Compuși organici și anorganici.
Compuși organici, materii organice - clasa de compuși chimici a căror compoziție conține carbon.
Excepțiile sunt unele dintre compușii de carbon mai simple (de exemplu, carburi, carbonați, oxizi de carbon, acid carbonic, cianide). Acești compuși sunt considerați anorganici.
Compușii organici au primit numele de la faptul că, în sălbăticie acestea se găsesc aproape exclusiv la animale și plante, sunt implicate în procese vitale sau sunt produse reziduale, sau prăbușirea organismelor.
Spre deosebire de compușii organici, substanțe cum ar fi argila, nisipul, diverse minerale, apă, oxizi de carbon, acid carbonic și sărurile acestuia și alte substanțe care aparțin „natura anorganică“, sunt numite substanțe anorganice sau minerale.
Ca si carbon, fiind o parte a substanțelor organice este un element esențial al regatelor animale și vegetale, deoarece siliciu - elementul principal al regatului de minerale și roci.
Istoria descoperirii compușilor organici.
Multă vreme sa crezut că substanțele cu conținut de carbon produse în organisme, în principiu, imposibil de obținut prin sinteza de compuși anorganici.
substanțe organice atribuite influenței educației speciale, indisponibile cunoaștere „forță de viață“, care operează numai în organismele vii, și determinarea specificității substanțelor organice.
Această doctrină a devenit cunoscută sub numele de vitalism (din latină în raport Vitalis - forța de viață).
In 1824, fizicianul german Wöhler, elev Berzelius, a primit mai întâi din materialul anorganic de cianogen (CN) 2 prin încălzire cu apă, acid oxalic (COOH) 2 - compus organic care până numai extrase din plante.
G. Wohler in 1828 a realizat prima sinteză a substanțelor de origine animală: încălzirea cianatul anorganic compus Amon NH4CNO primit uree (carbamidă) (NH2) 2CO. Până la acest punct numai de uree au fost izolate din urină.
Curând au fost efectuate în sinteze de laborator și alte substanțe organice:
· În 1845, în Germania Kolbe sintetizat acid acetic,
· În 1854, în Franța, M. Berthelot sintetic primit de grăsime,
· În 1861, în România AM Butlerof efectuat sinteza îndulcitor.
In momentul de fata obținut prin sintetizarea unei multitudini de compuși organici. Mai mult decât atât - sa dovedit că multe din materia organică este mult mai ușor și mai ieftin pentru a obține sintetic decât izolate din produse naturale.
Cel mai mare succes chimie 50-60s secolului XX a fost prima sinteza simpla proteine - hormonul insulina si enzima ribonuclează.
Astfel, sa dovedit a fi posibilitatea de a obține proteine sintetice - chiar cele mai complexe substanțe organice, care sunt participanți indispensabile în procesele de viață.
Structura caracteristică a compușilor organici.
Compușii organici sunt o caracteristică importantă. Acesta constă în faptul că atomii de carbon au capacitatea unică de a forma lanțuri lungi și se atașa de mulți alți atomi, de exemplu, atomii de hidrogen, oxigen, azot, sulf, fosfor.
Mai mult, moleculele formate în acest fel sunt destul de stabile în timp ce moleculele cu o acumulare similară cu lanț asemănător atomilor altor elemente, în cele mai multe cazuri foarte fragile.
De exemplu, cea mai cunoscută lungimea lanțului de oxigen egal cu doi atomi, și conținând compușii săi (peroxid de hidrogen și derivații săi) sunt instabile.
lanț lung de atomi de carbon - cauza varietate mare de compuși organici. Din acest motiv, există nenumărate combinații de combinații de atomi care formează molecula de astfel de compuși.
Deci, numărul total de compuși anorganici cunoscuți până în prezent este de câteva zeci de mii, iar numărul de compuși organici a depășit deja două milioane de euro.
Această situație face ca evidențiați un studiu detaliat al chimiei carbonului într-o zonă separată numită chimia organică.
izomerii structurali și formula structurală
Printre compușii organici pe scara larga izomeria fenomen. Există mai mulți compuși de carbon având aceeași compoziție calitativă și cantitativă și aceeași greutate moleculară, dar o complet diferite proprietăți fizice și chimice, și în mod frecvent.
De exemplu, compoziția C2 H6 O, și o greutate moleculară de 46,07, respectiv două substanțe organice izomere diferite:
1. Alcool etilic - fierbere lichid la 78,4 C, miscibil cu apa în orice raport și
2. Dimetil eter - gaz greu solubil în apă și substanțial diferă de proprietățile chimice etanol.
Formula C2 H4 O2 poate corespunde ca acid acetic, și glycolaldehyde.
Pentru a evita confuzia, notația pentru aceste substanțe sunt utilizate, formulele structurale.
Formula structurală - un fel de formulă chimică care descrie grafic locația și ordinea atomilor din compusul exprimat prin planul. Comunicarea în formulele structurale reprezintă valență punctată.
Astfel, formulele structurale ale compușilor, așa cum figurează în exemplele de mai sus ar fi după cum urmează:
O astfel de reprezentare grafică a formula structurală este destul de complicată și necesită timp. Adesea, compușii organici cu formula de scriere, astfel încât acestea dau o idee a lungimii lanțului hidrocarbonat și grupările funcționale prezente în moleculă.
Izolarea funutsionalnaya grupuri este important, deoarece ele determină în mare măsură proprietățile chimice ale compusului Astfel, substanțele indicate formula de mai sus poate fi scrisă astfel:
3. CH3 - COOH - acid acetic (COOH - grupare carboxil),
4. CH2OH - CHO - glycolaldehyde (CHO - grupare aldehidă).
Exterior atomul de carbon coajă de electroni este format din patru electroni, cu care formează patru legături covalente cu alți atomi. Prin intermediul unor legături simple (simple) atom de carbon covalente se poate atașa la alte patru atomi.
Dar atomii pot lega nu numai singur, ci o svyazyusvyazyu dublă sau triplă covalentă.
Formulele structurale ale acestor conexiuni sunt indicate prin linii duble sau triple. Exemple de compuși cu legături duble și triple sunt acetilena etilenS2 H4 și C2 H2:
Carbon. Caracteristici ale structurii. Proprietăți.
Carbonul este al șaselea element al tabelului periodic. Greutatea atomica este egal cu 12.
Carbonul este în a doua perioadă a sistemului periodic, iar în al patrulea grup de sistem.
Perioada Numărul ne spune că șase electroni de carbon sunt situate la două niveluri de energie.
Un al patrulea număr de grup spune că, la nivelul de energie exterior, de carbon este de patru electroni. Două dintre ele sunt cuplate s electroni, iar celelalte două - nepereche p-electroni.
Structura stratului atom de carbon electronic extern poate fi exprimată prin următoarele scheme:
Fiecare celulă înseamnă scheme vetih orbitali individuale de electroni, săgeata - e-mail aflată pe orbitale. Cele două săgeți într-o singură celulă - un doi electroni sunt în același orbital, dar cu spini opuse.
La excitarea unui atom (când mesajul a energiei), unul dintre electronii pereche ia S p orbital.
atom de carbon excitată poate participa la formarea a patru legături covalente. Prin urmare, în marea majoritate a compușilor săi de carbon prezintă o valență de patru.
Astfel, cel mai simplu compus organic este o hidrocarbură având o compoziție de CH4 metan. Structura poate fi exprimată prin formulele structurale sau e-mail:
Formula Electronic arată că atomul de carbon din molecula are un metan stabil vosmielektronnuyu înveliș exterior, și atomii de hidrogen - un înveliș stabil doi electroni.
Toate legăturile covalente cu patru atomi de carbon în metan (și alți compuși similari) sunt egale și simetric îndreptate în spațiu. atom de carbon este ca și în centrul unui tetraedru (piramidă dreapta pătrat), și conectat cu acesta patru atom (în cazul metan - patru atomi de hidrogen) la nodurile tetraedru.
Unghiurile între direcțiile de orice pereche de legături identice și cuprinde 109 de grade 28 de minute.
Acest lucru se datorează faptului că atomul de carbon atunci când formează legături covalente cu alte patru atomi, unul dintre s - și trei orbitali p rezultate sp 3 -hybridization chtyre formate dispuse simetric în spațiu sp 3 hibrid orbitală, alungit în direcția vârfuri tetraedru.