Арганічнае або мінеральны злучэнне. Класіфікацыя арганічных злучэнняў

Рэчыва, якое складаецца з двух або больш кампанентаў, гэты складаны арганічнае або мінеральны злучэнне. У залежнасці ад прыналежнасці вызначаюцца яго характарыстыкі, склад і іншыя паказчыкі. Хімічныя злучэнні прысутнічаюць ў навакольным асяроддзі ў вялікай колькасці. Некаторыя з іх аказваюць дабратворны ўплыў, а некаторыя - пагібельнае ўздзеянне на жывыя арганізмы. Мінеральныя злучэнні прысутнічаюць у нежывой прыродзе. Да іх, у прыватнасці, адносяць серу, графіт, пясок і іншыя. Існуе некалькі прыкмет, па якіх вызначаецца арганічнае або мінеральны злучэнне.

Гістарычная даведка

Паняцце "арганічнае злучэнне" з'явілася на ранніх этапах развіцця хімічнай навукі. Гэты клас ўключае ў сябе рэчывы, у складзе якіх прысутнічае вуглярод (акрамя вугальнай кіслаты, цыянід, карбідам, карбанатаў, аксіду вугляроду). У часы, калі панавалі віталістычна гледжанні, якія працягвалі традыцыі Плінія Старэйшага і Арыстоцеля аб падзеле ўсяго свету на нежывое і жывое, рэчывы падзялялі ў залежнасці ад таго, да якога царстве яны ставіліся: жывёльнаму і расліннаму альбо мінеральнаму. Акрамя таго, лічылася, што для сінтэзу першых неабходная асаблівая "жыццёвая сіла". У сувязі з гэтым атрымаць з неарганічнага рэчыва арганічнае было немагчыма. Аднак гэта здагадка абверг ў 1828-м годзе Велер. Ён сінтэзаваў з неарганічнага цианата амонія арганічную мачавіну. Азначанае падзел, тым не менш, захавалася ў тэрміналогіі і па цяперашні час. Па якіх крытэрах вызначаецца арганічнае або мінеральны злучэнне? Пра гэта далей у артыкуле.

Агульныя звесткі

Самым шырокім класам сёння лічацца арганічныя злучэнні. Іх налічваецца ў сапраўдны момант больш за дзесяць мільёнаў. Такое разнастайнасць абумоўлена асаблівым уласцівасцю вугляроду фармаваць атамныя ланцужкі. Гэта, у сваю чаргу, тлумачыцца стабільнасцю сувязі. Вуглярод-вугляродная ланцуг можа быць адзінарнай або кратнай - трайны, двайны. Пры павышэнні кратнасці павялічваецца і энергія (стабільнасць) сувязі, а даўжыня, наадварот, памяншаецца. Дзякуючы высокай валентнасці вугляроду і магчымасці фармаваць такія ланцужкі утвараюцца структуры рознай памернасці (аб'ёмныя, плоскія, лінейныя). Мінеральным выглядам называюць злучэння, якія сустракаюцца ў прыродзе. Гэтыя рэчывы валодаюць асаблівым складам і структурай, фізічнымі характарыстыкамі. У цэлым структура неарганічных рэчываў аднатыпна. Склад можа мяняцца ў пэўных межах. Асаблівасцю мінеральных злучэнняў з'яўляецца заканамернае і правільнае размяшчэнне атамаў. Асновы сістэматыкі гэтых рэчываў былі закладзеныя ў 1814 годзе Берцелиусом.

Склад як адзін з асноўных адметных прыкмет рэчываў

Прыналежнасць да таго ці іншага выгляду вызначаецца кампанентамі складу. Рэчыва - гэта арганічнае або мінеральны злучэнне, якое мае пэўную структуру і склад. Да асноўных групах рэчываў біялагічнага паходжання ставяцца вавёркі, вугляводы, ліпіды. Якія ўваходзяць у гэты клас нуклеінавыя кіслаты акрамя вугляроду ўтрымліваюць пераважна азот, вадарод, фосфар, серу, кісларод. Гэтыя элементы ўваходзяць у склад "класічных" арганічных злучэнняў у якасці асноўных, як правіла. Пры гэтым рэчывы могуць утрымліваць самыя розныя кампаненты. Такім чынам, галоўным прыкметай, у адпаведнасці з якім вызначаецца, якое прадстаўлена рэчыва - арганічнае або мінеральны злучэнне - з'яўляецца прысутнасць у складзе вугляроду і асноўных элементаў, названых вышэй.

Паняцце мінеральнага злучэння можна вывучыць, разгледзеўшы разнавіднасць прыродных рэчываў - гранатаў. Яны маюць розныя фізічныя характарыстыкі. Яны залежаць ад складу, нягледзячы на змены якога, структура застаецца ранейшай. Тут можна толькі сказаць пра адрозненні ў пазіцыі пэўных атамаў і шэрагу межплоскостных адлегласцяў.

Класіфікацыя арганічных злучэнняў

На сённяшні дзень прымяняецца намэнклятура ІЮПАК. Класіфікацыя арганічных злучэнняў па гэтай сістэме выбудаваная на важным прынцыпе. У адпаведнасці з ім характарыстыкі рэчывы пры першым набліжэнні вызначаюцца двума галоўнымі крытэрамі. Першы - гэта вугляродны шкілет (будынак арганічных злучэнняў), а другі - яго функцыянальныя групы. У адпаведнасці з прыродай структуры рэчывы падзяляюць на цыклічныя і ацыклічныя. Другія, у сваю чаргу, ўключаюць у сябе непредельные і гранічныя. У групу цыклічных рэчываў ўваходзяць гетэрацыклічныя і карбоциклические. Некаторыя формулы арганічных злучэнняў:

- CH3CH2CH2COOH - алейная кіслата.

- CH3COCH3 - ацэтон.

- CH3COOC2H5 - этилацетат.

- CH3CH (OH) COOH - малочная кіслата.

структурны аналіз

Сёння арганічныя хімічныя злучэнні характарызуюцца з выкарыстаннем розных метадаў. Найбольш дакладным лічыцца рэнтгенаструктурны аналіз (крышталяграфія). Аднак выкарыстанне гэтага метаду патрабуе высакаякаснага крышталя неабходнага памеру, які дазваляе атрымаць высокі дазвол. У сувязі з гэтым крышталяграфія ўжываецца не так часта. Элементная аналіз ўяўляе сабой дэструктыўны метад, які выкарыстоўваецца пры колькасным вызначэнні зместу кампанентаў у малекуле. Для доказу адсутнасці альбо наяўнасці канкрэтных функцыянальных груп прымяняецца інфрачырвоная спектраскапія. Мас-спектраметрыя ўяўляе сабой вызначэнне малекулярнай масы рэчывы і спосабаў фрагментацыі.

Хімічныя ўласцівасці арганічных злучэнняў. карбонавыя кіслоты

Жыццё чалавека дастаткова цесна звязаная з гэтымі рэчывамі. Шмат каму вядомыя такія назвы, як воцатная, мурашыная, цытрынавая кіслата. Гэтыя злучэнні выкарыстоўваюцца пры вытворчасці медыкаментаў (ацэтыльсаліцылавая кіслата), у харчовай прамысловасці, а таксама для атрымання мыла і сінтэтычных мыйных сродкаў. Некаторыя злучэнні выпрацоўваюцца казуркамі (мурашкамі, напрыклад) і служаць сродкамі абароны. Якія праходзяць на клеткавым узроўні біяхімічныя працэсы звязаныя з пировиноградной кіслатой, а пры акісленні многіх рэчываў, пранікальных у арганізм чалавека, утвараюцца воцатная або малочная кіслата. Пры разглядзе будынка карбаксільныя групы варта адзначыць прысутнасць у ёй двайны З = О сувязі. У сувязі з гэтым варта адносіць яе да ненасычаных функцыянальным групам. Акрамя таго, у структуры рэчываў прысутнічае сувязь О-Н - рухомага вадароднага атама. Агульныя ўласцівасці дадзеных злучэнняў назіраюцца ў стэарынавай, воцатнай, акрылавай кіслаты, а мурашыная кіслата сумяшчае ў сабе не толькі асноўныя характарыстыкі кіслот, але і альдэгідаў. У залежнасці ад таго радыкала, з якім звязваецца карбаксільная група, адрозніваюць араматычныя, непредельные, гранічныя і іншыя рэчывы. У адпаведнасці з колькасцю груп у малекуле вылучаюць двухосновные, одноосновные і іншыя. Пры разглядзе некаторых характарыстык рэчываў можна адзначыць некаторае падабенства неарганічных і арганічных кіслот. Напрыклад, абодва рэчывы здольныя ўзаемадзейнічаць з металамі, падставамі.

араматычныя вуглевадароды

Гэтыя арганічныя злучэнні, у складзе якіх прысутнічае вадарод, вуглярод і бензольныя ядра. Найбольш важнымі і "класічнымі" прадстаўнікамі гэтай групы з'яўляюцца бензол (I) і гамолагі (диметилбензол, метилбензол). Існуе дастаткова шмат араматычных вуглевадародаў з бензольное ядрамі. Да іх, напрыклад, адносяць дифенил C6H5-C6H5, паглядзеўшы на формулу якога, без працы можна зразумець, якое гэта рэчыва - арганічнае або мінеральны злучэнне. У якасці асноўнай крыніцы атрымання араматычных вуглевадародаў выкарыстоўваюцца прадукты каксавання вугалю. Так, з тоны каменнавугальнай смалы атрымліваюць у сярэднім паўтара кілаграма талуолу, 3.5 кг бензолу, два кілаграмы нафталіну.

Асноўныя характарыстыкі араматычных вуглевадародаў

Па сваіх хімічных уласцівасцях араматычныя вугляроды адрозніваюцца ад алициклических ненасычаных складаных рэчываў. У сувязі з гэтым вызначаецца асобная група для іх. Пад уздзеяннем азотнай, сернай кіслот, галагенаў і іншых рэагентаў ў араматычных вуглевадародаў адбываецца замяшчэнне атамаў вадароду. У выніку фармуюцца сульфокислоты, галогенобензолы і іншыя. Усе гэтыя рэчывы з'яўляюцца прамежкавымі прадуктамі, прымяняюцца пры вытворчасці фарбавальнікаў, медыкаментаў.

Алкаеў

Гэтая група складаных рэчываў, у якую ўваходзяць найменш актыўныя злучэнні. Усе прысутныя ў іх сувязі С-Н і З-З з'яўляюцца адзінарнымі. Гэта абумоўлівае няздольнасць алкана ўдзельнічаць у рэакцыях далучэння. Пры хлараванні гэтых складаных рэчываў, пачынаючы з пропана, 1-й атам хлору можа замяшчаць розныя вадародныя атамы. Кірунак гэтага працэсу будзе залежаць ад трываласці З-Н сувязі. Чым слабейшы ланцуг, тым хутчэй адбываецца замяшчэнне канкрэтнага атама. Пры гэтым першасныя сувязі звычайна маюць вялікую трываласць, другасныя стабільней троесных і г.д.

Удзел у рэакцыях

Розная рэакцыйная здольнасць можа прыводзіць да таго, што з верагодна магчымых прадуктаў пераважаць будзе толькі адзін. Пры тэмпературы 25 градусаў хлараванне па другаснай ланцугу адбываецца ў чатыры з паловай разы хутчэй, чым па першаснай. Фтараванне алкана працякае з высокай, часцяком выбухны хуткасцю. Пры гэтым ўтвараюцца разнастайныя полифторпроизводные зыходнага рэчывы. Тая энергія, якая вылучаецца ў працэсе рэакцыі, настолькі вялікай, што правакуе ў шэрагу выпадкаў распад на радыкалы малекул прадуктаў. У выніку хуткасць рэакцыі ўзрастае лавінападобна, што прыводзіць да выбухаў нават пры досыць нізкіх тэмпературах. Асаблівасцю фтараванне алкана з'яўляецца магчымасць разбурэння атамамі фтору вугляроднага шкілета і адукацыі CF4 - канчатковага прадукту.