M. Butlerov. Τι ρόλο έπαιξε αυτή η θεωρία στην ανάπτυξη της οργανικής χημείας;
2. Ποιες κατηγορίες υδρογονανθράκων γνωρίζετε; Σε ποια βάση έγινε αυτή η ταξινόμηση;
3. Τι ονομάζεται λειτουργική ομάδα μιας οργανικής ένωσης; Ποιες λειτουργικές ομάδες μπορείτε να ονομάσετε; Ποιες κατηγορίες οργανικών ενώσεων περιέχουν αυτές τις λειτουργικές ομάδες; Να γράψετε τους γενικούς τύπους των κατηγοριών ενώσεων και τους τύπους των αντιπροσώπων τους.
4. Δώστε έναν ορισμό του ισομερισμού, σημειώστε τους τύπους των πιθανών ισομερών για ενώσεις της σύνθεσης C4H10O. Χρησιμοποιώντας διάφορες πηγές πληροφοριών, δώστε ονόματα σε καθεμία από αυτές και ετοιμάστε μια αναφορά για μία από τις ενώσεις.
5. Αντιστοιχίστε ουσίες των οποίων οι τύποι είναι: C6H6, C2H6, C2H4, HCOOH, CH3OH, C6H12O6 στις αντίστοιχες κατηγορίες οργανικών ενώσεων. Χρησιμοποιώντας διάφορες πηγές πληροφοριών, ονομάστε καθεμία από αυτές και ετοιμάστε μια αναφορά για μία από τις ενώσεις.
6. Δομικός τύποςγλυκόζη: Σε ποια κατηγορία οργανικών ενώσεων θα ταξινομούσατε αυτήν την ουσία; Γιατί ονομάζεται ένωση με διπλή λειτουργία;
7. Συγκρίνετε οργανικές και ανόργανες αμφοτερικές ενώσεις.
8. Γιατί τα αμινοξέα αναφέρονται ως ενώσεις με διπλή λειτουργία; Τι ρόλο παίζει αυτό το δομικό χαρακτηριστικό των αμινοξέων στην οργάνωση της ζωής στη Γη;
9. Ετοιμάστε ένα μήνυμα με θέμα «Τα αμινοξέα είναι τα «τούβλα» της ζωής», χρησιμοποιώντας τις δυνατότητες του Διαδικτύου.
10. Δώστε παραδείγματα σχετικά με τη σχετικότητα της διαίρεσης των οργανικών ενώσεων σε ορισμένες κατηγορίες. Να σχεδιάσετε παραλληλισμούς παρόμοιας σχετικότητας για ανόργανες ενώσεις.