Organski ili mineralni spoj. Razvrstavanje organskih spojeva

Tvar koja se sastoji od dvije ili više komponenata je složeni organski ili mineralni spoj. Ovisno o identitetu njegovih svojstava, sastava i ostalih pokazatelja. Kemijski spojevi prisutni su u okolišu u velikim količinama. Neki od njih imaju blagotvoran učinak, a neki - katastrofalni učinak na žive organizme. Mineralni spojevi prisutni su u neživoj prirodi. One uključuju, posebno, sumpor, grafit, pijesak i druge. Postoji nekoliko znakova na kojima se određuje organski ili mineralni spoj.

Povijesna pozadina

Koncept "organskog spoja" pojavio se u ranim fazama razvoja kemijske znanosti. Ova klasa uključuje tvari u kojima je prisutan ugljik (osim karbonske kiseline, cijanida, karbida, karbonata, ugljični monoksid). U vrijeme kada dominiraju vitalistic izgledima, nastavio tradiciju Aristotel i Plinije Stariji o podjeli cijelog svijeta na nežive i žive tvari odvojiti ovisno o kojemu kraljevstvo su pripadali: životinjskog i biljnog ili mineralnog. Osim toga, vjerovalo se da sinteza prvog zahtjeva posebnu "životnu silu". S tim u vezi dobivamo od organska anorganska tvar nije bilo moguće. Međutim, ovu je pretpostavku opovrgnuo 1828. Veler. On je sintetizirala organsku ureu iz anorganskog amonijevog cijanata. Ta je podjela, međutim, sačuvana u terminologiji i do sadašnjosti. Koji su kriteriji određeni organski ili mineralni spojevi? O ovom kasnije u članku.

Opće informacije

Najopsežnija klasa danas su organski spojevi. Trenutno ih ima više od deset milijuna. Takva raznolikost je zbog posebne osobine ugljika u obliku atomskog lanca. To je, pak, zbog stabilnosti veze. Lancu ugljik-ugljik može biti jednostruko ili višestruko, dvostruko. Kako se mnoštvo povećava, energija (stabilnost) veze raste, a duljina, naprotiv, smanjuje. Zbog visoke valencije ugljika i sposobnosti da se formiraju takvi lanci, nastaju strukture različitih dimenzija (volumen, ravna, linearna). Mineralne vrste su spojevi koji se nalaze u prirodi. Te tvari imaju poseban sastav i strukturu, fizičke osobine. Općenito, struktura anorganskih tvari je ista. Kompozicija može varirati unutar određenih granica. Osobitost mineralnih spojeva je redovita i ispravna raspored atoma. Temelji sistematike ovih supstanci položili su Berzelius 1814. godine.

Sastav kao jedna od glavnih osobitosti tvari

Pripadanje ovoj ili onoj drugoj vrsti određuje se sastavnicama sastava. Tvar je organski ili mineralni spoj koji ima specifičnu strukturu i sastav. Glavne skupine tvari biološkog podrijetla uključuju proteine, ugljikohidrate, lipide. Nukleinske kiseline koje pripadaju ovoj klasi, uz ugljik, sadrže uglavnom dušik, vodik, fosfor, sumpor, kisik. Ti su elementi dio "klasičnih" organskih spojeva kao osnovne, u pravilu. Stoga tvari mogu sadržavati najrazličitije komponente. Dakle, glavna značajka prema kojoj se određuje koja je supstanca predstavljena - organski ili mineralni spoj - prisutnost u sastavu ugljika i osnovnih elemenata koji su gore navedeni.

Koncept mineralnog spoja može se proučavati s obzirom na različite prirodne tvari - granate. Imaju različite fizikalne osobine. Ovisno o sastavu, unatoč promjenama u kojima struktura ostaje ista. Ovdje se može reći samo o razlikama u položaju pojedinih atoma i broju interplanarnih udaljenosti.

Razvrstavanje organskih spojeva

Danas se primjenjuje IUPAC nomenklatura. Klasifikacija organskih spojeva u ovom sustavu temelji se na važnom principu. U skladu s tim, karakteristike tvari su prvo određene dvama glavnim kriterijima. Prvi je ugljikov skelet (struktura organskih spojeva), a druga je njezine funkcionalne skupine. U skladu s prirodom strukture tvari se dijeli na cikličku i acikličku. Potonji, zauzvrat, uključuju nezasićene i ograničavajuće. Grupa cikličkih tvari uključuje heterocikličke i karbocikličke. Neke formule organskih spojeva:

- CH3CH2CH2COOH - butirne kiseline.

- CH3COCH3 - aceton.

- CH3COOC2H5-etil acetat.

- CH3CH (OH) COOH je mliječna kiselina.

Strukturna analiza

Danas su organski kemijski spojevi karakterizirani korištenjem različitih metoda. Najtočnije Analiza rendgenske difrakcije (Crystallography). Međutim, ova metoda zahtijeva visokokvalitetni kristal potrebne veličine, što omogućuje dobivanje visoke razlučivosti. U tom smislu, kristalografija se ne koristi toliko često. Elementna analiza je destruktivna metoda koja se koristi za kvantifikaciju sadržaja komponenti u molekuli. Infracrvena spektroskopija se koristi za dokazivanje odsutnosti ili prisutnosti specifičnih funkcionalnih skupina. Masena spektrometrija je određivanje molekularne težine tvari i metoda fragmentacije.

Kemijska svojstva organskih spojeva. Karboksilne kiseline

Ljudski život usko je povezan s tim tvarima. Mnogi ljudi znaju takva imena kao što su octena, mravlja, limunska kiselina. Ovi spojevi se koriste u proizvodnji lijekova (acetilsalicilna kiselina), u prehrambenoj industriji, kao i za proizvodnju sapuna i sintetičkih deterdženata. Neki spojevi proizvode insekti (npr. Mravi) i služe kao zaštitnici. Biokemijski procesi koji se odvijaju na staničnoj razini povezani su s piruvinska kiselina, te u oksidaciji mnogih tvari koje prodiru u ljudsko tijelo, stvaraju se octena ili mliječna kiselina. Pri razmatranju strukture karboksilne skupine treba napomenuti da je u njemu dvostruka C = O veza. S tim u vezi, treba pripisati nezasićenim funkcionalnim skupinama. Nadalje, u strukturi tvari postoji veza između O-H-mobilnog vodikovog atoma. Opća svojstva tih spojeva su opažena u stearinskom, octenom, akrilna kiselina, i mravlja kiselina kombinira ne samo osnovne značajke kiselina nego i aldehide. Ovisno o radikalu s kojim se karboksilna skupina veže, razlikuju se aromatski, nezasićeni, ograničavajući i druge tvari. Sukladno broju skupina u molekuli, izolirani su dvobazni, monobazni i drugi. Pri razmatranju nekih svojstava tvari može se primijetiti neka sličnost anorganskih i organskih kiselina. Na primjer, obje tvari mogu međusobno djelovati s metalima, bazama.

Aromatski ugljikovodici

Ovi organski spojevi, u sastavu koji ima vodik, ugljik i benzen jezgre. Najvažniji i „klasične” predstavnici ove skupine su benzen (I) i homologe (dimetilbenzena, metilbenzen). Postoji mnogo aromatskih ugljikovodika s benzenskim jezgrama. To uključuje, na primjer, uključuju difenil C6H5-C6H5, gledajući formule koja se lako može shvatiti kako tvar - organski ili mineralni spoj. Glavni izvor aromatskih ugljikovodika je ugljeni koksni proizvod. Na primjer, tona katrana dobivenog u prosjeku jedne i pol kg toluena, 3,5 kg benzen, naftalen dva kilograma.

Glavne karakteristike aromatskih ugljikovodika

U pogledu njihovih kemijskih svojstava, aromatski ugljici razlikuju se od alicikličkih nezasićenih složenih tvari. U tom smislu za njih je definirana zasebna skupina. Pod utjecajem dušičnih, sumpornih kiselina, halogena i drugih reagensa, aromatski ugljikovodici zamjenjuju atome vodika. Kao rezultat toga nastaju sulfonske kiseline, halobenzeni i drugi. Sve ove tvari su međuproizvodi koji se koriste u proizvodnji boja, lijekova.

alkani

Ova skupina složenih tvari, koja uključuje najmanje aktivne spojeve. Sve C-H i C-C veze prisutne u njima su jednostruke veze. To uzrokuje nemogućnost alkana da sudjeluju u reakcijama dodavanja. U kloriranju tih kompleksnih tvari, počevši od propana, prvi atom klora može zamijeniti različite atome vodika. Smjer ovog procesa ovisit će o snazi ​​CH veze. Što je lanac slabiji, to je brža supstitucija određenog atoma. Primarne veze obično imaju veću čvrstoću, sekundarne su stabilnije od tercijarnih veza i tako dalje.

Sudjelovanje u reakcijama

Različita reaktivnost može dovesti do činjenice da vjerojatno od mogućih proizvoda, samo će jedna prevladati. Na temperaturi od 25 stupnjeva, kloriranje na sekundarnom lancu javlja se četiri i pol puta brže od primarne. Fluoriranje alkana nastaje pri visokoj, često eksplozivnoj brzini. U tom slučaju nastaju sve vrste polifluornih derivata početnog materijala. Energija koja se oslobađa tijekom reakcije toliko je velika da izaziva u nekim slučajevima propadanje u radikale molekula proizvoda. Kao rezultat toga, brzina reakcije raste lavina, što dovodi do eksplozije čak i pri dovoljno niskim temperaturama. Značajka fluoriranja alkana je mogućnost uništavanja atoma fluora ugljikovog kostura i stvaranje CF4 - konačnog produkta.