Mga simpleng organikong compound. Pag-uuri at nomenclature ng mga organikong sangkap (walang halaga at internasyonal)

Sa kasalukuyan, higit sa 10 milyong mga organikong compound ang kilala. Ang napakalaking bilang ng mga compound ay nangangailangan ng isang mahigpit na pag-uuri at pare-parehong internasyonal na mga tuntunin sa nomenclature. Ang isyung ito ay binibigyan ng espesyal na atensyon kaugnay ng paggamit ng teknolohiya ng kompyuter upang lumikha ng iba't ibang mga database.

1.1. Pag-uuri

Ang istraktura ng mga organikong compound ay inilarawan gamit ang mga pormula ng istruktura.

Ang pormula ng istruktura ay isang imahe ng pagkakasunud-sunod ng mga nagbubuklod na atomo sa isang molekula gamit ang mga simbolo ng kemikal.

Ang konsepto ng pagkakasunud-sunod ng pagkonekta ng mga atomo sa isang molekula ay direktang nauugnay sa kababalaghan isomerismo, ibig sabihin, ang pagkakaroon ng mga compound ng parehong komposisyon ngunit magkaibang istruktura ng kemikal, na tinatawag istruktural isomer (isomer mga gusali). Ang pinakamahalagang katangian ng karamihan sa mga inorganikong compound ay tambalan, ipinahayag ng molecular formula, hal. hydrochloric acid HC1, sulpuriko acid H 2 KAYA 4. Para sa mga organikong compound, ang komposisyon at, nang naaayon, ang molecular formula ay hindi malabo na mga katangian, dahil maraming aktwal na umiiral na mga compound ay maaaring tumutugma sa parehong komposisyon. Halimbawa, istruktura isomer butane at isobutane, na may parehong molecular formula C 4 H 10, naiiba sa pagkakasunud-sunod ng mga nagbubuklod na atomo at may iba't ibang katangiang physicochemical.

Ang unang pamantayan sa pag-uuri ay ang paghahati ng mga organikong compound sa mga grupo, na isinasaalang-alang ang istraktura ng carbon skeleton (Scheme 1.1).

Scheme 1.1.Pag-uuri ng mga organic compound ayon sa istraktura ng carbon skeleton

Ang mga acyclic compound ay mga compound na may bukas na kadena ng mga carbon atoms.

Aliphatic (mula sa Greek.a leiphar- taba) hydrocarbons - ang pinakasimpleng kinatawan ng mga acyclic compound - naglalaman lamang ng carbon at hydrogen atoms at maaaring mayaman(alkanes) at hindi puspos(alkenes, alkadienes, alkynes). Ang kanilang mga pormula sa istruktura madalas na nakasulat sa pinaikling (compressed) na anyo, tulad ng ipinapakita sa halimbawa n-pentane at 2,3-dimethylbutane. Sa kasong ito, ang pagtatalaga ng mga solong bono ay tinanggal, at ang magkatulad na mga grupo ay nakapaloob sa mga bracket at ang bilang ng mga pangkat na ito ay ipinahiwatig.

Ang carbon chain ay maaaring walang sanga(halimbawa, sa n-pentane) at sanga-sanga(halimbawa, sa 2,3-dimethylbutane at isoprene).

Ang mga cyclic compound ay mga compound na may saradong kadena ng mga atomo.

Depende sa likas na katangian ng mga atomo na bumubuo sa cycle, ang mga carbocyclic at heterocyclic compound ay nakikilala.

Mga carbocyclic compound naglalaman lamang ng mga carbon atom sa cycle at nahahati sa mabango At alicyclic(cyclic non-aromatic). Maaaring iba ang bilang ng mga carbon atom sa mga cycle. Ang malalaking cycle (macrocycles) ay kilala, na binubuo ng 30 carbon atoms o higit pa.

Para sa imahe ng mga cyclic na istruktura ay maginhawa mga formula ng kalansay, kung saan ang mga simbolo ng carbon at hydrogen atoms ay tinanggal, ngunit ang mga simbolo ng natitirang mga elemento (N, O, S, atbp.) ay ipinahiwatig. ganyan

mga formula, ang bawat sulok ng polygon ay nangangahulugang isang carbon atom na may kinakailangang bilang ng mga hydrogen atoms (isinasaalang-alang ang tetravalence ng carbon atom).

Ang ninuno ng aromatic hydrocarbons (arenes) ay benzene. Ang naphthalene, anthracene at phenanthrene ay polycyclic arene. Naglalaman ang mga ito ng fused benzene rings.

Mga heterocyclic compound naglalaman sa cycle, bilang karagdagan sa mga carbon atom, isa o higit pang mga atom ng iba pang mga elemento - heteroatoms (mula sa Greek. heteros- iba pa, naiiba): nitrogen, oxygen, sulfur, atbp.

Ang isang malawak na iba't ibang mga organikong compound ay maaaring ituring sa kabuuan bilang mga hydrocarbon o ang kanilang mga derivatives na nakuha sa pamamagitan ng pagpasok ng mga functional na grupo sa istruktura ng mga hydrocarbon.

Ang functional group ay isang heteroatom o isang grupo ng mga non-hydrocarbon atoms na tumutukoy kung ang isang compound ay kabilang sa isang partikular na klase at responsable para sa mga kemikal na katangian nito.

Ang pangalawa, mas makabuluhang pamantayan sa pag-uuri ay ang paghahati ng mga organikong compound sa mga klase depende sa likas na katangian ng mga functional na grupo. Ang mga pangkalahatang formula at pangalan ng pinakamahalagang klase ay ibinibigay sa Talahanayan. 1.1.

Ang mga compound na may isang functional group ay tinatawag na monofunctional (halimbawa, ethanol), na may ilang magkaparehong functional na grupo - polyfunctional (halimbawa,

Talahanayan 1.1.Ang pinakamahalagang klase ng mga organic compound

* Ang double at triple bond ay minsang tinutukoy bilang mga functional na grupo.

** Paminsan-minsang ginagamit na pangalan mga thioethers hindi dapat gamitin dahil ito

ay tumutukoy sa mga ester na naglalaman ng asupre (tingnan ang 6.4.2).

glycerol), na may maraming iba't ibang mga functional na grupo - heterofunctional (halimbawa, colamine).

Ang mga tambalan ng bawat klase ay homologous na serye, i.e. isang pangkat ng mga kaugnay na compound na may parehong uri ng istraktura, ang bawat kasunod na miyembro nito ay naiiba mula sa nauna sa pamamagitan ng homological difference CH 2 sa hydrocarbon radical. Halimbawa, ang pinakamalapit na homologue ay ethane С 2 H 6 at propane C s H 8, methanol

CH 3 OH at ethanol CH 3 CH 2 OH, propane CH 3 CH 2 COOH at butane CH 3 CH 2 CH 2 Mga acid ng COOH. Ang mga homologue ay may magkatulad na kemikal na katangian at regular na nag-iiba-iba ng pisikal na katangian.

1.2. Nomenclature

Ang nomenclature ay isang sistema ng mga patakaran na nagbibigay-daan sa iyo na magbigay ng isang hindi malabo na pangalan sa bawat indibidwal na tambalan. Para sa medisina, lalo na ang kaalaman sa mga pangkalahatang tuntunin ng nomenclature pinakamahalaga, dahil ang mga pangalan ng maraming gamot ay binuo alinsunod sa mga ito.

Kasalukuyang karaniwang tinatanggap IUPAC systematic nomenclature(IUPAC - International Union of Pure and Applied Chemistry)*.

Gayunpaman, ang mga ito ay napanatili at malawakang ginagamit (lalo na sa medisina) walang kuwenta(ordinaryo) at semi-trivial na mga pangalan na ginamit bago pa man makilala ang istruktura ng bagay. Maaaring sumasalamin ang mga pangalang ito likas na bukal at mga paraan ng paghahanda, lalo na ang mga kapansin-pansing katangian at aplikasyon. Halimbawa, ang lactose (asukal sa gatas) ay nakahiwalay sa gatas (mula sa lat. lactum- gatas), palmitic acid - mula sa palm oil, pyruvic acid na nakuha ng pyrolysis ng tartaric acid, ang pangalan ng glycerin ay sumasalamin sa matamis na lasa nito (mula sa Greek. glykys- matamis).

Ang mga trivial na pangalan ay kadalasang may mga natural na compound - amino acids, carbohydrates, alkaloids, steroids. Ang paggamit ng ilang itinatag na mga walang kuwenta at semi-trivial na pangalan ay pinahihintulutan ng mga tuntunin ng IUPAC. Kasama sa mga naturang pangalan, halimbawa, ang "glycerol" at ang mga pangalan ng maraming kilalang aromatic hydrocarbons at ang kanilang mga derivatives.

* IUPAC Nomenclature Rules para sa Chemistry. T. 2. - Organic chemistry / bawat. mula sa Ingles. - M.: VINITI, 1979. - 896 p.; Khlebnikov A.F., Novikov M.S. Modernong katawagan ng mga organikong compound, o Paano wastong pangalanan ang mga organikong sangkap. - St. Petersburg: NPO "Propesyonal", 2004. - 431 p.

Sa mga maliit na pangalan ng disubstituted benzene derivatives, ang mutual arrangement ng mga substituents sa ring ay ipinahiwatig ng mga prefix. ortho- (o-)- para sa mga kalapit na grupo meta- (m-) sa pamamagitan ng isang carbon atom at para-(n-)- laban. Halimbawa:

Upang magamit ang sistematikong nomenclature ng IUPAC, kailangan mong malaman ang nilalaman ng mga sumusunod na termino ng nomenclature:

organikong radikal;

istraktura ng ninuno;

Katangiang pangkat;

Deputy;

Lokant.

Organic radical* - ang natitirang bahagi ng molekula kung saan ang isa o higit pang mga atomo ng hydrogen ay tinanggal at ang isa o higit pang mga valence ay nananatiling libre.

Ang mga hydrocarbon radical ng aliphatic series ay may karaniwang pangalan - alkyls(sa mga pangkalahatang formula na tinutukoy ng R), mga aromatic radical - aryls(Ar). Ang unang dalawang kinatawan ng alkanes - methane at ethane - ay bumubuo ng mga monovalent radical na methyl CH 3 - at ethyl CH 3 CH 2 -. Ang mga pangalan ng mga monovalent radical ay karaniwang nabuo sa pamamagitan ng pagpapalit ng suffix -an panlapi -may sakit.

Tinatawag ang isang carbon atom na nakagapos sa isang carbon atom lamang (i.e. terminal). pangunahin, may dalawa- pangalawa, kasama ang tatlo - tersiyaryo may apat na- Quaternary.

* Ang terminong ito ay hindi dapat malito sa terminong "free radical", na nagpapakilala sa isang atom o grupo ng mga atomo na may hindi magkapares na elektron.

Ang bawat kasunod na homologue, dahil sa disequilibrium ng carbon atoms, ay bumubuo ng ilang mga radical. Kapag ang isang hydrogen atom ay inalis mula sa terminal carbon atom ng propane, isang radical ay nakuha n-propyl (normal propyl), at mula sa pangalawang carbon atom - ang isopropyl radical. Ang butane at isobutane ay bumubuo ng dalawang radical. Sulat n-(na pinapayagang tanggalin) bago ang pangalan ng radical ay nagpapahiwatig na ang libreng valency ay nasa dulo ng tuwid na kadena. Prefix pangalawa- (pangalawang) ay nangangahulugan na ang libreng valency ay nasa pangalawang carbon atom, at ang prefix tert- (tertiary) - sa tersiyaryo.

istraktura ng ninuno - ang kemikal na istraktura na bumubuo ng batayan ng tinatawag na tambalan. Sa mga acyclic compound, ang istraktura ng magulang ay isinasaalang-alang pangunahing chain ng carbon atoms, sa mga carbocyclic at heterocyclic compound - ikot.

pangkat ng katangian - isang functional na grupo na nauugnay sa istraktura ng magulang o bahagyang kasama sa komposisyon nito.

Deputy- anumang atom o grupo ng mga atom na pumapalit sa hydrogen atom sa isang organic compound.

Lokant(mula sa lat. lokus- lugar) isang numero o titik na nagpapahiwatig ng posisyon ng isang substituent o maramihang bono.

Dalawang uri ng nomenclature ang pinakamalawak na ginagamit: substitutional at radical-functional.

1.2.1. Substitutive nomenclature

Ang pangkalahatang disenyo ng pangalan sa pamamagitan ng substitutive nomenclature ay ipinapakita sa Scheme 1.2.

Scheme 1.2.Pangkalahatang pagtatayo ng pangalan ng tambalan ayon sa kapalit na nomenclature

Ang pangalan ng isang organic compound ay tambalang salita, kabilang ang pangalan ng istraktura ng magulang (ugat) at ang mga pangalan ng iba't ibang uri ng mga substituent (sa anyo ng mga prefix at suffix), na sumasalamin sa kanilang kalikasan, lokasyon at numero. Samakatuwid ang pangalan ng nomenclature na ito - kapalit.

Ang mga substituent ay nahahati sa dalawang uri:

Hydrocarbon radicals at mga katangiang grupo, na tinutukoy lamang ng mga prefix (Talahanayan 1.2);

Mga pangkat ng katangian, na tinutukoy ng parehong prefix at suffix, depende sa seniority (Talahanayan 1.3).

Upang i-compile ang pangalan ng isang organic compound ayon sa substitutive nomenclature, ang sumusunod na pagkakasunod-sunod ng mga panuntunan ay ginagamit.

Talahanayan 1.2.Ang ilang mga pangkat ng katangian, na tinutukoy lamang ng mga prefix

Talahanayan 1.3.Mga prefix at suffix na ginagamit upang italaga ang pinakamahalagang pangkat ng katangian

* Ang carbon atom na minarkahan ng kulay ay kasama sa parent structure.

** Karamihan sa mga phenol ay may maliit na pangalan.

Panuntunan 1 Pagpili ng senior characteristic group. Natukoy ang lahat ng magagamit na mga substituent. Sa mga katangiang grupo, ang senior group (kung naroroon) ay tinutukoy gamit ang seniority scale (tingnan ang Talahanayan 1.3).

Panuntunan 2 Pagpapasiya ng istraktura ng ninuno. Ang pangunahing kadena ng mga carbon atom ay ginagamit bilang parent structure sa mga acyclic compound, at ang pangunahing cyclic na istraktura sa carbocyclic at heterocyclic compound.

Ang pangunahing kadena ng mga carbon atom sa mga acyclic compound ay pinili ayon sa pamantayan sa ibaba, na ang bawat kasunod na pamantayan ay ginagamit kung ang nauna ay hindi humantong sa isang hindi malabo na resulta:

Ang maximum na bilang ng mga pangkat ng katangian na tinutukoy ng parehong mga prefix at suffix;

Pinakamataas na bilang ng maramihang mga bono;

Pinakamataas na haba ng kadena ng mga carbon atom;

Ang maximum na bilang ng mga pangkat ng katangian na tinutukoy ng mga prefix lamang.

Panuntunan 3 Ang pag-numero ng istraktura ng magulang. Ang istraktura ng magulang ay binibilang upang ang pinakamataas na katangian ng pangkat ay makakakuha ng pinakamaliit na locant. Kung ang pagpili ng pagnunumero ay hindi maliwanag, kung gayon ang panuntunan ng hindi bababa sa mga locant ay inilalapat, ibig sabihin, sila ay binibilang upang ang mga substituent ay makatanggap ng pinakamaliit na numero.

Panuntunan 4 Ang pangalan ng parental structure block na may senior characteristic group. Sa pangalan ng istraktura ng ninuno, ang antas ng saturation ay makikita ng mga suffix: -an sa kaso ng isang saturated carbon skeleton, -tl - sa pagkakaroon ng double at -sa - triple bond. Ang isang suffix ay naka-attach sa pangalan ng istraktura ng ninuno, na nagsasaad ng senior na katangian ng grupo.

Panuntunan 5 Mga pangalan ng mga substituent (maliban sa senior characteristic group). Bigyan ng mga pangalan ang mga substituent na tinutukoy ng mga prefix sa pagkakasunud-sunod ng alpabeto. Ang posisyon ng bawat substituent at bawat maramihang bono ay ipinahiwatig ng mga numero na tumutugma sa bilang ng carbon atom kung saan nakatali ang substituent (para sa isang maramihang bono, ang pinakamaliit na numero lamang ang ipinahiwatig).

Sa terminolohiya ng Ruso, ang mga numero ay inilalagay bago ang mga prefix at pagkatapos ng mga suffix, halimbawa, 2-aminoethanol H 2 NCH 2 CH 2 OH, butadiene-1,3

CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2, propanol-1 CH 3 CH 2 CH 2 OH.

Upang ilarawan ang mga panuntunang ito, nasa ibaba ang mga halimbawa ng pagbuo ng mga pangalan ng isang bilang ng mga compound alinsunod sa pangkalahatang pamamaraan 1.2. Sa bawat kaso, ang mga tampok ng istraktura at ang paraan ng pagpapakita ng mga ito sa pangalan ay nabanggit.

Scheme 1.3.Konstruksyon ng isang sistematikong pangalan para sa halothane

2-bromo-1,1,1-trifluoro-2-chloroethane (isang ahente para sa inhalation anesthesia)

Kung ang tambalan ay may ilang magkakahawig na mga substituent sa parehong carbon atom, ang locant ay inuulit nang maraming beses hangga't mayroong mga substituent, kasama ang pagdaragdag ng naaangkop na multiplying prefix (Scheme 1.3). Ang mga substituent ay nakalista ayon sa alpabeto, na may multiplying prefix (sa halimbawang ito - tatlo-) ay hindi isinasaalang-alang sa alpabetikong pagkakasunud-sunod. Scheme 1.4. Pagbuo ng isang sistematikong pangalan para sa citral

pagkatapos ng panlapi -al, tungkol sa kumbinasyon -oic acid, hindi mo maaaring ipahiwatig ang posisyon ng mga pangkat ng katangian, dahil sila ay palaging nasa simula ng kadena (Skema 1.4). Ang mga double bond ay sumasalamin sa suffix -diene kasama ang mga kaukulang locant sa pangalan ng parent structure.

Ang suffix ay nagsasaad ng pinakamataas sa tatlong katangiang pangkat (Skema 1.5); ang iba pang mga substituent, kabilang ang mga di-senior na pangkat ng katangian, ay nakalista ayon sa alpabeto bilang mga prefix.

Scheme 1.5.Konstruksyon ng isang sistematikong pangalan para sa penicillamine

Scheme 1.6.Konstruksyon ng sistematikong pangalan ng oxaloacetic acid

oxobutanedioic acid (produkto ng metabolismo ng carbohydrate)

Multiply prefix di- bago ang kumbinasyon -oic acid ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng dalawang senior characteristic na grupo (Scheme 1.6). Lokant dati oxo- tinanggal dahil ang ibang posisyon ng pangkat ng oxo ay tumutugma sa parehong istraktura.

Scheme 1.7.Pagbuo ng isang sistematikong pangalan para sa menthol

Ang pagnunumero sa cycle ay mula sa carbon atom kung saan ang pinakamataas na katangian ng pangkat (OH) ay nauugnay (Scheme 1.7), sa kabila ng katotohanan na ang pinakamaliit na hanay ng mga locant ng lahat ng mga substituent sa singsing ay maaaring 1,2,4-, at hindi 1,2,5 - (tulad ng sa halimbawang isinasaalang-alang).

Scheme 1.8.Pagbuo ng isang sistematikong pangalan para sa pyridoxal

akoMga Substituent: HYDROXYMETHYL, HYDROXY, METHYL ako

Ang isang aldehyde group na ang carbon atom ay hindi kasama sa parent structure (Scheme 1.8) ay tinutukoy ng suffix -karbal dehyde (tingnan ang Talahanayan 1.3). Pangkat -CH 2 Ang OH ay itinuturing bilang isang composite substituent at tinatawag na "hydroxymethyl", iyon ay, methyl, kung saan ang hydrogen atom ay pinapalitan naman ng isang hydroxyl group. Iba pang mga halimbawa ng compound substituents: dimethylamino- (CH 3) 2 N-, ethoxy- (short for ethyloxy) C 2 H 5 O-.

1.2.2. Radical-functional nomenclature

Ang radical-functional nomenclature ay mas madalas na ginagamit kaysa substitutional nomenclature. Pangunahing ginagamit ito para sa mga klase ng mga organikong compound gaya ng mga alkohol, amine, eter, sulfide, at ilang iba pa.

Para sa mga compound na may isang functional na grupo, kasama sa karaniwang pangalan ang pangalan ng hydrocarbon radical, at ang pagkakaroon ng isang functional group ay hindi direktang makikita sa pamamagitan ng pangalan ng kaukulang klase ng mga compound na pinagtibay sa ganitong uri ng nomenclature (Talahanayan 1.4).

Talahanayan 1.4.Mga pangalan ng tambalang klase na ginagamit sa radical functional nomenclature*

1.2.3. Pagbuo ng isang istraktura sa pamamagitan ng sistematikong pangalan

Ang paglalarawan ng isang istraktura mula sa isang sistematikong pangalan ay karaniwang isang mas madaling gawain. Una, ang istraktura ng magulang ay isinulat - isang bukas na kadena o isang cycle, pagkatapos ay ang mga carbon atom ay binibilang at ang mga substituent ay nakaayos. Sa konklusyon, ang mga hydrogen atom ay idinagdag sa kondisyon na ang bawat carbon atom ay tetravalent.

Bilang halimbawa, ang pagtatayo ng mga istruktura ng gamot na PAS (maikli para sa para-aminosalicylic acid, sistematikong pangalan - 4-amino-2-hydroxybenzoic acid) at sitriko (2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic) acid ay binigay.

4-Amino-2-hydroxybenzoic acid

Istraktura ng magulang - ang maliit na pangalan ng cycle na may pinakamataas na katangian

pangkat (COOH):

Ang pag-aayos ng mga substituent ay isang grupo sa C-4 atom at isang OH group sa C-2 atom:

2-Hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid

Pangunahing carbon chain at pagnunumero:

Ang pag-aayos ng mga substituent ay tatlong pangkat ng COOH (-tricarboxylic acid) at isang pangkat ng OH sa C-2 atom:

Pagdaragdag ng mga atomo ng hydrogen:


Dapat pansinin na sa sistematikong pangalan napili ang citric acid bilang parent structure propane, hindi mas mahabang kadena - pentane, dahil imposibleng isama ang mga carbon atoms ng lahat ng carboxyl group sa isang limang-carbon chain.

Sa paglipat mula sa inorganic hanggang organikong kimika posibleng matunton kung paano ang klasipikasyon ng organic at Hindi organikong bagay. Ang mundo ng mga organic compound ay may iba't-ibang at multiplicity ng kanilang mga pagpipilian. Ang pag-uuri ng mga organikong sangkap ay hindi lamang nakakatulong upang maunawaan ang kasaganaan na ito, ngunit nagdudulot din ng malinaw baseng siyentipiko para sa kanilang pag-aaral.

Ang teorya ng istrukturang kemikal ay pinili bilang batayan para sa pamamahagi ayon sa klase. Ang batayan ng pag-aaral ng mga organiko ay ang gawain na may pinakamaraming klase, na karaniwang tinatawag na pangunahing isa para sa mga organikong sangkap - hydrocarbons. Ang iba pang mga kinatawan ng organikong mundo ay itinuturing na kanilang mga derivatives. Sa katunayan, kapag pinag-aaralan ang kanilang istraktura, hindi mahirap mapansin na ang synthesis ng mga sangkap na ito ay nangyayari sa pamamagitan ng pagpapalit (pagpapalit) ng isa, at kung minsan ay maraming mga yunit ng hydrogen sa istraktura ng hydrocarbon na may mga atomo ng iba. mga elemento ng kemikal, at kung minsan kahit buong sangay-radical.

Ang pag-uuri ng mga organikong sangkap ay batay sa mga hydrocarbon dahil din sa pagiging simple ng kanilang komposisyon, at ang bahagi ng hydrocarbon ay ang pinakamahalagang bahagi ng karamihan sa mga kilalang organikong compound. Sa ngayon, sa lahat ng kilalang organic na nauugnay sa mundo, ang mga compound na binuo sa batayan ay may malaking pamamayani. Ang lahat ng iba pang mga sangkap ay alinman sa minorya, na nagpapahintulot sa kanila na maiuri bilang isang pagbubukod sa pangkalahatang tuntunin, o kaya hindi matatag na mahirap makuha ang mga ito kahit sa ating panahon.

Ang pag-uuri ng mga organikong sangkap sa pamamagitan ng paghahati sa magkakahiwalay na mga grupo at mga klase ay nagpapahintulot sa amin na makilala ang dalawang malalaking organikong klase ng acyclic at cyclic compound. Ang kanilang mismong pangalan ay nagpapahintulot sa amin na gumuhit ng isang konklusyon tungkol sa uri ng pagtatayo ng molekula. Sa unang kaso, ito ay isang kadena ng mga yunit ng hydrocarbon, at sa pangalawa, ang molekula ay isang singsing.

Ang mga acyclic compound ay maaaring sanga o maaaring bumuo ng isang simpleng kadena. Kabilang sa mga pangalan ng mga sangkap na ito ay matatagpuan ang expression na "mataba o aliphatic hydrocarbons." Maaaring nililimitahan ang mga ito (ethane, isobutane, o unsaturated (ethylene, acetylene, isoprene), depende sa uri ng bond ng ilang carbon units.

Ang pag-uuri ng mga organikong sangkap na nauugnay sa mga cyclic compound ay nagpapahiwatig ng kanilang karagdagang paghahati sa isang pangkat ng carbocyclic at isang pangkat ng heterocyclic hydrocarbons.

Ang mga "singsing" ng carbocyclic ay binubuo lamang ng mga carbon atom. Maaari silang maging alicyclic (saturated at unsaturated) at maging mga aromatic carbocyclic compound. Sa mga alicyclic compound, ang koneksyon ng dalawang dulo ng carbon chain ay nangyayari lamang, ngunit ang mga aromatic compound sa kanilang istraktura ay may tinatawag na benzene ring, na mayroong makabuluhang impluwensiya sa kanilang mga ari-arian.

Sa mga heterocyclic na sangkap, ang mga atomo ng iba pang mga sangkap ay matatagpuan, kadalasan ang function na ito ay ginagampanan ng nitrogen.

Ang susunod na elemento ng constituent na nakakaapekto sa mga katangian ng mga organikong sangkap ay ang pagkakaroon ng isang functional na grupo.

Para sa mga halogen derivatives ng hydrocarbons, isa o kahit ilang halogen atoms ay maaaring kumilos bilang isang functional group. Nakukuha ng mga alkohol ang kanilang mga ari-arian dahil sa pagkakaroon ng mga hydroxo group. Para sa aldehydes katangian na tampok ay ang pagkakaroon ng mga pangkat ng aldehyde, para sa mga ketone - mga pangkat ng carbonyl. Ang mga carboxylic acid ay naiiba dahil naglalaman ang mga ito ng mga grupo ng carboxyl, at ang mga amin ay may isang amino group. Ang mga compound ng Nitro ay nailalarawan sa pagkakaroon ng isang pangkat ng nitro.

Ang iba't ibang uri ng hydrocarbons, pati na rin ang kanilang mga katangian, ay batay sa pinaka iba't ibang uri kumbinasyon. Halimbawa, ang komposisyon ng isang molekula ay maaaring magsama ng dalawa o higit pang magkapareho, at kung minsan ay magkakaibang mga functional na grupo, na tinutukoy mga tiyak na katangian ng sangkap na ito na gliserin).

Ang isang talahanayan na madaling maipon batay sa impormasyong ipinakita sa teksto ng artikulong ito ay magbibigay ng higit na kalinawan para sa pagsasaalang-alang sa isyu (pag-uuri ng mga organikong sangkap).

Ang lahat ng mga sangkap na naglalaman ng carbon atom, bilang karagdagan sa carbonates, carbide, cyanides, thiocyanates at carbonic acid, ay mga organikong compound. Nangangahulugan ito na nagagawa sila ng mga buhay na organismo mula sa mga carbon atom sa pamamagitan ng enzymatic o iba pang mga reaksyon. Ngayon, maraming mga organikong sangkap ang maaaring ma-synthesize nang artipisyal, na nagpapahintulot sa pag-unlad ng gamot at pharmacology, pati na rin ang paglikha ng high-strength polymer at composite na materyales.

Pag-uuri ng mga organikong compound

Ang mga organikong compound ay ang pinakamaraming klase ng mga sangkap. Mayroong humigit-kumulang 20 uri ng mga sangkap dito. Magkaiba sila sa mga katangian ng kemikal, magkaiba pisikal na katangian. Ang kanilang natutunaw na punto, masa, pagkasumpungin at solubility, pati na rin estado ng pagsasama-sama sa normal na kondisyon ay iba rin. Sa kanila:

  • hydrocarbons (alkanes, alkynes, alkenes, alkadienes, cycloalkanes, aromatic hydrocarbons);
  • aldehydes;
  • ketones;
  • alkohol (dihydric, monohydric, polyhydric);
  • eter;
  • ester;
  • mga carboxylic acid;
  • amines;
  • mga amino acid;
  • carbohydrates;
  • taba;
  • protina;
  • biopolymer at sintetikong polimer.

Ang pag-uuri na ito ay sumasalamin sa mga tampok ng istrukturang kemikal at ang pagkakaroon ng mga partikular na grupo ng atom na tumutukoy sa pagkakaiba sa mga katangian ng isang sangkap. SA pangkalahatang pananaw ang pag-uuri, na batay sa pagsasaayos ng carbon skeleton, na hindi isinasaalang-alang ang mga kakaibang pakikipag-ugnayan ng kemikal, ay mukhang iba. Ayon sa mga probisyon nito, ang mga organikong compound ay nahahati sa:

  • aliphatic compounds;
  • mabangong sangkap;
  • mga heterocyclic compound.

Ang mga klase ng organikong compound na ito ay maaaring may mga isomer iba't ibang grupo mga sangkap. Ang mga katangian ng mga isomer ay magkakaiba, bagaman ang mga ito komposisyon ng atom maaaring pareho. Kasunod ito mula sa mga probisyon na inilatag ni A. M. Butlerov. Gayundin, ang teorya ng istruktura ng mga organikong compound ay ang gabay na batayan para sa lahat ng pananaliksik sa organikong kimika. Ito ay inilalagay sa parehong antas sa Periodic Law ni Mendeleev.

Ang mismong konsepto ng istraktura ng kemikal ay ipinakilala ni A. M. Butlerov. Sa kasaysayan ng kimika, lumitaw ito noong Setyembre 19, 1861. Kanina sa science meron magkaibang opinyon, at ganap na itinanggi ng ilang siyentipiko ang pagkakaroon ng mga molekula at atomo. Samakatuwid, sa organic at di-organikong kimika walang order. Bukod dito, walang mga regularidad kung saan posible na hatulan ang mga katangian ng mga partikular na sangkap. Kasabay nito, mayroon ding mga compound na, na may parehong komposisyon, ay nagpakita ng iba't ibang mga katangian.

Ang mga pahayag ni A. M. Butlerov sa maraming paraan ay nagdirekta sa pagbuo ng kimika sa tamang direksyon at lumikha ng isang matatag na pundasyon para dito. Sa pamamagitan nito, posible na i-systematize ang mga naipon na katotohanan, ibig sabihin, kemikal o pisikal na katangian ilang mga sangkap, ang mga pattern ng kanilang pagpasok sa mga reaksyon, at iba pa. Kahit na ang hula ng mga paraan upang makakuha ng mga compound at ang pagkakaroon ng ilang mga karaniwang katangian ay naging posible salamat sa teoryang ito. At ang pinakamahalaga, ipinakita ni A. M. Butlerov na ang istraktura ng isang molekula ng sangkap ay maaaring ipaliwanag sa mga tuntunin ng mga pakikipag-ugnayan sa kuryente.

Ang lohika ng teorya ng istraktura ng mga organikong sangkap

Dahil, bago ang 1861, marami sa kimika ang tumanggi sa pagkakaroon ng isang atom o isang molekula, ang teorya ng mga organikong compound ay naging isang rebolusyonaryong panukala para sa siyentipikong mundo. At dahil si A. M. Butlerov mismo ay nagpapatuloy lamang mula sa materyalistikong konklusyon, nagawa niyang pabulaanan ang mga ideyang pilosopikal tungkol sa organikong bagay.

Nagawa niyang ipakita na ang molekular na istraktura ay maaaring makilala sa empirically sa pamamagitan ng mga reaksiyong kemikal. Halimbawa, ang komposisyon ng anumang carbohydrate ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagsunog ng isang tiyak na halaga nito at pagbibilang ng nagresultang tubig at carbon dioxide. Ang dami ng nitrogen sa molekula ng amine ay kinakalkula din sa panahon ng pagkasunog sa pamamagitan ng pagsukat sa dami ng mga gas at pagpapakawala ng kemikal na dami ng molekular na nitrogen.

Kung isasaalang-alang natin ang mga hatol ni Butlerov tungkol sa istraktura ng kemikal, na nakasalalay sa istraktura, sa kabaligtaran ng direksyon, kung gayon ang isang bagong konklusyon ay nagmumungkahi mismo. Namely: alam ang kemikal na istraktura at komposisyon ng isang sangkap, ang isa ay maaaring empirically ipalagay ang mga katangian nito. Ngunit ang pinakamahalaga, ipinaliwanag ni Butlerov na ito ay matatagpuan sa organic malaking halaga mga sangkap na nagpapakita ng iba't ibang katangian ngunit may parehong komposisyon.

Pangkalahatang probisyon ng teorya

Isinasaalang-alang at sinisiyasat ang mga organikong compound, hinubad ni A. M. Butlerov ang ilan sa mga pinakamahalagang pattern. Pinagsama niya ang mga ito sa mga probisyon ng teorya na nagpapaliwanag sa istruktura mga kemikal na sangkap organikong pinagmulan. Ang mga probisyon ng teorya ay ang mga sumusunod:

  • sa mga molekula ng mga organikong sangkap, ang mga atomo ay magkakaugnay sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod, na nakasalalay sa valency;
  • ang istrukturang kemikal ay ang direktang pagkakasunud-sunod ayon sa kung saan ang mga atomo ay konektado sa mga organikong molekula;
  • tinutukoy ng istraktura ng kemikal ang pagkakaroon ng mga katangian ng isang organikong tambalan;
  • depende sa istraktura ng mga molekula na may parehong dami ng komposisyon, ang hitsura ng iba't ibang katangian mga sangkap;
  • lahat ng mga atomic group na kasangkot sa pagbuo ng isang chemical compound ay may impluwensya sa isa't isa.

Ang lahat ng mga klase ng mga organikong compound ay binuo ayon sa mga prinsipyo ng teoryang ito. Ang pagkakaroon ng inilatag ang mga pundasyon, si A. M. Butlerov ay nakapagpalawak ng kimika bilang isang larangan ng agham. Ipinaliwanag niya na dahil sa ang katunayan na ang carbon ay nagpapakita ng isang valence ng apat sa mga organikong sangkap, ang iba't ibang mga compound na ito ay tinutukoy. Ang pagkakaroon ng maraming aktibong mga grupo ng atom ay tumutukoy kung ang isang sangkap ay kabilang sa isang tiyak na klase. At tiyak na dahil sa pagkakaroon ng mga partikular na grupong atomiko (radicals) na lumilitaw ang pisikal at kemikal na mga katangian.

Hydrocarbons at ang kanilang mga derivatives

Ang mga organikong compound na ito ng carbon at hydrogen ay ang pinakasimpleng komposisyon sa lahat ng mga sangkap ng grupo. Ang mga ito ay kinakatawan ng isang subclass ng alkanes at cycloalkanes (saturated hydrocarbons), alkenes, alkadienes at alkatrienes, alkynes (unsaturated hydrocarbons), pati na rin ang isang subclass ng mga aromatic substance. Sa alkanes, lahat ng carbon atoms ay konektado lamang ng isang solong Koneksyon ng C-C yu, dahil kung saan hindi isang solong H atom ang maaaring itayo sa komposisyon ng hydrocarbon.

Sa unsaturated hydrocarbons, ang hydrogen ay maaaring isama sa lugar ng double C=C bond. Gayundin, ang C-C bond ay maaaring triple (alkynes). Pinapayagan nito ang mga sangkap na ito na pumasok sa maraming mga reaksyon na nauugnay sa pagbawas o pagdaragdag ng mga radikal. Ang lahat ng iba pang mga sangkap, para sa kaginhawaan ng pag-aaral ng kanilang kakayahang pumasok sa mga reaksyon, ay itinuturing na mga derivatives ng isa sa mga klase ng hydrocarbon.

Mga alak

Ang mga alkohol ay mas kumplikado kaysa sa mga organikong hydrocarbon. mga kemikal na compound. Na-synthesize ang mga ito bilang resulta ng mga reaksiyong enzymatic sa mga buhay na selula. Ang pinakakaraniwang halimbawa ay ang synthesis ng ethanol mula sa glucose bilang resulta ng fermentation.

Sa industriya, ang mga alkohol ay nakuha mula sa halogen derivatives ng hydrocarbons. Bilang isang resulta ng pagpapalit ng isang halogen atom para sa isang hydroxyl group, ang mga alkohol ay nabuo. Ang mga monohydric alcohol ay naglalaman lamang ng isang hydroxyl group, polyhydric - dalawa o higit pa. Ang isang halimbawa ng dihydric alcohol ay ethylene glycol. Ang polyhydric alcohol ay gliserol. Ang pangkalahatang formula ng mga alkohol ay R-OH (R ay isang carbon chain).

Aldehydes at ketones

Matapos ang mga alkohol ay pumasok sa mga reaksyon ng mga organikong compound na nauugnay sa pag-aalis ng hydrogen mula sa pangkat ng alkohol (hydroxyl), isang dobleng bono sa pagitan ng oxygen at carbon ay magsasara. Kung ang reaksyong ito ay naganap sa pangkat ng alkohol na matatagpuan sa terminal carbon atom, kung gayon bilang resulta nito, nabuo ang isang aldehyde. Kung ang carbon atom na may alkohol ay hindi matatagpuan sa dulo ng carbon chain, kung gayon ang resulta ng reaksyon ng pag-aalis ng tubig ay ang paggawa ng isang ketone. Ang pangkalahatang formula ng ketones ay R-CO-R, aldehydes R-COH (R ay ang hydrocarbon radical ng chain).

Ester (simple at kumplikado)

Kemikal na istraktura ng mga organikong compound itong klase magulo. Ang mga eter ay itinuturing na mga produkto ng reaksyon sa pagitan ng dalawang molekula ng alkohol. Kapag ang tubig ay nahiwalay sa kanila, nabuo ang isang tambalan sample R-O-R. Mekanismo ng reaksyon: pag-aalis ng hydrogen proton mula sa isang alkohol at isang hydroxyl group mula sa isa pang alkohol.

Ang mga ester ay mga produkto ng reaksyon sa pagitan ng alkohol at organic carboxylic acid. Mekanismo ng reaksyon: pag-aalis ng tubig mula sa mga grupo ng alkohol at carbon ng parehong mga molekula. Ang hydrogen ay nahahati mula sa acid (kasama ang hydroxyl group), at ang OH group mismo ay nahiwalay sa alkohol. Ang resultang compound ay inilalarawan bilang R-CO-O-R, kung saan ang beech R ay tumutukoy sa mga radical - ang natitirang bahagi ng carbon chain.

Mga carboxylic acid at amine

Ang mga carboxylic acid ay tinatawag na mga espesyal na sangkap na may mahalagang papel sa paggana ng cell. Ang kemikal na istraktura ng mga organikong compound ay ang mga sumusunod: isang hydrocarbon radical (R) na may isang carboxyl group (-COOH) na nakakabit dito. Ang pangkat ng carboxyl ay matatagpuan lamang sa matinding carbon atom, dahil ang valency C sa (-COOH) na pangkat ay 4.

Ang mga amin ay mas simpleng compound na mga derivatives ng hydrocarbons. Dito, ang anumang carbon atom ay may amine radical (-NH2). Mayroong pangunahing mga amin kung saan ang (-NH2) na pangkat ay nakakabit sa isang carbon ( pangkalahatang pormula R-NH2). Sa pangalawang amine, ang nitrogen ay pinagsama sa dalawang carbon atoms (formula R-NH-R). Ang mga tertiary amine ay may nitrogen na nakakabit sa tatlong carbon atoms (R3N), kung saan ang p ay isang radical, isang carbon chain.

Mga amino acid

Ang mga amino acid ay mga kumplikadong compound na nagpapakita ng mga katangian ng parehong mga amine at mga acid ng organikong pinagmulan. Mayroong ilang mga uri ng mga ito, depende sa lokasyon ng amine group na may kaugnayan sa carboxyl group. Ang mga alpha amino acid ang pinakamahalaga. Dito matatagpuan ang grupong amine sa carbon atom kung saan nakakabit ang pangkat ng carboxyl. Pinapayagan ka nitong lumikha ng isang peptide bond at mag-synthesize ng mga protina.

Carbohydrates at taba

Ang carbohydrates ay mga aldehyde alcohol o keto alcohol. Ang mga ito ay mga compound na may linear o cyclic na istraktura, pati na rin ang mga polimer (starch, cellulose, at iba pa). Ang kanilang pinakamahalagang papel sa cell ay istruktura at energetic. Ang mga taba, o sa halip na mga lipid, ay gumaganap ng parehong mga pag-andar, nakikilahok lamang sa iba mga prosesong biochemical. Sa kemikal, ang taba ay isang ester ng mga organic na acid at gliserol.

Ang lahat ng mga sangkap na naglalaman ng carbon atom, bilang karagdagan sa carbonates, carbide, cyanides, thiocyanates at carbonic acid, ay mga organic compound. Nangangahulugan ito na nagagawa sila ng mga buhay na organismo mula sa mga carbon atom sa pamamagitan ng enzymatic o iba pang mga reaksyon. Ngayon, maraming mga organikong sangkap ang maaaring ma-synthesize nang artipisyal, na nagpapahintulot sa pag-unlad ng gamot at pharmacology, pati na rin ang paglikha ng high-strength polymer at composite na materyales.

Pag-uuri ng mga organikong compound

Ang mga organikong compound ay ang pinakamaraming klase ng mga sangkap. Mayroong humigit-kumulang 20 uri ng mga sangkap dito. Ang mga ito ay naiiba sa mga katangian ng kemikal, naiiba sa mga pisikal na katangian. Ang kanilang punto ng pagkatunaw, masa, pagkasumpungin at solubility, pati na rin ang kanilang estado ng pagsasama-sama sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ay iba rin. Sa kanila:

  • hydrocarbons (alkanes, alkynes, alkenes, alkadienes, cycloalkanes, aromatic hydrocarbons);
  • aldehydes;
  • ketones;
  • alkohol (dihydric, monohydric, polyhydric);
  • eter;
  • ester;
  • mga carboxylic acid;
  • amines;
  • mga amino acid;
  • carbohydrates;
  • taba;
  • protina;
  • biopolymer at sintetikong polimer.

Ang pag-uuri na ito ay sumasalamin sa mga tampok ng istrukturang kemikal at ang pagkakaroon ng mga partikular na grupo ng atom na tumutukoy sa pagkakaiba sa mga katangian ng isang sangkap. Sa mga pangkalahatang tuntunin, ang pag-uuri, na batay sa pagsasaayos ng carbon skeleton, na hindi isinasaalang-alang ang mga tampok ng mga pakikipag-ugnayan ng kemikal, ay mukhang iba. Ayon sa mga probisyon nito, ang mga organikong compound ay nahahati sa:

  • aliphatic compounds;
  • mabangong sangkap;
  • mga heterocyclic compound.

Ang mga klase ng mga organikong compound na ito ay maaaring magkaroon ng mga isomer sa iba't ibang grupo ng mga sangkap. Ang mga katangian ng mga isomer ay magkakaiba, bagaman ang kanilang atomic na komposisyon ay maaaring pareho. Kasunod ito mula sa mga probisyon na inilatag ni A. M. Butlerov. Gayundin, ang teorya ng istruktura ng mga organikong compound ay ang gabay na batayan para sa lahat ng pananaliksik sa organikong kimika. Ito ay inilalagay sa parehong antas sa Periodic Law ni Mendeleev.

Ang mismong konsepto ng istraktura ng kemikal ay ipinakilala ni A. M. Butlerov. Sa kasaysayan ng kimika, lumitaw ito noong Setyembre 19, 1861. Noong nakaraan, mayroong iba't ibang mga opinyon sa agham, at ang ilang mga siyentipiko ay ganap na tinanggihan ang pagkakaroon ng mga molekula at atomo. Samakatuwid, walang kaayusan sa organic at inorganic na kimika. Bukod dito, walang mga regularidad kung saan posible na hatulan ang mga katangian ng mga partikular na sangkap. Kasabay nito, mayroon ding mga compound na, na may parehong komposisyon, ay nagpakita ng iba't ibang mga katangian.

Ang mga pahayag ni A. M. Butlerov sa maraming paraan ay nagdirekta sa pagbuo ng kimika sa tamang direksyon at lumikha ng isang matatag na pundasyon para dito. Sa pamamagitan nito, posible na i-systematize ang mga naipon na katotohanan, ibig sabihin, ang kemikal o pisikal na mga katangian ng ilang mga sangkap, ang mga pattern ng kanilang pagpasok sa mga reaksyon, at iba pa. Kahit na ang hula ng mga paraan upang makakuha ng mga compound at ang pagkakaroon ng ilang mga karaniwang katangian ay naging posible salamat sa teoryang ito. At ang pinakamahalaga, ipinakita ni A. M. Butlerov na ang istraktura ng isang molekula ng sangkap ay maaaring ipaliwanag sa mga tuntunin ng mga pakikipag-ugnayan sa kuryente.

Ang lohika ng teorya ng istraktura ng mga organikong sangkap

Dahil, bago ang 1861, marami sa kimika ang tumanggi sa pagkakaroon ng isang atom o isang molekula, ang teorya ng mga organikong compound ay naging isang rebolusyonaryong panukala para sa siyentipikong mundo. At dahil si A. M. Butlerov mismo ay nagpapatuloy lamang mula sa materyalistikong konklusyon, nagawa niyang pabulaanan ang mga ideyang pilosopikal tungkol sa organikong bagay.

Nagawa niyang ipakita na ang molekular na istraktura ay maaaring makilala sa empirically sa pamamagitan ng mga reaksiyong kemikal. Halimbawa, ang komposisyon ng anumang carbohydrate ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagsunog ng isang tiyak na halaga nito at pagbibilang ng nagresultang tubig at carbon dioxide. Ang dami ng nitrogen sa molekula ng amine ay kinakalkula din sa panahon ng pagkasunog sa pamamagitan ng pagsukat sa dami ng mga gas at pagpapakawala ng kemikal na dami ng molekular na nitrogen.

Kung isasaalang-alang natin ang mga hatol ni Butlerov tungkol sa istraktura ng kemikal, na nakasalalay sa istraktura, sa kabaligtaran ng direksyon, kung gayon ang isang bagong konklusyon ay nagmumungkahi mismo. Namely: alam ang kemikal na istraktura at komposisyon ng isang sangkap, ang isa ay maaaring empirically ipalagay ang mga katangian nito. Ngunit ang pinakamahalaga, ipinaliwanag ni Butlerov na sa organikong bagay mayroong isang malaking bilang ng mga sangkap na nagpapakita ng iba't ibang mga katangian, ngunit may parehong komposisyon.

Pangkalahatang probisyon ng teorya

Isinasaalang-alang at sinisiyasat ang mga organikong compound, hinubad ni A. M. Butlerov ang ilan sa mga pinakamahalagang pattern. Pinagsama niya ang mga ito sa mga probisyon ng teorya na nagpapaliwanag sa istraktura ng mga kemikal na pinagmulan ng organiko. Ang mga probisyon ng teorya ay ang mga sumusunod:

  • sa mga molekula ng mga organikong sangkap, ang mga atomo ay magkakaugnay sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod, na nakasalalay sa valency;
  • ang istrukturang kemikal ay ang direktang pagkakasunud-sunod ayon sa kung saan ang mga atomo ay konektado sa mga organikong molekula;
  • tinutukoy ng istraktura ng kemikal ang pagkakaroon ng mga katangian ng isang organikong tambalan;
  • depende sa istraktura ng mga molekula na may parehong dami ng komposisyon, maaaring lumitaw ang iba't ibang mga katangian ng sangkap;
  • lahat ng mga atomic group na kasangkot sa pagbuo ng isang chemical compound ay may impluwensya sa isa't isa.

Ang lahat ng mga klase ng mga organikong compound ay binuo ayon sa mga prinsipyo ng teoryang ito. Ang pagkakaroon ng inilatag ang mga pundasyon, si A. M. Butlerov ay nakapagpalawak ng kimika bilang isang larangan ng agham. Ipinaliwanag niya na dahil sa ang katunayan na ang carbon ay nagpapakita ng isang valence ng apat sa mga organikong sangkap, ang iba't ibang mga compound na ito ay tinutukoy. Ang pagkakaroon ng maraming aktibong mga grupo ng atom ay tumutukoy kung ang isang sangkap ay kabilang sa isang tiyak na klase. At tiyak na dahil sa pagkakaroon ng mga partikular na grupong atomiko (radicals) na lumilitaw ang pisikal at kemikal na mga katangian.

Hydrocarbons at ang kanilang mga derivatives

Ang mga organikong compound na ito ng carbon at hydrogen ay ang pinakasimpleng komposisyon sa lahat ng mga sangkap ng grupo. Ang mga ito ay kinakatawan ng isang subclass ng alkanes at cycloalkanes (saturated hydrocarbons), alkenes, alkadienes at alkatrienes, alkynes (unsaturated hydrocarbons), pati na rin ang isang subclass ng mga aromatic substance. Sa alkanes, lahat ng carbon atoms ay konektado lamang nag-iisang C-C bono, dahil sa kung saan hindi isang solong H atom ang maaaring isama sa komposisyon ng hydrocarbon.

Sa unsaturated hydrocarbons, ang hydrogen ay maaaring isama sa lugar ng double C=C bond. Gayundin, ang C-C bond ay maaaring triple (alkynes). Pinapayagan nito ang mga sangkap na ito na pumasok sa maraming mga reaksyon na nauugnay sa pagbawas o pagdaragdag ng mga radikal. Ang lahat ng iba pang mga sangkap, para sa kaginhawaan ng pag-aaral ng kanilang kakayahang pumasok sa mga reaksyon, ay itinuturing na mga derivatives ng isa sa mga klase ng hydrocarbon.

Mga alak

Ang mga alkohol ay tinatawag na mga organikong compound ng kemikal na mas kumplikado kaysa sa mga hydrocarbon. Na-synthesize ang mga ito bilang resulta ng mga reaksiyong enzymatic sa mga buhay na selula. Ang pinakakaraniwang halimbawa ay ang synthesis ng ethanol mula sa glucose bilang resulta ng fermentation.

Sa industriya, ang mga alkohol ay nakuha mula sa halogen derivatives ng hydrocarbons. Bilang isang resulta ng pagpapalit ng isang halogen atom para sa isang hydroxyl group, ang mga alkohol ay nabuo. Ang mga monohydric alcohol ay naglalaman lamang ng isang hydroxyl group, polyhydric - dalawa o higit pa. Ang isang halimbawa ng dihydric alcohol ay ethylene glycol. Ang polyhydric alcohol ay gliserol. Ang pangkalahatang formula ng mga alkohol ay R-OH (R ay isang carbon chain).

Aldehydes at ketones

Matapos ang mga alkohol ay pumasok sa mga reaksyon ng mga organikong compound na nauugnay sa pag-aalis ng hydrogen mula sa pangkat ng alkohol (hydroxyl), isang dobleng bono sa pagitan ng oxygen at carbon ay magsasara. Kung ang reaksyong ito ay naganap sa pangkat ng alkohol na matatagpuan sa terminal carbon atom, kung gayon bilang resulta nito, nabuo ang isang aldehyde. Kung ang carbon atom na may alkohol ay hindi matatagpuan sa dulo ng carbon chain, kung gayon ang resulta ng reaksyon ng pag-aalis ng tubig ay ang paggawa ng isang ketone. Ang pangkalahatang formula ng ketones ay R-CO-R, aldehydes R-COH (R ay ang hydrocarbon radical ng chain).

Ester (simple at kumplikado)

Ang kemikal na istraktura ng mga organikong compound ng klase na ito ay kumplikado. Ang mga eter ay itinuturing na mga produkto ng reaksyon sa pagitan ng dalawang molekula ng alkohol. Kapag ang tubig ay natanggal mula sa kanila, isang tambalan ng R-O-R sample ay nabuo. Mekanismo ng reaksyon: pag-aalis ng hydrogen proton mula sa isang alkohol at isang hydroxyl group mula sa isa pang alkohol.

Ang mga ester ay mga produkto ng reaksyon sa pagitan ng isang alkohol at isang organikong carboxylic acid. Mekanismo ng reaksyon: pag-aalis ng tubig mula sa mga grupo ng alkohol at carbon ng parehong mga molekula. Ang hydrogen ay nahahati mula sa acid (kasama ang hydroxyl group), at ang OH group mismo ay nahiwalay sa alkohol. Ang resultang compound ay inilalarawan bilang R-CO-O-R, kung saan ang beech R ay tumutukoy sa mga radical - ang natitirang bahagi ng carbon chain.

Mga carboxylic acid at amine

Ang mga carboxylic acid ay tinatawag na mga espesyal na sangkap na may mahalagang papel sa paggana ng cell. Ang kemikal na istraktura ng mga organikong compound ay ang mga sumusunod: isang hydrocarbon radical (R) na may isang carboxyl group (-COOH) na nakakabit dito. Ang pangkat ng carboxyl ay matatagpuan lamang sa matinding carbon atom, dahil ang valency C sa (-COOH) na pangkat ay 4.

Ang mga amin ay mas simpleng compound na mga derivatives ng hydrocarbons. Dito, ang anumang carbon atom ay may amine radical (-NH2). Mayroong pangunahing mga amin kung saan ang (-NH2) na pangkat ay nakakabit sa isang carbon (pangkalahatang formula R-NH2). Sa pangalawang amine, ang nitrogen ay pinagsama sa dalawang carbon atoms (formula R-NH-R). Ang mga tertiary amine ay may nitrogen na nakakabit sa tatlong carbon atoms (R3N), kung saan ang p ay isang radical, isang carbon chain.

Mga amino acid

Ang mga amino acid ay mga kumplikadong compound na nagpapakita ng mga katangian ng parehong mga amine at mga acid ng organikong pinagmulan. Mayroong ilang mga uri ng mga ito, depende sa lokasyon ng amine group na may kaugnayan sa carboxyl group. Ang mga alpha amino acid ang pinakamahalaga. Dito matatagpuan ang grupong amine sa carbon atom kung saan nakakabit ang pangkat ng carboxyl. Pinapayagan ka nitong lumikha ng isang peptide bond at mag-synthesize ng mga protina.

Carbohydrates at taba

Ang carbohydrates ay mga aldehyde alcohol o keto alcohol. Ang mga ito ay mga compound na may linear o cyclic na istraktura, pati na rin ang mga polimer (starch, cellulose, at iba pa). Ang kanilang pinakamahalagang papel sa cell ay istruktura at energetic. Ang mga taba, o sa halip na mga lipid, ay gumaganap ng parehong mga pag-andar, tanging sila ay nakikilahok sa iba pang mga proseso ng biochemical. Sa kemikal, ang taba ay isang ester ng mga organic na acid at gliserol.