SİBİRYA POLİTEKNİK KOLEJİ

ÖĞRENCİ EL KİTABI

ORGANİK KİMYA

teknik ve ekonomik profillerin uzmanlıkları için

Derleyen: öğretmen

2012

Yapı "ORGANİK KİMYA ÖĞRENCİ KILAVUZU"

AÇIKLAYICI NOT

Organik kimya SS'si, disiplinler arası ve disiplinler arası bağlantıları ve eğitim sürecinin mantığını dikkate alarak kimyasal içerik yoluyla dünyanın bilimsel bir resmini oluşturmada öğrencilere yardımcı olmak için derlenmiştir.

Organik kimyadaki SS, devlet standardına hakim olmak için hacim olarak minimum ancak işlevsel olarak eksiksiz içerik sağlar kimyasal eğitim.

Organik kimyada SS iki ana işlevi yerine getirir:

I. Bilgilendirme işlevi, eğitim sürecindeki katılımcıların diyagramlar, tablolar ve algoritmalar aracılığıyla içeriği, konunun yapısını ve kavramların ilişkisini anlamalarını sağlar.

II. Organizasyonel planlama işlevi, eğitim aşamalarının vurgulanmasını, eğitim materyalinin yapılandırılmasını ve ara ve son sertifikasyonun içeriği hakkında fikir yaratılmasını içerir.

SS, bir bilgi, beceri ve faaliyet yöntemleri sisteminin oluşturulmasını içerir ve öğrencilerin referans materyallerle çalışma yeteneğini geliştirir.

	İsim		İsim
	Kronolojik tablo “Organik kimyanın gelişimi”.		Alkenlerin (etilen hidrokarbonlar) kimyasal özellikleri.
	Organik bileşiklerin yapısı teorisinin temel prensipleri		Alkinlerin (asetilen hidrokarbonlar) kimyasal özellikleri.
	İzomerler ve homologlar.		Arenlerin kimyasal özellikleri (aromatik hidrokarbonlar).
	TSOS değeri
	Hidrokarbonların sınıflandırılması.		Organik maddelerin genetik ilişkisi.
	Homolog seri ALKANLAR (SARTIZE HİDROKARBONLAR).		İlişki "Yapı - özellikler - uygulama."
	Homolog seri ALKANLARDAN OLUŞAN RADİKALLER.		Organik maddelerin bağıl moleküler ağırlıkları
			Organik kimyada terimler sözlüğü. Nominal reaksiyonlar.
	Organik madde sınıflarının izomerizmi.		Sorunları çözmek için algoritma. Problemleri çözmek için fiziksel büyüklükler.
	Alkanların (doymuş hidrokarbonlar) kimyasal özellikleri.		Bileşik formüllerinin türetilmesi. Problem çözme örnekleri.

KRONOLOJİK TABLO “ORGANİK KİMYANIN GELİŞİMİ”

Dönem/yıl. DSÖ?	Açılışın niteliği
Antik	Eski adam	Yemek pişirin, deriyi bronzlaştırın, ilaç yapın
	Paracelsus ve diğerleri	Daha karmaşık ilaçlar üretmek, organik maddelerin özelliklerini incelemek. menşei, yani atık ürünler
XY-XYIII yüzyıllar. V.	Sürekli süreç	Çeşitli maddeler hakkında bilgi birikimi. “VİTALISTİK KAVRAMLARIN” önceliği
		Patlayıcısı insanların boya, giyim ve yiyecek ihtiyaçları olan bilimsel düşünce patlaması.
	Jons Jakob Berzelius (İsveçli kimyager)	"Organik kimya" terimi
	Friedrich Wöhler (Almanca)	Oksalik asit sentezi
	Konsept	Organik kimya, karbon bileşiklerini inceleyen kimya biliminin bir dalıdır.
	Friedrich Wöhler (Almanca)	Üre sentezi
		Anilin sentezi
	Adolf Kulbe (Almanca)	Karbondan asetik asit sentezi
	E. Frankland	“Bağlantı sistemi” kavramı - değerlik
	Pierre Berthelot (Fransızca)	Etilenin hidrasyonuyla etil alkol sentezlendi. Yağ sentezi. “Kimyanın canlılığa ihtiyacı yok!”
		Şekerli maddenin sentezi
		Çeşitli teorilere dayanarak (Frankland, Gerard, Kekule, Cooper) TSOS oluşturuldu
		Ders Kitabı "Organik kimyanın tam çalışmasına giriş." Organik kimya, hidrokarbonları ve türevlerini inceleyen bir kimya dalıdır. .

TEMEL NOKTALAR

ORGANİK BİLEŞİKLERİN YAPISINA İLİŞKİN TEORİLER

A. M. BUTLEROVA

1. M.'deki A., değerliklerine göre belirli bir sırayla bağlanır.

2. Maddelerin özellikleri yalnızca niteliksel ve niceliksel bileşime değil aynı zamanda kimyasal yapıya da bağlıdır. İzomerler. İzomerizm.

3. A. ve A. grupları karşılıklı olarak birbirlerini etkiler.

4. Bir maddenin özelliklerine göre yapısını, yapısına göre de özelliklerini belirleyebilirsiniz.

İzomerler ve homologlar.

	Yüksek kaliteli kompozisyon	Kantitatif bileşim	Kimyasal yapı	Kimyasal özellikler
İzomerler	Aynı	Aynı	çeşitli	çeşitli
Homologlar	Aynı	farklı	benzer	benzer

TSOS değeri

1. M. bilinen maddelerin yapısını ve özelliklerini açıklayabilecektir.

2. Bilinmeyen maddelerin varlığını öngörmeyi ve bunları sentezlemenin yollarını bulmayı mümkün kıldı.

3.Organik maddelerin çeşitliliğini açıklayabilecektir.

Hidrokarbonların sınıflandırılması.

https://pandia.ru/text/78/431/images/image003_147.gif" genişlik = "708" yükseklik = "984 src = ">

Homolog seri

ALKANLAR (SARTIZE HİDROKARBONLAR)

Formül	İsim
	METAN
С2Н6	ETAN
С3Н8	PROPAN
	BÜTAN
	PENTAN
	heksan
	HEPTAN
	OKTAN
	NONAN
S10N22	DEKAN

Homolog seri

ALKANLARDAN OLUŞAN RADİKALLER

Formül	İsim
	METİL
С2Н5	ETİL
С3Н7	İÇİLDİ
	butil
	PENTİL
	HEKsil
	heptil
	EKİM
	NONIL
S10N21	DECİL

Hidrokarbonlar hakkında genel bilgiler.

DIV_ADBLOCK31">

Alkanların kimyasal özellikleri

(doymuş hidrokarbonlar).

https://pandia.ru/text/78/431/images/image007_73.gif" genişlik = "610" yükseklik = "835 src = ">

Alkinlerin kimyasal özellikleri

(asetilen hidrokarbonlar).

https://pandia.ru/text/78/431/images/image009_68.gif" width = "646" height = "927 src = ">

Hidrokarbonlar arasındaki genetik ilişki.

https://pandia.ru/text/78/431/images/image011_36.jpg" width = "696" height = "919 src = ">

İlişki “Yapı - özellikler - uygulama”.	Yöntemler alma
	Yapı
Birleştirmek		Bulma doğada
	Özellikler	Başvuru

BAZI ORGANİK MADDELERİN MOLEKÜLER KÜTLELERİ.

İsim
Alkanlar
Halojen türevleri
Alkoller ve Fenoller
Eterler
Aldehitler
Karboksilik asitler
Nitro bileşikleri

Sorunları çözmek için algoritma

1. Problemin koşullarını dikkatlice inceleyin: Hesaplamaların hangi miktarlarla yapılacağını belirleyin, harflerle belirtin, ölçü birimlerini, sayısal değerleri belirleyin, hangi miktarın arzu edildiğini belirleyin.

2. Bu görevleri kısa koşullar halinde yazın.

3. Sorun koşulları maddelerin etkileşimini içeriyorsa, reaksiyon(lar)ın denklemini yazın ve katsayılarını dengeleyin.

4. Sorunlu veriler ile istenen değer arasındaki niceliksel ilişkileri bulun. Bunu yapmak için, problemin sorusundan başlayarak, hesaplamaların son aşamasında istenen değeri belirleyebileceğiniz modeli bularak eylemlerinizi aşamalara ayırın. Kaynak verilerde herhangi bir miktar eksikse, bunların nasıl hesaplanabileceğini düşünün, yani hesaplamanın ön aşamalarını belirleyin. Bu aşamaların birkaçı olabilir.

5. Sorunu çözmenin tüm aşamalarının sırasını belirleyin, gerekli hesaplama formüllerini yazın.

6. Miktarların karşılık gelen sayısal değerlerini değiştirin, boyutlarını kontrol edin ve hesaplamalar yapın.

Bileşik formüllerinin türetilmesi.

Bu tür hesaplama, kimyasal uygulama için son derece önemlidir, çünkü deneysel verilere dayanarak bir maddenin formülünü (basit ve moleküler) belirlemeye izin verir.

Kimyager, niteliksel ve niceliksel analizlerden elde edilen verilere dayanarak ilk önce bir moleküldeki (veya bir maddenin diğer yapısal birimindeki) atomların oranını, yani onun en basit formülünü bulur.
Örneğin analiz, maddenin bir hidrokarbon olduğunu gösterdi
CxHy, burada karbon ve hidrojenin kütle oranları sırasıyla 0,8 ve 0,2 (%80 ve %20)'dir. Elementlerin atomlarının oranını belirlemek için madde miktarlarını (mol sayısı) belirlemek yeterlidir: Tam sayılar (1 ve 3), 0,2 sayısının 0,0666 sayısına bölünmesiyle elde edilir. 0,0666 sayısını 1 olarak alıyoruz. 0,2 sayısı 0,0666 sayısının 3 katıdır. Yani CH3 en basit bu maddenin formülü. C ve H atomlarının 1:3'e eşit oranı sayısız formüle karşılık gelir: C2H6, C3H9, C4H12, vb., ancak bu seriden yalnızca bir formül vardır. moleküler belirli bir madde için, yani molekülündeki gerçek atom sayısını yansıtan. Moleküler formülü hesaplamak için bir maddenin kantitatif bileşiminin yanı sıra moleküler kütlesini de bilmek gerekir.

Bu değeri belirlemek için sıklıkla bağıl gaz yoğunluğu D değeri kullanılır. Dolayısıyla yukarıdaki durum için DH2 = 15. Bu durumda M(CxHy) = 15μM(H2) = 152 g/mol = 30 g/mol.
M(CH3) = 15 olduğundan, formüldeki alt simgeler gerçek molekül ağırlığına uyacak şekilde iki katına çıkarılmalıdır. Buradan, moleküler madde formülü: C2H6.

Bir maddenin formülünün belirlenmesi matematiksel hesaplamaların doğruluğuna bağlıdır.

Değeri bulurken Nöğe en az iki ondalık basamağı ve sayıları dikkatlice yuvarlamayı dikkate almalıdır.

Örneğin, 0,8878 ≈ 0,89, ancak 1 değil. Bir moleküldeki atomların oranı her zaman, elde edilen sayıların daha küçük bir sayıya bölünmesiyle belirlenmez.

elementlerin kütle kesirlerine göre.

Görev 1. Karbon (w=%25) ve alüminyumdan (w=%75) oluşan bir maddenin formülünü oluşturun.

2,08'i 2'ye bölelim. Ortaya çıkan 1,04 sayısı 2,78 sayısına tam sayı olarak sığmaz (2,78:1,04=2,67:1).

Şimdi 2,08'i 3'e bölelim.

Bu, 2,78 sayısına tam olarak 4 kez ve 2,08 sayısına 3 kez uyan 0,69 sayısını üretir.

Bu nedenle AlxCy maddesinin formülündeki x ve y endeksleri sırasıyla 4 ve 3'tür.

Cevap: Al4C3(alüminyum karbür).

Bir maddenin kimyasal formülünü bulma algoritması

yoğunluğu ve elementlerin kütle kesirleri ile.

Bileşik formüllerinin türetilmesindeki problemlerin daha karmaşık bir versiyonu, bir maddenin bileşiminin bunların yanma ürünleri aracılığıyla belirlenmesi durumudur.

Problem 2. 8.316 g ağırlığındaki bir hidrokarbon yandığında 26.4 g CO2 oluştu. Maddenin normal şartlarda yoğunluğu 1,875 g/ml'dir. Moleküler formülünü bulun.

Hidrokarbonlar hakkında genel bilgiler.

(devam)

https://pandia.ru/text/78/431/images/image025_32.gif" width="696" height="983">

Doğal hidrokarbon kaynakları.

Yağ – fosil, sıvı yakıt, organik maddelerin karmaşık bir karışımı: doymuş hidrokarbonlar, parafinler, naftenler, aromatikler vb. Petrolün bileşimi genellikle oksijen, kükürt ve nitrojen içeren maddeleri içerir.

Karakteristik bir kokuya sahip, koyu renkli, sudan daha hafif, yağlı bir sıvı. Yakıtın en önemli kaynağı, yağlama yağları ve diğer petrol ürünleridir. Ana (birincil) işleme süreci, benzin, nafta, gazyağı, dizel yağlar, akaryakıt, vazelin, parafin ve katran üretimiyle sonuçlanan damıtmadır. İkincil geri dönüşüm süreçleri ( çatlama, piroliz) ilave sıvı yakıt, aromatik hidrokarbonlar (benzen, toluen vb.) vb. elde etmeyi mümkün kılar.

Petrol gazları – yağda çözünmüş çeşitli gaz halindeki hidrokarbonların bir karışımı; ekstraksiyon ve işleme sırasında serbest bırakılırlar. Yakıt ve kimyasal hammadde olarak kullanılırlar.

Benzin- renksiz veya sarımsı sıvı, hidrokarbonların bir karışımından oluşur ( C5 – C11 ). Motor yakıtı, solvent vb. olarak kullanılır.

Nafta– şeffaf sarımsı bir sıvı, sıvı hidrokarbonların bir karışımı. Dizel yakıt, solvent, hidrolik sıvı vb. olarak kullanılır.

Gazyağı– mavi renkte şeffaf, renksiz veya sarımsı sıvı. Jet motorları, ev ihtiyaçları vb. için yakıt olarak kullanılır.

Güneş- sarımsı sıvı. Yağlama yağlarının üretiminde kullanılır.

Akaryakıt– ağır yakıt, parafin karışımı. Yağların, kalorifer yakıtlarının, bitümün üretiminde ve hafif motor yakıtına dönüştürülmesinde kullanılır.

Benzen– karakteristik bir kokuya sahip renksiz hareketli sıvı. Organik bileşiklerin sentezinde, plastik üretiminde hammadde olarak, solvent olarak, patlayıcı üretiminde, anilin boya endüstrisinde kullanılır.

Toluen- benzenin analoğu. Kaprolaktam, patlayıcı madde, benzoik asit, sakarin üretiminde, solvent olarak, anilin boya endüstrisinde vb. kullanılır.

Yağlama yağları– Sürtünmeyi azaltmak için teknolojinin çeşitli alanlarında kullanılır. kesme sıvısı olarak metalleri korozyondan koruyan parçalar.

katran- siyah reçineli kütle. Yağlama vb. amaçlarla kullanılır.

Vazelin– mineral yağ ve parafin karışımı. Elektrik mühendisliğinde, yatakları yağlamak, metalleri korozyondan korumak vb. için kullanılır.

Parafin– katı doymuş hidrokarbonların bir karışımı. Kimyasal uygulamalarda elektrik yalıtkanı olarak kullanılır. endüstri - daha yüksek asitlerin ve alkollerin vb. üretimi için.

Plastik– yüksek moleküler bileşiklere dayalı malzemeler. Çeşitli teknik ürünlerin ve ev eşyalarının üretiminde kullanılır.

Asfalt Cevheri– oksitlenmiş hidrokarbonların bir karışımı. Vernik üretiminde, elektrik mühendisliğinde ve sokakların döşenmesinde kullanılır.

Dağ balmumu– petrol bitümleri grubundan bir mineral. Çeşitli yağlayıcıların ve merhemlerin vb. hazırlanmasında elektrik yalıtkanı olarak kullanılır.

Yapay balmumu– saflaştırılmış dağ mumu.

Kömür - siyah veya siyah-gri, bitki kökenli katı yakıt fosili. %75-97 oranında karbon içerir. Yakıt olarak ve kimya sanayinde hammadde olarak kullanılır.

Kola- Belirli kömürlerin kok fırınlarında ısıtılmasıyla oluşan sinterlenmiş katı ürün. 900–1050° C. Yüksek fırınlarda kullanılır.

Kok gazı- Fosil kömürlerin koklaşmasından kaynaklanan gaz ürünleri. Şunlardan oluşur: CH4, H2, CO vb. yanıcı olmayan yabancı maddeleri de içerir. Yüksek kalorili yakıt olarak kullanılır.

Amonyak suyu- kömürün kuru damıtılmasından elde edilen sıvı ürün. Amonyum tuzları (azotlu gübreler), amonyak vb. üretmek için kullanılır.

Kömür katranı-kömürün kuru damıtılmasından elde edilen karakteristik bir kokuya sahip koyu koyu bir sıvı. Kimyasalların hammaddesi olarak kullanılır. endüstri.

Benzen- Kömür katranının ürünlerinden biri olan, karakteristik bir kokuya sahip, renksiz, hareketli bir sıvı. Organik bileşiklerin sentezinde, patlayıcı olarak, plastik üretiminde hammadde olarak, boya olarak, solvent olarak vb. kullanılırlar.

Naftalin- Kömür katranının ürünlerinden biri olan karakteristik bir kokuya sahip katı kristalli bir madde. Naftalin türevleri boya ve patlayıcı vb. üretmek için kullanılır.

İlaçlar- kok endüstrisi bir dizi ilaç üretir (karbolik asit, fenasitin, salisilik asit, sakarin vb.).

Saha- katı (viskoz) siyah bir kütle, kömür katranının damıtılmasından elde edilen bir kalıntı. Yakıt briketleri vb. üretiminde su yalıtım maddesi olarak kullanılır.

Toluen- kömür katranının ürünlerinden biri olan benzenin bir analoğu. Patlayıcı, kaprolaktam, benzoik asit, sakarin, boya vb. üretiminde kullanılır.

Boyalar- benzen, naftalin ve fenolün işlenmesiyle elde edilen kok üretimi ürünlerinden biri. Ulusal ekonomide kullanılır.

Anilin– renksiz yağlı sıvı, zehirli. Çeşitli organik maddelerin, anilin boyalarının, çeşitli azo boyaların, ilaç sentezinin vb. üretiminde kullanılır.

Sakarin Toluenden elde edilen, tatlı tadı olan katı beyaz kristalli bir madde. Diyabet vb. durumlarda şeker yerine kullanılır.

BB- kuru damıtma işlemi yoluyla elde edilen kömür türevleri. Askeri sanayide, madencilikte ve ulusal ekonominin diğer sektörlerinde kullanılmaktadırlar.

Fenol- karakteristik güçlü bir kokuya sahip beyaz veya pembe kristalli bir madde. Fenol-formaldehit plastikleri, sentetik naylon elyaf, boyalar, ilaçlar vb. üretiminde kullanılır.

Plastik– yüksek moleküler bileşiklere dayalı malzemeler. Çeşitli teknik ürünlerin ve ev eşyalarının üretiminde kullanılır.

Geçmişte bilim adamları, doğadaki tüm maddeleri, hayvanlar ve bitkiler krallığı da dahil olmak üzere, şartlı olarak cansız ve canlı olarak ayırdılar. Birinci grubun maddelerine mineral denir. İkincisine dahil olanlara ise organik maddeler denilmeye başlandı.

Bu ne anlama gelir? Organik maddeler sınıfı, modern bilim adamlarının bildiği tüm kimyasal bileşikler arasında en kapsamlı olanıdır. Hangi maddelerin organik olduğu sorusu şu şekilde cevaplanabilir - bunlar karbon içeren kimyasal bileşiklerdir.

Karbon içeren bileşiklerin tamamının organik olmadığını lütfen unutmayın. Örneğin korbidler ve karbonatlar, karbonik asit ve siyanürler ve karbon oksitler dahil değildir.

Neden bu kadar çok organik madde var?

Bu sorunun cevabı karbonun özelliklerinde yatmaktadır. Bu element ilginç çünkü atom zincirlerini oluşturabiliyor. Ve aynı zamanda karbon bağı çok kararlıdır.

Ek olarak organik bileşiklerde yüksek değerlik (IV) sergiler; diğer maddelerle kimyasal bağlar kurma yeteneği. Ve yalnızca tek değil, aynı zamanda çift ve hatta üçlü (katlar olarak da bilinir). Bağ çokluğu arttıkça atom zinciri kısalır ve bağın kararlılığı artar.

Karbon aynı zamanda doğrusal, düz ve üç boyutlu yapılar oluşturma yeteneğine de sahiptir.

Doğadaki organik maddelerin bu kadar çeşitli olmasının nedeni budur. Bunu kendiniz kolayca kontrol edebilirsiniz: Bir aynanın önünde durun ve yansımanıza dikkatlice bakın. Her birimiz organik kimya üzerine yürüyen bir ders kitabıyız. Bir düşünün: Hücrelerinizin her birinin kütlesinin en az %30'u organik bileşiklerdir. Vücudunuzu oluşturan proteinler. “Yakıt” ve enerji kaynağı olarak görev yapan karbonhidratlar. Enerji rezervlerini depolayan yağlar. Organların işleyişini ve hatta davranışınızı kontrol eden hormonlar. İçinizde kimyasal reaksiyonları başlatan enzimler. Ve hatta “kaynak kodu” olan DNA zincirlerinin tamamı karbon bazlı organik bileşiklerdir.

Organik maddelerin bileşimi

En başta da söylediğimiz gibi organik maddenin ana yapı malzemesi karbondur. Ve hemen hemen her element, karbonla birleştiğinde organik bileşikler oluşturabilir.

Doğada organik maddeler çoğunlukla hidrojen, oksijen, nitrojen, kükürt ve fosfor içerir.

Organik maddelerin yapısı

Gezegendeki organik maddelerin çeşitliliği ve yapılarının çeşitliliği, karbon atomlarının karakteristik özellikleriyle açıklanabilir.

Karbon atomlarının birbirleriyle çok güçlü bağlar oluşturabildiğini, zincirler halinde bağlanabildiğini hatırlıyorsunuzdur. Sonuç kararlı moleküllerdir. Karbon atomlarının bir zincire (zikzak şeklinde düzenlenmiş) bağlanma şekli, yapısının temel özelliklerinden biridir. Karbon hem açık zincirlerde hem de kapalı (döngüsel) zincirlerde birleştirilebilir.

Kimyasal maddelerin yapısının kimyasal özelliklerini doğrudan etkilemesi de önemlidir. Bir moleküldeki atomların ve atom gruplarının birbirini etkileme şekli de önemli bir rol oynar.

Yapısal özelliklerden dolayı aynı türdeki karbon bileşiklerinin sayısı onlarca ve yüzlercedir. Örneğin, karbonun hidrojen bileşiklerini düşünebiliriz: metan, etan, propan, bütan vb.

Örneğin metan - CH 4. Normal koşullar altında, böyle bir hidrojen ve karbon bileşiği, gaz halinde bir toplanma halindedir. Bileşimde oksijen göründüğünde bir sıvı oluşur - metil alkol CH3OH.

Yalnızca farklı niteliksel bileşimlere sahip maddeler (yukarıdaki örnekte olduğu gibi) farklı özellikler sergilemekle kalmaz, aynı niteliksel bileşime sahip maddeler de bunu yapabilir. Bir örnek, metan CH4 ve etilen C2H4'ün brom ve klor ile reaksiyona girme yeteneğinin farklı olmasıdır. Metan bu tür reaksiyonları yalnızca ısıtıldığında veya ultraviyole ışık altında gerçekleştirebilir. Ve etilen, aydınlatma veya ısıtma olmadan bile reaksiyona girer.

Bu seçeneği ele alalım: Kimyasal bileşiklerin niteliksel bileşimi aynıdır, ancak niceliksel bileşimi farklıdır. Daha sonra bileşiklerin kimyasal özellikleri farklıdır. Asetilen C2H2 ve benzen C6H6'da olduğu gibi.

Bu çeşitlilikte, organik maddelerin izomerizm ve homoloji gibi yapılarına "bağlı" özellikleri de önemli bir rol oynar.

Görünüşte birbirinin aynı olan iki maddeye sahip olduğunuzu hayal edin; aynı bileşim ve onları tanımlayan aynı moleküler formül. Ancak bu maddelerin yapısı temelde farklıdır, bu da kimyasal ve fiziksel özelliklerde farklılığa neden olur. Örneğin C4H10 moleküler formülü iki farklı madde için yazılabilir: bütan ve izobütan.

bu yaklaşık izomerler– Aynı bileşime ve molekül ağırlığına sahip bileşikler. Ancak moleküllerindeki atomlar farklı düzenlerde (dallı ve dalsız yapı) düzenlenmiştir.

İlişkin kökendeşlik- bu, her bir sonraki üyenin bir öncekine bir CH2 grubu eklenmesiyle elde edilebildiği bir karbon zincirinin bir özelliğidir. Her homolog seri bir genel formülle ifade edilebilir. Ve formülü bilerek serinin herhangi bir üyesinin kompozisyonunu belirlemek kolaydır. Örneğin metanın homologları CnH2n+2 formülüyle tanımlanır.

CH2 “homolog farkı” arttıkça maddenin atomları arasındaki bağ güçlenir. Metanın homolog serisini ele alalım: ilk dört üyesi gazdır (metan, etan, propan, bütan), sonraki altı üyesi sıvıdır (pentan, heksan, heptan, oktan, nonan, dekan) ve ardından katıdaki maddeler gelir. toplanma durumu (pentadekan, eikosan, vb.). Karbon atomları arasındaki bağ ne kadar güçlü olursa maddelerin molekül ağırlığı, kaynama ve erime noktaları da o kadar yüksek olur.

Hangi organik madde sınıfları mevcuttur?

Biyolojik kökenli organik maddeler şunları içerir:

• proteinler;
• karbonhidratlar;
• nükleik asitler;
• lipitler.

İlk üç noktaya biyolojik polimerler de denilebilir.

Organik kimyasalların daha ayrıntılı bir sınıflandırması yalnızca biyolojik kökenli maddeleri kapsamaz.

Hidrokarbonlar şunları içerir:

• asiklik bileşikler:
  • doymuş hidrokarbonlar (alkanlar);
  • doymamış hidrokarbonlar:
    • alkenler;
    • alkinler;
    • alkadienler.
• döngüsel bağlantılar:
  • karbosiklik bileşikler:
    • alisiklik;
    • aromatik.
  • heterosiklik bileşikler.

Karbonun hidrojen dışındaki maddelerle birleştiği başka organik bileşik sınıfları da vardır:

• alkoller ve fenoller;
• aldehitler ve ketonlar;
• karboksilik asitler;
• esterler;
• lipitler;
• karbonhidratlar:
  • monosakkaritler;
  • oligosakaritler;
  • polisakkaritler.
  • mukopolisakkaritler.
• aminler;
• amino asitler;
• proteinler;
• nükleik asitler.

Sınıflara göre organik maddelerin formülleri

Organik madde örnekleri

Hatırlayacağınız gibi insan vücudunda çeşitli organik maddeler esastır. Bunlar dokularımız ve sıvılarımız, hormonlarımız ve pigmentlerimiz, enzimlerimiz ve ATP'miz ve çok daha fazlasıdır.

İnsan ve hayvanların vücudunda protein ve yağlara öncelik verilir (hayvan hücresinin kuru kütlesinin yarısı proteindir). Bitkilerde (hücrenin kuru kütlesinin yaklaşık% 80'i) - karbonhidratlar, öncelikle karmaşık olanlar - polisakkaritler. Selüloz (onsuz kağıt olmazdı), nişasta dahil.

Bazıları hakkında daha ayrıntılı olarak konuşalım.

Örneğin, yaklaşık karbonhidratlar. Eğer gezegendeki tüm organik maddelerin kütlelerini alıp ölçmek mümkün olsaydı, bu rekabeti kazanacak olan karbonhidratlar olurdu.

Vücutta enerji kaynağı görevi görürler, hücrelerin yapı malzemesidirler ve ayrıca madde depolarlar. Bitkiler bu amaçla nişastayı, hayvanlar ise glikojeni kullanır.

Ayrıca karbonhidratlar çok çeşitlidir. Örneğin basit karbonhidratlar. Doğada en yaygın monosakkaritler pentozlardır (DNA'nın bir parçası olan deoksiriboz dahil) ve heksozlardır (tanıdığınız glikoz).

Tuğlalar gibi, doğanın büyük bir şantiyesinde polisakkaritler binlerce ve binlerce monosakkaritten oluşur. Onlar olmasaydı, daha doğrusu selüloz ve nişasta olmasaydı bitkiler olmazdı. Ve glikojen, laktoz ve kitin içermeyen hayvanlar zor zamanlar geçirir.

Dikkatlice bakalım sincaplar. Doğa, mozaiklerin ve bulmacaların en büyük ustasıdır: İnsan vücudunda sadece 20 amino asitten 5 milyon çeşit protein oluşur. Proteinlerin ayrıca birçok hayati işlevi vardır. Örneğin vücuttaki süreçlerin inşası, düzenlenmesi, kanın pıhtılaşması (bunun için ayrı proteinler vardır), hareket, vücutta belirli maddelerin taşınması, aynı zamanda bir enerji kaynağıdırlar, enzimler şeklinde görev yaparlar. reaksiyonlar için katalizör, koruma sağlar. Antikorlar vücudun olumsuz dış etkenlerden korunmasında önemli bir rol oynar. Ve eğer vücudun ince ayarında bir bozukluk meydana gelirse, antikorlar dış düşmanları yok etmek yerine vücudun kendi organlarına ve dokularına saldırganlık gösterebilir.

Proteinler ayrıca basit (proteinler) ve karmaşık (proteidler) olarak ikiye ayrılır. Ve kendilerine özgü özelliklere sahiptirler: denatürasyon (bir yumurtayı sert bir şekilde kaynatırken birden fazla kez fark ettiğiniz yıkım) ve renatürasyon (bu özellik antibiyotiklerin, gıda konsantrelerinin vb. üretiminde geniş uygulama alanı bulmuştur).

Göz ardı etmeyelim lipitler(yağlar). Vücudumuzda yedek enerji kaynağı olarak görev yaparlar. Çözücü olarak biyokimyasal reaksiyonların oluşmasına yardımcı olurlar. Vücudun yapımına katılın - örneğin hücre zarlarının oluşumuna.

Ve bu kadar ilginç organik bileşikler hakkında birkaç kelime daha hormonlar. Biyokimyasal reaksiyonlara ve metabolizmaya katılırlar. O kadar küçüktür ki hormonlar erkekleri erkek (testosteron) ve kadınları kadın (östrojen) yapar. Bizi mutlu ederler ya da üzerler (tiroid hormonları ruh hali değişimlerinde önemli rol oynar ve endorfin mutluluk hissi verir). Hatta “gece kuşu” mu yoksa “tarla kuşu” mu olduğumuzu bile belirliyorlar. Geç saatlere kadar ders çalışmayı mı yoksa erken kalkıp ödevinizi okuldan önce yapmayı mı tercih edeceğiniz yalnızca günlük rutininiz tarafından değil, aynı zamanda bazı adrenal hormonlar tarafından da belirlenir.

Çözüm

Organik madde dünyası gerçekten muhteşem. Nefesinizi Dünya'daki tüm yaşamla olan akrabalık duygusundan uzaklaştırmak için, onun çalışmasına biraz dalmanız yeterlidir. İki bacak, dört ya da bacak yerine kök; hepimiz Doğa Ana'nın kimya laboratuvarının büyüsüyle birleştik. Karbon atomlarının zincir halinde bir araya gelmesine, reaksiyona girmesine ve binlerce farklı kimyasal bileşiğin oluşmasına neden olur.

Artık organik kimyaya dair hızlı bir rehberiniz var. Elbette mümkün olan tüm bilgiler burada sunulmuyor. Bazı noktaları kendiniz açıklığa kavuşturmanız gerekebilir. Ancak kendi bağımsız araştırmanız için her zaman ana hatlarını çizdiğimiz rotayı kullanabilirsiniz.

Ayrıca makaledeki organik maddenin tanımı, organik bileşiklerin sınıflandırılması ve genel formülleri ile bunlarla ilgili genel bilgilerden okuldaki kimya derslerine hazırlanmak için de yararlanabilirsiniz.

Yorumlarda kimyanın hangi bölümünü (organik veya inorganik) en çok sevdiğinizi ve nedenini bize bildirin. Sınıf arkadaşlarınızın da faydalanabilmesi için makaleyi sosyal ağlarda "paylaşmayı" unutmayın.

Makalede herhangi bir yanlışlık veya hata bulursanız lütfen bana bildirin. Hepimiz insanız ve bazen hepimiz hata yaparız.

web sitesi, materyalin tamamını veya bir kısmını kopyalarken kaynağa bir bağlantı gereklidir.

Organik kimya - Karbon bileşiklerini, yapılarını, özelliklerini inceleyen kimya dalı , sentez yöntemleri ve bunların dönüşüm yasaları. Organik bileşikler, karbonun diğer elementlerle (esas olarak H, N, O, S, P, Si, Ge, vb.) bileşikleridir.

Karbon atomlarının birbirine bağlanma yeteneği, farklı uzunluklarda zincirler oluşturması, farklı boyutlarda halkalı yapılar, çerçeve bileşikleri, birçok elementli, bileşim ve yapı bakımından farklı bileşikler, organik bileşiklerin çeşitliliğini belirler. Bugüne kadar bilinen organik bileşiklerin sayısı 10 milyonu aşıyor ve her yıl 250-300 bin artıyor. Çevremizdeki dünya esas olarak organik bileşiklerden oluşuyor; bunlar arasında gıda, giyim, yakıt, boyalar, ilaçlar, deterjanlar, malzemeler yer alıyor. Teknolojinin çok çeşitli dalları ve ülke ekonomisi için. Organik bileşikler canlı organizmaların varlığında önemli bir rol oynar.

Organik kimyanın inorganik kimya, biyokimya ve tıp ile kesişme noktasında metal ve organoelement bileşiklerinin kimyası, biyoorganik ve tıbbi kimya ve yüksek moleküllü bileşiklerin kimyası ortaya çıktı.

Organik kimyanın ana yöntemi sentezdir. Organik kimya yalnızca bitki ve hayvan kaynaklarından elde edilen bileşikleri (doğal maddeler) değil, aynı zamanda laboratuvar ve endüstriyel sentez yoluyla yapay olarak oluşturulan bileşikleri de inceler.

Organik kimyanın gelişim tarihi

Çeşitli organik maddeleri elde etme yöntemleri eski çağlardan beri bilinmektedir. Böylece Mısırlılar ve Romalılar bitki kökenli boyalar kullandılar - indigo ve alizarin. Pek çok halk, şeker ve nişasta içeren hammaddelerden alkollü içecek ve sirke üretmenin sırlarına sahipti.

Orta Çağ boyunca bu bilgiye neredeyse hiçbir şey eklenmedi; bitkisel ürünlerin damıtılması yoluyla yeni organik bileşiklerin izole edildiği 16. ve 17. yüzyıllarda (iatrokimya dönemi) bazı ilerlemeler başladı. 1769-1785'te K.V. Scheele birkaç organik asit izole etti: malik, tartarik, sitrik, gallik, laktik ve oksalik. 1773'te G.F. Ruelİnsan idrarından izole edilmiş üre. Hayvan ve bitki materyallerinden izole edilen maddelerin birbirleriyle pek çok ortak noktası vardı ancak inorganik bileşiklerden farklıydı. Organizmalardan izole edilen maddeleri inceleyen bir kimya dalı olan “Organik kimya” terimi bu şekilde ortaya çıktı (tanım J.Ya. Berzelius, 1807). Aynı zamanda bu maddelerin ancak canlı organizmalarda “yaşam gücü” sayesinde elde edilebileceğine inanılıyordu.

Bir bilim olarak organik kimyanın 1828'de ortaya çıktığı genel olarak kabul edilir. F. Wöhler ilk olarak inorganik bir maddenin - amonyum siyanatın (NH4OCN) sulu bir çözeltisinin buharlaştırılmasının bir sonucu olarak organik bir madde - üre - elde edildi. Daha ileri deneysel çalışmalar, "yaşam gücü" teorisinin tutarsızlığına ilişkin yadsınamaz argümanları ortaya koydu. Örneğin, A. Kolbe sentezlenmiş asetik asit M. Berthelot H2S ve CS2'den metan elde edildi ve sabah Butlerov formaldehitten şekerli maddeler sentezledi.

19. yüzyılın ortalarında. Sentetik organik kimyanın hızlı gelişimi devam ediyor, organik maddelerin ilk endüstriyel üretimi yaratılıyor ( A. Hoffman, W. Perkin Sr.- sentetik boyalar, fuksin, siyanin ve aza boyalar). Açıklığın iyileştirilmesi N.N. Zinin(1842) anilin sentezine yönelik yöntem, anilin boya endüstrisinin yaratılmasının temelini oluşturdu. Laboratuvarda A. Bayer doğal boyalar sentezlendi - indigo, alizarin, indigoid, ksanten ve antrakinon.

Teorik organik kimyanın gelişiminde önemli bir aşama, gelişmeydi. F. Kekule 1857'de değerlik teorisi ve klasik kimyasal yapı teorisi sabah. Butlerov 1861'de moleküllerdeki atomların değerliklerine göre bağlandığı yasaya göre, bileşiklerin kimyasal ve fiziksel özellikleri, içerdikleri atomların doğası ve sayısının yanı sıra bağların türü ve doğrudan etkileşimin karşılıklı etkisi ile belirlenir. bağlanmamış atomlar 1865'te F. Kekule Organik kimyadaki en önemli keşiflerden biri haline gelen benzenin yapısal formülünü önerdi. V.V. Markovnikov Ve sabah Zaitsev Organik reaksiyonların yönünü ilk kez bunlara dahil olan maddelerin yapısına bağlayan bir dizi kural formüle etti. 1875'te Van't Hoff Ve Le Bel karbon atomunun tetrahedral modelini önerdi; buna göre karbon değerleri, merkezinde karbon atomunun bulunduğu tetrahedronun köşelerine doğru yönlendirildi. Bu modele dayalı olarak deneysel çalışmalarla birleştirilmiş I. Vislicenus(+)-laktik asit (ekşi sütten) ve (±)-laktik asitin yapısal formüllerinin özdeşliğini gösteren (!873), stereokimya ortaya çıktı - moleküllerdeki atomların üç boyutlu yöneliminin bilimi. karbon atomunda 4 farklı ikame edicinin varlığını (kiral yapılar) ve uzaysal olarak ayna izomerlerin (antipodlar veya enantiyomerler) var olma olasılığını öngördü.

1917'de Lewis elektron çiftlerini kullanarak kimyasal bağların dikkate alınmasını önerdi.

1931'de Hückel Benzenoid olmayan aromatik sistemlerin özelliklerini açıklamak için uygulanan kuantum teorisi, organik kimyada yeni bir yön olan kuantum kimyasını oluşturdu. Bu, kuantum kimyasal yöntemlerin, özellikle de moleküler yörüngelerin yönteminin daha da yoğun bir şekilde geliştirilmesine ivme kazandırdı. Yörünge kavramlarının organik kimyaya nüfuz etme aşaması rezonans teorisi tarafından keşfedildi L. Pauling(1931-1933) ve diğer çalışmalar K. Fukui, R. Woodward Ve R.Hoffman Kimyasal reaksiyonların yönünü belirlemede sınır yörüngelerinin rolü hakkında.

20. yüzyılın ortaları Organik sentezin özellikle hızlı gelişimi ile karakterize edilir. Bu, ilidler kullanılarak olefinlerin üretimi gibi temel süreçlerin keşfiyle belirlendi ( G. Wittig, 1954), dien sentezi ( O. Diels Ve K. Kızılağaç, 1928), doymamış bileşiklerin hidroborasyonu ( G. Brown, 1959), nükleotid sentezi ve gen sentezi ( A. Todd, H. Kur'an). Metal-organik bileşiklerin kimyasındaki ilerlemeler büyük ölçüde BİR. Nesmeyanova Ve G.A. Razuvaeva. 1951 yılında “sandviç” yapısı kurulan ferrosen sentezi gerçekleştirildi. R. Woodward Ve J. Wilkinson metalosen bileşiklerinin kimyasının ve genel olarak geçiş metallerinin organik kimyasının temelini attı.

20-30'da A.E. Arbuzov organofosfor bileşiklerinin kimyasının temellerini oluşturur ve bu daha sonra yeni tür fizyolojik olarak aktif bileşiklerin, kompleksonların vb. keşfedilmesine yol açar.

60-80'de Pedersen, D.Kram Ve J.M. Keten güçlü moleküler kompleksler oluşturabilen taç eterler, kriptanlar ve diğer ilgili yapıların kimyasını geliştiriyor ve böylece en önemli sorun olan "moleküler tanınma" sorununa yaklaşıyorlar.

Modern organik kimya hızlı gelişimini sürdürüyor. Organik sentez uygulamasına yeni reaktifler, temelde yeni sentetik yöntemler ve teknikler, yeni katalizörler dahil edilir ve daha önce bilinmeyen organik yapılar sentezlenir. Organik yeni biyolojik olarak aktif bileşiklerin araştırılması sürekli olarak devam etmektedir. Organik kimyanın daha pek çok problemi çözüm bekliyor; örneğin, yapı-özellik ilişkisinin ayrıntılı bir şekilde kurulması (biyolojik aktivite dahil), karmaşık doğal bileşiklerin yapısının ve stereo-yönlü sentezinin kurulması, yeni bölgesel ve stereoselektif sentetiklerin geliştirilmesi yöntemler, yeni evrensel reaktifler ve katalizörlerin araştırılması.

Dünya toplumunun organik kimyanın gelişimine olan ilgisi, 2010 Nobel Kimya Ödülü'nün verilmesiyle açıkça ortaya çıktı. R. Heku, A. Suzuki ve E. Negishi karbon-karbon bağlarının oluşumu için organik sentezde paladyum katalizörlerinin kullanımı üzerine çalışmak için.

Organik bileşiklerin sınıflandırılması

Sınıflandırma organik bileşiklerin yapısına dayanmaktadır. Yapıyı tanımlamanın temeli yapısal formüldür.

Organik bileşiklerin ana sınıfları

Hidrokarbonlar - sadece karbon ve hidrojenden oluşan bileşikler. Sırayla ikiye ayrılırlar:

Doymuş- yalnızca tekli (σ-bağları) içerir ve çoklu bağ içermez;

Doymamış- en az bir çift (π-bağ) ve/veya üçlü bağ içerir;

Açık zincir(alisiklik);

Kapalı devre(döngüsel) - bir döngü içerir

Bunlar arasında alkanlar, alkenler, alkinler, dienler, sikloalkanlar, arenler bulunur.

Fonksiyonel gruplarda heteroatomlu bileşikler- R karbon radikalinin bir fonksiyonel gruba bağlandığı bileşikler. Bu tür bileşikler fonksiyonel grubun doğasına göre sınıflandırılır:

Alkol, fenoller(hidroksil grubu OH içerir)

Eterler(R-O-R veya R-O-R gruplandırmasını içerir

Karbonil bileşikleri(RR"C=O grubunu içerir), bunlar aldehitleri, ketonları, kinonları içerir.

Karboksil grubu içeren bileşikler(COOH veya COOR), bunlar karboksilik asitleri, esterleri içerir

Element ve organometalik bileşikler

Heterosiklik bileşikler - halkanın bir parçası olarak heteroatomlar içerir. Döngünün doğasında (doymuş, aromatik), döngüdeki atom sayısında (üç, dört, beş, altı üyeli döngüler vb.), heteroatomun doğasında, Döngüdeki heteroatom sayısı. Bu, bu sınıfın bilinen ve yıllık olarak sentezlenen bileşiklerinin çok çeşitliliğini belirler. Heterosikl kimyası, organik kimyanın en büyüleyici ve önemli alanlarından birini temsil eder. Sentetik ve doğal kökenli ilaçların %60'ından fazlasının çeşitli heterosiklik bileşik sınıflarına ait olduğunu söylemek yeterlidir.

Doğal bileşikler - bileşikler, kural olarak, genellikle birkaç organik bileşik sınıfına ait olan oldukça karmaşık bir yapıya sahiptir. Bunlar arasında: amino asitler, proteinler, karbonhidratlar, alkaloitler, terpenler vb.

Polimerler- periyodik olarak tekrarlanan parçalardan - monomerlerden oluşan, çok yüksek moleküler ağırlığa sahip maddeler.

Organik bileşiklerin yapısı

Organik moleküller esas olarak kovalent polar olmayan C-C bağlarından veya C-O, C-N, C-Hal gibi kovalent polar bağlardan oluşur. Polarite, elektron yoğunluğunun daha elektronegatif olan atoma doğru kaymasıyla açıklanır. Organik bileşiklerin yapısını tanımlamak için kimyagerler, moleküllerin yapısal formüllerinin dilini kullanırlar; burada tek tek atomlar arasındaki bağlar, bir (basit veya tek bağ), iki (çift) veya üç (üçlü) değerlik asalları kullanılarak belirlenir. Günümüze kadar anlamını kaybetmeyen değerlik asal kavramı organik kimyaya kazandırılmıştır. A. Cooper 1858'de

Karbon atomlarının hibridizasyonu kavramı, organik bileşiklerin yapısını anlamak için çok önemlidir. Temel durumdaki karbon atomu, 1s 2 2s 2 2p 2'lik bir elektronik konfigürasyona sahiptir; buna dayanarak, bileşiklerindeki karbon için 4'ün doğal değerini ve alkanlarda yönlendirilmiş 4 özdeş bağın varlığını açıklamak imkansızdır. tetrahedronun köşeleri. Değerlik bağı yöntemi çerçevesinde melezleşme kavramı getirilerek bu çelişki giderilmektedir. Heyecanlandığında gerçekleştirilir S→P elektron geçişi ve ardından gelen sözde sp- melezleşme ve melezleşmiş yörüngelerin enerjisi, enerjiler arasında orta düzeydedir. S- Ve P-orbitaller. Alkanlarda bağ oluştuğunda üç R-elektronlar bir tanesiyle etkileşime girer S-elektron ( sp 3-hibridizasyon) ve birbirine tetrahedral açılarda (109 yaklaşık 28") konumlanmış 4 özdeş yörünge ortaya çıkar. Alkenlerdeki karbon atomları sp 2-melez durum: her karbon atomunun aynı düzlemde birbirine 120° açıyla uzanan üç özdeş yörüngesi vardır ( sp 2 yörünge) ve dördüncü ( R-orbital) bu düzleme diktir. Örtüşen Rİki karbon atomunun -orbitalleri çift (π) bağ oluşturur. Üçlü bağ taşıyan karbon atomları sp- hibrit durum.

Organik reaksiyonların özellikleri

İnorganik reaksiyonlar genellikle iyonları içerir, bu tür reaksiyonlar oda sıcaklığında hızlı ve tamamen gerçekleşir. Organik reaksiyonlarda kovalent bağlar sıklıkla kırılır ve yenileri oluşur. Tipik olarak bu işlemler özel koşullar gerektirir: belirli sıcaklıklar, reaksiyon süreleri, belirli çözücüler ve sıklıkla bir katalizörün varlığı. Genellikle bir değil, birkaç reaksiyon aynı anda meydana gelir. Bu nedenle, organik reaksiyonları tasvir ederken denklemler değil, stokiyometriyi hesaplamadan diyagramlar kullanılır. Organik reaksiyonlarda hedef maddelerin verimi genellikle %50'yi geçmez ve bunların reaksiyon karışımından izolasyonu ve saflaştırılması, özel yöntem ve teknikler gerektirir. Katıları saflaştırmak için genellikle özel olarak seçilmiş çözücülerden yeniden kristalleştirme kullanılır. Sıvı maddeler atmosferik basınçta veya vakumda (kaynama noktasına bağlı olarak) damıtma yoluyla saflaştırılır. Reaksiyonların ilerlemesini izlemek ve karmaşık reaksiyon karışımlarını ayırmak için çeşitli kromatografi türleri kullanılır [ince tabaka kromatografisi (TLC), preparatif yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC), vb.].

Reaksiyonlar çok karmaşık ve birkaç aşamada gerçekleşebilir. Radikaller R·, karbokatyonlar R+, karbanyonlar R-, karbenler:СХ2, radikal katyonlar, radikal anyonlar ve genellikle saniyenin çok küçük bir bölümünde yaşayan diğer aktif ve kararsız parçacıklar, ara bileşikler olarak görünebilir. Bir reaksiyon sırasında moleküler düzeyde meydana gelen tüm dönüşümlerin ayrıntılı bir açıklamasına denir. reaksiyon mekanizması. Bölünmenin doğasına ve bağ oluşumuna bağlı olarak radikal (homolitik) ve iyonik (heterolitik) süreçler ayırt edilir. Dönüşüm türlerine göre radikal zincir reaksiyonları, nükleofilik (alifatik ve aromatik) ikame reaksiyonları, eliminasyon reaksiyonları, elektrofilik ekleme, elektrofilik ikame, yoğunlaşma, siklizasyon, yeniden düzenleme işlemleri vb. Reaksiyonlar ayrıca yöntemlerine göre de sınıflandırılır. başlama (uyarılma), kinetik düzenleri (monomoleküler, bimoleküler, vb.).

Organik bileşiklerin yapısının belirlenmesi

Organik kimyanın bir bilim olarak varlığı boyunca en önemli görevi organik bileşiklerin yapısını belirlemek olmuştur. Bu, hangi atomların yapının bir parçası olduğunu, bu atomların birbirlerine hangi sırayla ve nasıl bağlandıklarını, uzayda nasıl konumlandıklarını bulmak anlamına gelir.

Bu sorunları çözmek için çeşitli yöntemler vardır.

• Element analizi bir maddenin daha basit moleküllere ayrışması ve bu moleküllerin sayısına göre bileşiği oluşturan atomların sayısının belirlenebilmesi gerçeğinden oluşur. Bu yöntem atomlar arasındaki bağların sırasını belirlemeyi mümkün kılmaz. Genellikle yalnızca önerilen yapıyı doğrulamak için kullanılır.
• Kızılötesi spektroskopisi (IR spektroskopisi) ve Raman spektroskopisi (Raman spektroskopisi). Yöntem, maddenin kızılötesi aralıkta elektromanyetik radyasyonla (ışık) etkileşime girmesine dayanmaktadır (IR spektroskopisinde soğurma gözlemlenir ve Raman spektroskopisinde radyasyonun saçılması gözlemlenir). Bu ışık emildiğinde moleküllerin titreşim ve dönme seviyelerini harekete geçirir. Referans verileri, dipol momentindeki (IR) veya polarizasyon kabiliyetindeki (PC) bir değişiklikle ilişkili molekülün titreşimlerinin sayısı, frekansı ve yoğunluğudur. Yöntem, fonksiyonel grupların varlığının belirlenmesine olanak tanır ve ayrıca sıklıkla, spektrumlarını karşılaştırarak bir maddenin kimliğini önceden bilinen bazı maddelerle doğrulamak için kullanılır.
• Kütle spektrometrisi. Bir madde belirli koşullar altında (elektron etkisi, kimyasal iyonizasyon vb.) atom kaybı olmadan (moleküler iyonlar) ve kayıpla (parçalanma, parçalanma iyonları) iyonlara dönüşür. Yöntem, bir maddenin moleküler kütlesini, izotopik bileşimini ve bazen de fonksiyonel grupların varlığını belirlemeyi mümkün kılar. Parçalanmanın doğası, yapısal özellikler hakkında bazı sonuçlar çıkarmamıza ve incelenen bileşiğin yapısını yeniden yapılandırmamıza olanak tanır.
• Nükleer manyetik rezonans (NMR) yöntemi kendi manyetik momentlerine (spin) sahip olan ve radyo frekansı aralığında alternatif elektromanyetik radyasyonla harici bir sabit manyetik alana (spin yeniden yönlendirme) yerleştirilen çekirdeklerin etkileşimine dayanır. NMR, kimyasal yapının belirlenmesinde en önemli ve bilgilendirici yöntemlerden biridir. Yöntem aynı zamanda moleküllerin uzaysal yapısını ve dinamiklerini incelemek için de kullanılır. Radyasyonla etkileşime giren çekirdeklere bağlı olarak, örneğin molekül içindeki hidrojen atomlarının konumunu belirlemeye olanak tanıyan proton rezonans yöntemini (PMR, 1H NMR) ayırt ederler. 19F NMR yöntemi, flor atomlarının varlığının ve konumunun belirlenmesine olanak tanır. 31P NMR yöntemi, moleküldeki fosfor atomlarının varlığı, değerlik durumu ve konumu hakkında bilgi sağlar. 13C NMR yöntemi, karbon atomlarının sayısını ve türlerini belirlemenizi sağlar; bir molekülün karbon iskeletini incelemek için kullanılır. İlk üçünün aksine, son yöntem, elementin küçük bir izotopunu kullanır, çünkü ana izotop 12C'nin çekirdeği sıfır dönüşe sahiptir ve NMR tarafından gözlemlenemez.
• Ultraviyole spektroskopi yöntemi (UV spektroskopisi) veya elektronik geçişlerin spektroskopisi. Yöntem, bir moleküldeki elektronların üst dolu enerji seviyelerinden boş olanlara geçişi (molekülün uyarılması) sırasında spektrumun ultraviyole ve görünür bölgelerindeki elektromanyetik radyasyonun emilmesine dayanmaktadır. En sık konjuge π sistemlerinin varlığını ve karakterizasyonunu belirlemek için kullanılır.
• Analitik kimya yöntemleri Oluşumu görsel olarak kaydedilebilen (örneğin, rengin görünümü veya değişimi) veya başka yöntemler kullanılarak belirli kimyasal (niteliksel) reaksiyonlarla belirli fonksiyonel grupların varlığının belirlenmesini mümkün kılmak. Organik kimyada kimyasal analiz yöntemlerinin yanı sıra kromatografi (ince tabaka, gaz, sıvı) gibi enstrümantal analitik yöntemler de giderek daha fazla kullanılmaktadır. Kromatografi-kütle spektrometrisi, yalnızca elde edilen bileşiklerin saflık derecesinin değerlendirilmesine değil, aynı zamanda karmaşık karışımların bileşenleri hakkında kütle spektral bilgilerinin elde edilmesine de olanak tanıyan, aralarında onurlu bir yere sahiptir.
• Organik bileşiklerin stereokimyasını inceleme yöntemleri. 80'lerin başından beri. Farmakoloji ve eczacılıkta, terapötik etkinlik ve güvenlik arasında optimal bir denge ile enantiyomerik olarak saf ilaçların yaratılmasıyla ilgili yeni bir yön geliştirmenin fizibilitesi açık hale geldi. Şu anda sentezlenen tüm farmasötiklerin yaklaşık %15'i saf enantiyomerler tarafından temsil edilmektedir. Bu eğilim, terimin son yıllarındaki bilimsel literatürdeki görünümde de yansımaktadır. kiral anahtar Rusça çevirisinde "kiral moleküllere geçiş" anlamına gelir. Bu bağlamda, kiral organik moleküllerin mutlak konfigürasyonunu belirleme ve optik saflıklarını belirleme yöntemleri organik kimyada özellikle önemlidir. Mutlak konfigürasyonu belirlemenin ana yöntemi, X-ışını kırınım analizi (XRD) olmalı ve optik saflık, kiral sabit fazlı kolonlar üzerinde kromatografi ve özel ek kiral reaktifler kullanan NMR yöntemi olmalıdır.

Organik kimya ve kimya endüstrisi arasındaki ilişki

Organik kimyanın ana yöntemi - sentez - organik kimyayı kimya endüstrisiyle yakından ilişkilendirir. Sentetik organik kimyanın yöntemlerine ve gelişmelerine dayanarak, ilaçların, vitaminlerin, enzimlerin, feromonların, sıvı kristallerin, organik yarı iletkenlerin, güneş pillerinin vb. üretimini içeren küçük ölçekli (ince) organik sentez ortaya çıktı. (temel) organik sentez aynı zamanda organik kimyanın kazanımlarına da dayanmaktadır. Ana organik sentez, yapay elyafların, plastiklerin üretimini, petrol, gaz ve kömür hammaddelerinin işlenmesini içerir.

Önerilen okuma

• G.V. Bykov, Organik kimyanın tarihi, M.: Mir, 1976 (http://gen.lib/rus.ec/get?md5=29a9a3f2bdc78b44ad0bad2d9ab87b87)
• J.Mart, Organik kimya: reaksiyonlar, mekanizmalar ve yapı, 4 cilt halinde, M.: Mir, 1987
• F.Carey, R.Sandberg, Organik kimyada ileri düzey kurs, 2 cilt halinde, M.: Kimya, 1981
• O.A. Reutov, A.L. Kurtz, K.P. Butin, Organik kimya, 4 bölüm halinde, M.: “Binom, Bilgi Laboratuvarı”, 1999-2004. (http://edu.prometey.org./library/autor/7883.html)
• Kimyasal ansiklopedi, ed. Knunyantsa, M .: “Büyük Rus Ansiklopedisi”, 1992.

Organik kimya - karbon içeren bileşiklerin ve bunların sentezlenme yollarının bilimidir. Organik maddelerin çeşitliliği ve dönüşümleri alışılmadık derecede büyük olduğundan, bu büyük bilim dalının incelenmesi özel bir yaklaşım gerektirir.

Bir konuda başarılı bir şekilde ustalaşma yeteneğinizden emin değilseniz endişelenmeyin! 🙂 Aşağıda bu korkuları ortadan kaldırmanıza ve başarıya ulaşmanıza yardımcı olacak bazı ipuçları var!

• Şemaları genelleştirme

Belirli bir organik bileşik sınıfını incelerken karşılaştığınız tüm kimyasal dönüşümleri özet diyagramlarda yazın. Onları beğeninize göre çizebilirsiniz. Temel reaksiyonları içeren bu diyagramlar, bir maddeyi diğerine dönüştürmenin yollarını kolayca bulmanıza yardımcı olacak kılavuz görevi görecektir. Diyagramları iş yerinizin yakınına asabilirsiniz, böylece daha sık gözünüze çarpar ve hatırlamanız daha kolay olur. Tüm organik bileşik sınıflarını içeren büyük bir diyagram oluşturmak mümkündür. Örneğin, bunun gibi: veya bu diyagram:

Oklar numaralandırılmalı ve reaksiyon ve durum örnekleri aşağıda (şemanın altında) verilmelidir. Birkaç reaksiyona sahip olabilirsiniz, önceden bolca yer bırakın. Hacim büyük olacak, ancak kimyadaki USE 32 görevlerini çözmede size çok yardımcı olacak “Organik bileşiklerin ilişkisini doğrulayan reaksiyonlar” (eski adıyla C3).

• Kartları inceleyin

Organik kimyayı incelerken çok sayıda kimyasal reaksiyonu öğrenmeniz gerekir, kaç dönüşümün meydana geldiğini hatırlamanız ve anlamanız gerekir. Özel kartlar bu konuda size yardımcı olabilir.

Yaklaşık 8 X 12 cm boyutlarında bir kart destesi alın. Kartın bir tarafına reaktifleri, diğer tarafına reaksiyon ürünlerini yazın:

Bu kartları yanınızda taşıyabilir ve günde birkaç kez gözden geçirebilirsiniz. Kartlara bir kez değil, 5-10 dakika boyunca birkaç kez, ancak uzun bir süre boyunca başvurmak daha faydalıdır.

Bu tür çok sayıda kartınız olduğunda, bunları iki gruba ayırmalısınız:

1 numaralı grup - iyi tanıdıklarınız, onlara 1-2 haftada bir bakarsınız ve

2 numaralı grup - zorluklara neden olanlara, 1 numaralı gruba "pompalanana" kadar her gün onlara bakarsınız.

Bu yöntem yabancı dil öğrenmek için de kullanılabilir: Kartın bir tarafına bir kelime yazarsınız, arkasına ise çevirisini yazarsınız, bu şekilde kelime dağarcığınızı hızla genişletebilirsiniz. Bazı dil kurslarında bu tür kartlar hazır olarak verilmektedir. Yani bu kanıtlanmış bir yöntemdir!

• Pivot tablo

Bu tablonun yeniden yazılması veya yazdırılması gerekir (sitede izin alındıktan sonra kopyalanabilir), eğer reaksiyon bu bileşik sınıfı için tipik değilse, bir eksi işareti koyun ve eğer tipikse, bir artı işareti ve bir sayı koyun. sırayla ve tablonun altına numaralandırmaya karşılık gelen örnekleri yazın. Bu aynı zamanda organik bilgiyi sistematize etmenin çok iyi bir yoludur!

• Sürekli tekrar

Organik kimya, yabancı dil gibi birikimli bir disiplindir. Sonraki materyal daha önce kapsanan konulara ilişkin bilgilere dayanmaktadır. Bu nedenle, ele alınan konulara periyodik olarak geri dönün.

• Moleküler modeller

Organik kimyada moleküllerin şekli ve geometrisi önemli olduğundan öğrencinin bir dizi moleküler modele sahip olması iyi bir fikirdir. Elinizde tutulabilecek bu tür modeller, moleküllerin stereokimyasal özelliklerinin incelenmesine yardımcı olacaktır.

Yeni kelime ve terimlere dikkat etmenin diğer disiplinlerde olduğu gibi organik kimyada da önemli olduğunu unutmayın. Kurgusal olmayan kitapları okumanın her zaman kurgu okumaktan daha yavaş olduğunu unutmayın. Her şeyi hızlı bir şekilde kapsamaya çalışmayın. Sunulan materyali iyice anlamak için yavaş ve dikkatli bir okuma gereklidir. İki kez okuyabilirsiniz: İlkinde hızlı bir tanışma için, ikincisinde daha dikkatli bir çalışma için.

İyi şanlar! Başarılı olacaksın!

Üniversiteye girdiyseniz ancak bu zor bilimi henüz anlamadıysanız, size birkaç sırrı açıklamaya ve organik kimyayı sıfırdan (aptallar için) incelemenize yardımcı olmaya hazırız. Tek yapmanız gereken okuyup dinlemek.

Organik kimyanın temelleri

Organik kimya, çalışmasının amacının karbon içeren her şey olması nedeniyle ayrı bir alt tür olarak öne çıkıyor.

Organik kimya, karbon bileşiklerinin incelenmesi, bu tür bileşiklerin yapısı, özellikleri ve birleştirme yöntemleriyle ilgilenen bir kimya dalıdır.

Anlaşıldığı üzere, karbon çoğunlukla aşağıdaki elementlerle bileşikler oluşturur - H, N, O, S, P. Bu arada, bu elementlere denir organojenler.

Bugün sayıları 20 milyona ulaşan organik bileşikler, tüm canlı organizmaların tam varlığı için çok önemlidir. Bununla birlikte, hiç kimse bundan şüphe duymuyordu, aksi takdirde kişi bu bilinmeyenin çalışmasını arka plana atardı.

Organik kimyanın amaçları, yöntemleri ve teorik kavramları şu şekilde sunulmaktadır:

• Fosil, hayvan veya bitki materyallerinin ayrı ayrı maddelere ayrılması;
• Çeşitli bileşiklerin saflaştırılması ve sentezi;
• Maddelerin yapısının tanımlanması;
• Kimyasal reaksiyonların mekaniğinin belirlenmesi;
• Organik maddelerin yapısı ve özellikleri arasındaki ilişkinin bulunması.

Organik kimyanın küçük bir tarihi

Buna inanmayabilirsiniz ama eski zamanlarda Roma ve Mısır sakinleri kimya hakkında bir şeyler anlıyorlardı.

Bildiğimiz gibi doğal boyalar kullanıyorlardı. Ve çoğu zaman hazır doğal bir boya kullanmak yerine onu bütün bir bitkiden (örneğin bitkilerde bulunan alizarin ve indigo) izole ederek çıkarmak zorunda kaldılar.

Alkol içme kültürünü de hatırlayabiliriz. Alkollü içecek üretmenin sırları her millette bilinmektedir. Üstelik birçok eski halk, nişasta ve şeker içeren ürünlerden "sıcak su" hazırlamak için tarifler biliyordu.

Bu uzun yıllar boyunca devam etti ve ancak 16. ve 17. yüzyıllarda bazı değişiklikler ve küçük keşifler başladı.

18. yüzyılda belirli bir Scheele malik, tartarik, oksalik, laktik, gallik ve sitrik asitleri izole etmeyi öğrendi.

Daha sonra bitkisel veya hayvansal hammaddelerden izole edilen ürünlerin birçok ortak özelliğe sahip olduğu herkes tarafından anlaşıldı. Aynı zamanda inorganik bileşiklerden de çok farklıydılar. Bu nedenle bilimin hizmetkarlarının acilen bunları ayrı bir sınıfa ayırması gerekiyordu ve “organik kimya” terimi böyle ortaya çıktı.

Organik kimyanın kendisinin bir bilim olarak yalnızca 1828'de ortaya çıkmasına rağmen (o zaman Bay Wöhler, amonyum siyanatı buharlaştırarak üreyi izole etmeyi başardı), 1807'de Berzelius, organik kimyadaki kuklalar için terminolojiye ilk terimi dahil etti:

Organizmalardan elde edilen maddeleri inceleyen kimya dalı.

Organik kimyanın gelişimindeki bir sonraki önemli adım, 1857'de Kekule ve Cooper tarafından önerilen değerlik teorisi ve 1861'den Bay Butlerov'un kimyasal yapı teorisidir. O zaman bile bilim insanları karbonun dört değerlikli olduğunu ve zincir oluşturabildiğini keşfetmeye başladılar.

Genel olarak, o zamandan beri bilim, organik kimyanın aktif gelişimine izin veren yeni teoriler, zincirlerin ve bileşiklerin keşifleri sayesinde düzenli olarak şoklar ve heyecanlar yaşadı.

Bilim, bilimsel ve teknolojik ilerlemenin yerinde duramaması sonucu ortaya çıkmıştır. Yeni çözümler talep ederek devam etti. Ve endüstride artık yeterli kömür katranı kalmadığında, insanlar yeni bir organik sentez oluşturmak zorunda kaldılar; bu, zamanla inanılmaz derecede önemli bir maddenin keşfine dönüştü ve bu güne kadar altından - petrolden daha pahalı. Bu arada, organik kimya sayesinde "kızı" doğdu - "petrokimya" adı verilen bir alt bilim.

Ancak bu, kendi başınıza çalışabileceğiniz tamamen farklı bir hikaye. Daha sonra sizi aptallar için organik kimya hakkında popüler bir bilim videosunu izlemeye davet ediyoruz:

Peki, vaktiniz yoksa ve acilen yardıma ihtiyacınız varsa profesyoneller, onları nerede bulacağınızı her zaman bilirsiniz.