Які речовини є органічними. Загальні формули органічних сполук основних класів

Найпростіша класифікація полягає в тому. що всі відомі речовини ділять на неорганічні та органічні. До органічних речовин відносять вуглеводніта їх похідні. Всі інші речовини – неорганічні.

Неорганічні речовиниза складом ділять на прості та складні.

Прості речовинискладаються з атомів одного хімічного елемента та поділяються на метали, неметали, благородні гази. Складні речовини складаються з атомів різних елементівхімічно пов'язані один з одним.

Складні неорганічні речовини за складом та властивостями розподіляють за такими найважливішими класами: оксиди, основи, кислоти, амфотерні гідроксиди, солі.

  • Оксиди- це складні речовини, що складаються з двох хімічних елементів, один з яких - кисень зі ступенем окиснення (-2). Загальна формула оксидів: Е m Про n де m - число атомів елемента Е, а n - число атомів кисню. Оксиди, у свою чергу, класифікують на солеутворюючі та несолеутворюючі. Солеутворюючі діляться на основні, амфотерні, кислотні, яким відповідають основи, амфотерні гідроксиди, кислоти відповідно.
  • Основні оксиди- це оксиди металів у ступенях окиснення +1 та +2. До них відносяться:
    • оксиди металів головної підгрупи першої групи ( лужні метали ) Li - Fr
    • оксиди металів головної підгрупи другої групи ( Mg та лужноземельні метали) Mg - Ra
    • оксиди перехідних металів у нижчих ступенях окиснення
  • Кислотні оксиди-утворюють неметали з С.О. більше +2 та метали зі С.О. від +5 до +7 (SO 2 , SeO 2 , Р 2 O 5 , As 2 O 3 , СО 2 , SiO 2 , CrO 3 і Mn 2 O 7). Виняток: у оксидів NO 2 та ClO 2 немає відповідних кислотних гідроксидів, але їх вважають за кислотні.
  • Амфотерні оксиди-утворені амфотерними металами із С.О. +2, +3, +4 (BeO, Cr2O3, ZnO, Al2O3, GeO2, SnO2 і РЬО).
  • Несолетворні оксиди- оксиди неметалів із С.О.+1, +2 (З, NO, N 2 O, SiO).
  • Підстави- це складні речовини, що складаються з атомів металу та однієї або кількох гідроксогруп (-ОН). Загальна формула основ: М(ОН) у, де у - число гідроксогруп, що дорівнює ступеню окислення металу М (як правило, +1 і +2). Підстави поділяються на розчинні (луги) та нерозчинні.
  • Кислоти-(кислотні гідроксиди)- це складні речовини, що складаються з атомів водню, здатних заміщатися на атоми металу, та кислотних залишків. Загальна формула кислот: Н х Ас, де Ас – кислотний залишок (від англійського «acid» – кислота), х – число атомів водню, що дорівнює заряду іона кислотного залишку.
  • Амфотерні гідроксиди- це складні речовини, що виявляють і властивості кислот, і властивості основ. Тому формули амфотерних гідроксидів можна записувати і у формі кислот, і у формі основ.
  • Солі- це складні речовини, що складаються з катіонів металу та аніонів кислотних залишків. Таке визначення відноситься до середніх солей.
  • Середні солі- це продукти повного заміщення атомів водню в молекулі кислоти атомами металу або повного заміщення гідроксогруп у молекулі основи кислотними залишками.
  • Кислі солі- Атоми водню в кислоті заміщені атомами металу частково. Вони виходять при нейтралізації основи надлишком кислоти. Щоб правильно назвати кислу сіль,необхідно до назви нормальної солі додати приставку гідро- або дигідро- в залежності від числа атомів водню, що входять до складу кислої солі. Наприклад, KHCO 3 – гідрокарбонат калію, КH 2 PO 4 – дигідроортофосфат калію. Потрібно пам'ятати, що кислі солі можуть утворювати лише дві і більше основні кислоти.
  • Основні солі- гідроксогрупи основи (OH-) частково заміщені кислотними залишками. Щоб назвати основну сіль,необхідно до назви нормальної солі додати приставку гідроксо- або дигідроксо- в залежності від числа ВІН - груп, що входять до складу солі. Наприклад, (CuOH) 2 CO 3 - гідроксокарбонат міді (II). , Що містять у своєму складі дві і більше гідроксогруп.
  • Подвійні солі- у їх складі присутні два різні катіони, виходять кристалізацією з змішаного розчинусолей із різними катіонами, але однаковими аніонами. Наприклад, KAl(SO 4) 2 , KNaSO 4.
  • Змішані солі- у їх складі присутні два різні аніони. Наприклад, Ca(OCl)Cl.
  • Гідратні солі (кристаллогідрати) - До їх складу входять молекули кристалізаційної води. Приклад: Na 2 SO 4 ·10H 2 O.

Класифікація органічних речовин

З'єднання, що складаються тільки з атомів водню та вуглецю, називають вуглеводнями. Перш ніж розпочати цей розділ, запам'ятай, для спрощення запису, хіміки не розписують у ланцюжках вуглецю та водню, проте не забувай що вуглець утворює чотири зв'язки, і якщо на малюнку вуглець зв'язаний двома зв'язками, то ще двома він пов'язаний з воднями, хоч останнє і не вказано:

Залежно від будови вуглецевого ланцюга органічні сполуки поділяють на з'єднання з відкритим ланцюгом - ациклічні(аліфатичні) та циклічні- із замкнутим ланцюгом атомів.

Циклічніділяться на дві групи: карбоциклічніз'єднання та гетероциклічні.

Карбоциклічні сполуки, у свою чергу, включають два ряди сполук: аліциклічніі ароматичні.

Ароматичні сполукив основі будови молекул мають плоскі вуглецевмісні цикли з особливою замкнутою системоюπ-електронів. утворюють загальну π-систему (єдина π-електронна хмара).

Як ациклічні (аліфатичні), і циклічні вуглеводні можуть містити кратні (подвійні чи потрійні) зв'язку. Такі вуглеводні називають ненасиченими(ненасиченими), на відміну від граничних(насичених), що містять лише одинарні зв'язки.

Пі-зв'язок (π-зв'язок) - ковалентний зв'язок, що утворюється перекриття p-атомних орбіталей. На відміну від сигма-зв'язку, здійснюваної перекриванням s-атомних орбіталей вздовж лінії з'єднання атомів, пі-зв'язки виникають при перекриванні p-атомних орбіталей по обидва боки від лінії з'єднання атомів.

У разі утворення ароматичної системи, наприклад, бензолу C6H6, кожен із шести атомів вуглецю знаходиться в стані sp2 - гібридизації і утворює три сигми-зв'язки з валентними кутами 120°. Четвертий p-електрон кожного атома вуглецю орієнтується перпендикулярно площині бензольного кільця. У цілому нині виникає єдина зв'язок, поширюється попри всі атоми вуглецю бензольного кільця. Утворюються дві області пі-зв'язків великої електронної щільності по обидва боки від площини сигма-зв'язків. При цьому всі атоми вуглецю в молекулі бензолу стають рівноцінними і, отже, подібна система більш стійка, ніж система з трьома локалізованими подвійними зв'язками.

Граничні аліфатичні вуглеводні називають алканами, вони мають загальну формулу З n Н 2n + 2 де n - число атомів вуглецю. Стара їхня назва часто вживається і в даний час - парафіни:

Ненасичені аліфатичні вуглеводні з одним потрійним зв'язком називають алкінами. Їх загальна формула З n Н 2n - 2

Граничні аліциклічні вуглеводні - циклоалкани, їх загальна формула З n Н 2n:

Ми розглянули класифікацію вуглеводнів. Але якщо в цих молекулах один або більше атомів водню замінити на інші атоми або групи атомів (галогени, гідроксильні групи, аміногрупи та ін), утворюються похідні вуглеводнів: галогеновиробні, кисневмісні, азотовмісні та інші органічні сполуки.

Атоми чи групи атомів, які визначають найбільш характерні властивості даного класуречовин, що називаються функціональними групами.

Вуглеводні в їх похідні з тією ж функціональною групою утворюють гомологічні ряди.

Гомологічним рядом називають ряд сполук, що належать до одного класу (гомологів), що відрізняються один від одного за складом на ціле число груп -СН 2 - (гомологічну різницю), що мають подібну будову і, отже, подібні хімічні властивості.

Подібність хімічних властивостейгомологів значно полегшує вивчення органічних сполук.

Заміщені вуглеводні

  • Галогенопохідні вуглеводнівможна розглядати як продукти заміщення у вуглеводнях одного або кількох атомів водню атомами галогенів. Відповідно до цього можуть існувати граничні та ненасичені моно-, чи-, три- (у загальному випадкуполі-) галогенопохідні. Загальна формула галогенопохідних граничних вуглеводнів R-Г. До кисневмісних органічних речовин відносять спирти, феноли, альдегіди, кетони, карбонові кислоти, прості та складні ефіри.
  • Спирти- похідні вуглеводнів, в яких один або кілька атомів водню заміщені на гідроксильні групи. Спирти називають одноатомними, якщо вони мають одну гідроксильну групу, і граничними, якщо вони - похідні алканів.
  • Феноли- похідні ароматичних вуглеводнів (ряду бензолу), в якому один або кілька атомів водню в бензольному кільці заміщені на гідроксильні групи.
  • Альдегіди та кетони- Похідні вуглеводнів, що містять карбонільну групу атомів (карбоніл). У молекулах альдегідів один зв'язок карбонілу йде на з'єднання з атомом водню, інший - з вуглеводневим радикалом.
  • Прості ефіриявляють собою органічні речовини, що містять два вуглеводневі радикали, з'єднані атомом кисню: R=О-R або R-О-R 2 .Радикали можуть бути однаковими або різними. Склад простих ефірів виражається формулою З n Н 2n +2O.
  • Складні ефіри- сполуки, утворені заміщенням атома водню карбоксильної групи у карбонових кислотах на вуглеводневий радикал.
  • Нітросполуки- похідні вуглеводнів, у яких один або кілька атомів водню заміщені на нітрогрупу -NO2.
  • Аміни- З'єднання, які розглядають як похідні аміаку, в якому атоми водню заміщені на вуглеводневі радикали.В залежності від природи радикалу аміни можуть бути аліфатичними. Залежно кількості заміщених на радикали атомів водню розрізняють первинні аміни, вторинні, третинні. В окремому випадку у вторинних, а також третинних амінів радикали можуть бути однаковими. Первинні аміни можна також розглядати як похідні вуглеводнів (алканів), у яких один атом водню заміщений на аміногрупу. Амінокислоти містять дві функціональні групи, з'єднані з вуглеводневим радикалом, - аміногрупу -NH 2 і карбоксил-СOОН.

Відомі й інші важливі органічні сполуки, які мають кілька різних або однакових функціональних груп, довгі лінійні ланцюги, пов'язані з кільцями бензольними. У разі суворе визначення приналежності речовини до якогось певному класу неможливо. Ці сполуки часто виділяють у специфічні групи речовин: вуглеводи, білки, нуклеїнові кислоти, антибіотики, алкалоїди та ін. В даний час відомо також багато сполук, які можна віднести і до органічних, і неорганічних. Їх називають елементоорганічних сполук. Деякі їх можна розглядати як похідні вуглеводнів.

Номенклатура

Для назви органічних сполук використовують 2 номенклатури – раціональну та систематичну (ІЮПАК) та тривіальні назви.


Складання назв за номенклатурою ІЮПАК:

1) Основу назви сполуки становить корінь слова, що позначає граничний вуглеводень з тим самим числом атомів, як і головний ланцюг.

2) До кореня додають суфікс, що характеризує ступінь насиченості:

Ан (граничний, немає кратних зв'язків);

Ен (за наявності подвійного зв'язку);

Ін (за наявності потрійного зв'язку).


Якщо кратних зв'язків кілька, то суфіксі вказується число таких зв'язків (-дієн, -трієн і т.д.), а після суфікса обов'язково вказується цифрами положення кратного зв'язку, наприклад:

СН 3 -СН 2 -СН = СН 2 СН 3 -СН = СН-СН 3

бутен-1 бутен-2

СН 2 = СН-СН = СН 2

Такі групи як нітро-, галогени, вуглеводневі радикали, що не входять до головного ланцюга, виносяться в приставку. При цьому вони перераховуються за абеткою. Положення заступника вказується цифрою перед приставкою.

Порядок складання назви наступний:

1. Знайти саму довгий ланцюгатомів.

2. Послідовно пронумерувати атоми вуглецю головного ланцюга, починаючи з найближчого до розгалуження кінця.

3. Назва алкану складається з назв бічних радикалів, перерахованих в алфавітному порядку із зазначенням положення в головному ланцюгу, та назви головного ланцюга.


Порядок складання назви

Хімічна мова, до складу якої як одна з найбільш специфічних частин входить хімічна символіка (включає і хімічні формули), є важливим активним засобом пізнання хімії і тому вимагає чіткого і усвідомленого застосування.

Хімічні формули- Це умовні зображення складу та будови хімічно індивідуальних речовин за допомогою хімічних символів, індексів та інших знаків. При вивченні складу, хімічної, електронної та просторової будови речовин, їх фізичних та хімічних властивостей, ізомерії та інших явищ застосовують хімічні формули різних видів.

Особливо багато видів формул (найпростіші, молекулярні, структурні, проекційні, конформаційні та ін.) застосовують щодо речовин молекулярної будови- більшості органічних речовин і порівняно невеликої частини неорганічних речовин при звичайних умовах. Значно менше видівформул (найпростіші) застосовують щодо немолекулярних сполук, будова яких наочно відбивають шарострижневі моделі і схеми кристалічних структур чи його елементарних осередків.


Складання повних та коротких структурних формул вуглеводнів

Приклад:

Скласти повну та коротку структурні формули пропану С3Н8.

Рішення:

1. Записати в рядок 3 атоми вуглецю, з'єднати їх зв'язками:

С–С–С

2. Додати рисочки (зв'язку) так, щоб від кожного атома вуглецю відходило 4 зв'язки:

4. Записати коротку структурну формулу:

СН 3 -СН 2 -СН 3

Таблиця розчинності

В історії розвитку органічної хімії виділяють два періоди: емпіричний (з середини XVII до кінця XVIII століття), в який пізнання органічних речовин, способів їх виділення та переробки відбувалося досвідченим шляхом та аналітичний (кінець XVIII – середина XIX століття), пов'язаний з появою методів встановлення складу органічних речовин У аналітичний період було встановлено, що це органічні речовини містять вуглець. Серед інших елементів, що входять до складу органічних сполук, були виявлені водень, азот, сірка, кисень і фосфор.

Важливе значення історія органічної хімії має структурний період (друга половина XIX – початок XX століття), ознаменовавшийся народженням наукової теоріїбудови органічних сполук, основоположником якої був А.М. Бутлер.

Основні положення теорії будови органічних сполук:

  • атоми в молекулах з'єднані між собою у певному порядку хімічними зв'язками відповідно до їх валентності. Вуглець у всіх органічних сполуках чотириваленнтен;
  • властивості речовин залежать не тільки від їх якісного та кількісного складу, а й від порядку з'єднання атомів;
  • атоми у молекулі взаємно впливають друг на друга.

Порядок з'єднання атомів у молекулі описується структурною формулою, в якій хімічні зв'язки зображуються рисками.

Характерні властивості органічних речовин

Існує кілька важливих властивостей, які виділяють органічні сполуки в окремий, ні на що не схожий клас хімічних сполук:

  1. Органічні сполуки зазвичай є газами, рідинами або легкоплавкими. тверді речовини, на відміну неорганічних сполук, які в більшості своїй являють собою тверді речовини з високою температуроюплавлення.
  2. Органічні сполуки переважно побудовані ковалентно, а неорганічні сполуки - іонно.
  3. Різна топологія утворення зв'язків між атомами, що утворюють органічні сполуки (насамперед, атомами вуглецю), призводить до появи ізомерів - сполук, що мають один і той самий склад і молекулярну масу, але мають різні фізико-хімічними властивостями. Дане явище зветься ізомерії.
  4. Явище гомології - існування рядів органічних сполук, у яких формула будь-яких двох сусідів ряду (гомологів) відрізняється однією і ту ж групу - гомологічну різницю CH 2 . Органічні речовинигорять.

Класифікація органічних речовин

У класифікації приймають за основу дві важливі ознаки – будову вуглецевого скелета та наявність у молекулі функціональних груп.

У молекулах органічних речовин атоми вуглецю з'єднуються друг з одним, утворюючи т.зв. вуглецевий скелет або ланцюг. Ланцюги бувають відкритими та замкнутими (циклічними), відкриті ланцюги можуть бути нерозгалуженими (нормальними) та розгалуженими:

За будовою вуглецевого скелета розрізняють:

- Аліциклічні органічні речовини, що мають відкритий вуглецевий ланцюг як розгалужену, так і нерозгалужену. Наприклад,

СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 3 (бутан)

СН 3 -СН(СН 3)-СН 3 (ізобутан)

- карбоциклічні органічні речовини, в яких вуглецевий ланцюг замкнутий у цикл (кільце). Наприклад,

- гетероциклічні органічні сполуки, що містять у циклі не тільки атоми вуглецю, а й атоми інших елементів, найчастіше азоту, кисню або сірки:

Функціональна група – атом чи група атомів невуглеводневого характеру, що визначають належність сполуки до певного класу. Ознакою, яким органічна речовина відносять до того чи іншого класу, є природа функціональної групи (табл. 1).

Таблиця 1. Функціональні групи та класи.


Сполуки можуть містити не одну, а кілька функціональних груп. Якщо ці групи однакові, сполуки називають поліфункціональними, наприклад хлороформ, гліцерин. З'єднання, що містять різні функціональні групи, називають гетерофункціональними, їх можна одночасно віднести до кількох класів сполук, наприклад молочну кислоту можна розглядати як карбонову кислоту і як спирт, а коламін - як амін і спирт.

Органічна речовина - це хімічна сполука, у складі якої є вуглець. Винятки становлять лише вугільна кислота, карбіди, карбонати, ціаніди та оксиди вуглецю.

Історія

Сам термін «органічні речовини» виник у побуті вчених на етапі раннього розвитку хімії. На той час панували віталістичні світогляди. Це було продовження традицій Аристотеля та Плінія. У цей період вчені мужі були зайняті поділом світу на живе та неживе. При цьому всі без винятку речовини чітко поділялися на мінеральні та органічні. Вважалося, що з синтезу сполук «живих» речовин необхідна особлива «сила». Вона властива всім живим істотам, і її утворюватися органічні елементи що неспроможні.

Це смішне для сучасної наукитвердження панувало дуже довго, поки в 1828 Фрідріх Велер досвідченим шляхом його не спростував. Він зміг із неорганічного ціанату амонію отримати органічну сечовину. Це спонукало хімію вперед. Проте розподіл речовин на органічні та неорганічні збереглося й у час. Воно є основою класифікації. Відомо майже 27 мільйонів органічних сполук.

Чому так багато органічних сполук?

Органічна речовина - це, за деяким винятком, вуглецева сполука. Насправді це дуже цікавий елемент. Вуглець здатний утворювати зі своїх атомів ланцюжки. При цьому дуже важливо, що зв'язок між ними стабільний.

Крім того, вуглець в органічних речовинах виявляє валентність – IV. З цього випливає, що цей елемент здатний утворювати з іншими речовинами зв'язку не тільки одинарні, а й подвійні та потрійні. У міру зростання їх кратності ланцюжок, що складається з атомів, стане коротшим. При цьому стабільність зв'язку лише зростає.

Також вуглець має здатність утворювати плоскі, лінійні та об'ємні структури. Саме тому у природі так багато різноманітних органічних речовин.

склад

Як було зазначено вище, органічна речовина - це сполуки вуглецю. І це дуже важливо. виникають за його зв'язку практично з будь-яким елементом періодичної таблиці. У природі найчастіше до їх складу (крім вуглецю) входять кисень, водень, сірка, азот та фосфор. Інші елементи зустрічаються набагато рідше.

Властивості

Отже, органічною речовиною є вуглецева сполука. При цьому існує кілька важливих критеріїв, яким вона має відповідати. Всі речовини органічного походження мають спільні властивості:

1. Існуюча між атомами різна типологія зв'язків неодмінно призводить до появи ізомерів. Насамперед вони утворюються при з'єднанні молекул вуглецю. Ізоміри - це різні речовини, Що мають одну молекулярну масу та склад, але різні хіміко-фізичні властивості. Це називається ізомерією.

2. Ще один критерій – явище гомології. Це ряди органічних сполук, у яких формула сусідніх речовин відрізняється від попередніх однією групу СН 2 . Ця важлива властивість застосовується в матеріалознавстві.

Які класи органічних речовин?

До органічних сполук відносять кілька класів. Вони відомі всім. ліпіди та вуглеводи. Ці групи можна назвати біологічними полімерами. Вони беруть участь у метаболізмі на клітинному рівні у будь-якому організмі. Також до цієї групи включають нуклеїнові кислоти. Тож можна сказати, що органічна речовина – це те, що ми щодня споживаємо в їжу, те, з чого складаємося.

Білки

Білки складаються із структурних компонентів – амінокислот. Це їхні мономери. Білки також називають протеїнами. Відомо близько 200 видів амінокислот. Усі вони зустрічаються у живих організмах. Але лише двадцять із них є складовими білків. Їх називають основними. Але в літературі також можна зустріти і менш популярні терміни – протеїногенні та білоктворні амінокислоти. Формула органічної речовини цього класу містить амінні (-NH 2) та карбоксильні (-СООН) складові. Між собою вони пов'язані тими самими вуглецевими зв'язками.

Функції білків

Білки в організмі рослин та тварин виконують безліч важливих функцій. Але головна з них – структурна. Білки є основними компонентами клітинної мембрани та матриксу органел у клітинах. У нашому організмі всі стінки артерій, вен і капілярів, сухожиль і хрящів, нігтів та волосся складаються переважно з різних білків.

Наступна функція – ферментативна. Білки виступають як ферменти. Вони каталізують перебіг у організмі хімічних реакцій. Саме вони відповідають за розпад поживних компонентів у травному тракті. У рослин ферменти фіксують положення вуглецю під час фотосинтезу.

Деякі переносять в організмі різні речовини, наприклад, кисень. Органічна речовина також здатна приєднуватися до них. Так здійснюється транспортна функція. Білки розносять по кровоносних судинах іони металів, жирні кислоти, гормони і, звичайно ж, вуглекислий газта гемоглобін. Транспорт відбувається і міжклітинному рівні.

Білкові сполуки – імуноглобуліни – відповідають за виконання захисної функції. Це – антитіла крові. Наприклад, тромбін і фібриноген беруть активну участь у процесі згортання. Таким чином, вони запобігають великій крововтраті.

Білки відповідають за виконання скорочувальної функції. Завдяки тому, що міозинові та актинові протофібрили постійно виконують ковзні рухи щодо один одного, відбувається скорочення м'язових волокон. Але й у одноклітинних організмів відбуваються такі процеси. Рух джгутиків бактерій також пов'язаний зі ковзанням мікротрубочок, які мають білкову природу.

Окислення органічних речовин вивільняє велику кількість енергії. Але, як правило, білки витрачаються на енергетичні потреби вкрай рідко. Це відбувається, коли вичерпано всі запаси. Найкраще для цього підходять ліпіди та вуглеводи. Тому білки можуть виконувати енергетичну функцію, але лише за певних умов.

Ліпіди

Органічною речовиною є і жироподібна сполука. Ліпіди належать до найпростіших біологічних молекул. Вони нерозчинні у воді, але при цьому розпадаються у неполярних розчинах, таких як бензин, ефір та хлороформ. Вони входять до складу всіх живих клітин. У хімічному відношенні ліпіди – це спиртів та карбонових кислот. Найвідоміші з них – жири. В організмі тварин та рослин ці речовини виконують безліч важливих функцій. Багато ліпіди використовуються в медицині та промисловості.

Функції ліпідів

Ці органічні хімічні речовини разом із білками у клітинах утворюють біологічні мембрани. Але головна їхня функція - енергетична. При окисленні молекул жирів вивільняється дуже багато енергії. Вона йде на освіту у клітинах АТФ. У формі ліпідів в організмі може накопичуватись значна кількість енергетичних запасів. Часом їх навіть більше, ніж потрібно для здійснення нормальної життєдіяльності. При патологічних змінах метаболізму жирних клітин стає більше. Хоча заради справедливості слід зауважити, що такі надмірні запаси просто необхідні тваринам, що впадають у сплячку, і рослинам. Багато хто вважає, що дерева та чагарники в холодний період харчуються за рахунок ґрунтів. Насправді ж вони витрачають запаси олій та жирів, які зробили за літній період.

В організмі людини та тварин жири можуть виконувати і захисну функцію. Вони відкладаються в підшкірній клітковині та навколо таких органів, як нирки та кишечник. Таким чином, вони служать гарним захистом від механічних пошкоджень, тобто ударів.

Крім цього, жири мають низький рівень теплопровідності, що допомагає зберегти тепло. Це дуже важливо, особливо за умов холодного клімату. У морських тварин підшкірний жировий шар ще й сприяє добрій плавучості. А ось у птахів ліпіди виконують ще й водовідштовхувальну та змащувальну функції. Віск покриває їхнє пір'я і робить їх більш еластичним. Такий самий наліт мають на листі деякі види рослин.

Вуглеводи

Формула органічної речовини C n (H 2 O) m вказує на належність сполуки класу вуглеводів. Назва цих молекул свідчить про те, що у них присутній кисень і водень у тому кількості, як і вода. Крім цих хімічних елементів, у сполуках може бути присутнім, наприклад, азот.

Вуглеводи у клітині є основною групою органічних сполук. Це первинні продукти Вони є і вихідні продукти синтезу в рослинах інших речовин, наприклад, спиртів, органічних кислот та амінокислот. Також вуглеводи входять до складу клітин тварин та грибів. Виявляються вони і серед основних компонентів бактерій та найпростіших. Так, у тваринній клітині їх від 1 до 2 %, а в рослинній їхня кількість може досягати 90 %.

На сьогоднішній день виділяють лише три групи вуглеводів:

Прості цукри (моносахариди);

Олігосахариди, що складаються з кількох молекул послідовно з'єднаних простих цукрів;

Полісахариди, до їх складу входить понад 10 молекул моносахаридів та їх похідних.

Функції вуглеводів

Усі органічні речовини у клітині виконують певні функції. Так, наприклад, глюкоза – це основне енергетичне джерело. Вона розщеплюється у клітинах всіх відбувається під час клітинного дихання. Глікоген та крохмаль складають основний запас енергії, причому перша речовина у тварин, а друга – у рослин.

Вуглеводи виконують і структурну функцію. Целюлоза є основним компонентом клітинної стінки рослин. А у членистоногих цю функцію виконує хітин. Також він виявляється у клітинах вищих грибів. Якщо брати за приклад олігосахариди, то вони входять до складу цитоплазматичної мембрани – у вигляді гліколіпідів та глікопротеїнів. Також у клітинах нерідко виявляється глікоколікс. У синтезі нуклеїнових кислотберуть участь пентози. При включені до складу ДНК, а рибоза - в РНК. Також ці компоненти виявляються і в коферментах, наприклад, ФАД, НАДФ і НАД.

Вуглеводи також здатні виконувати в організмі та захисну функцію. У тварин речовина гепарин активно перешкоджає швидкому згортанню крові. Він утворюється під час пошкодження тканини та блокує утворення тромбів у судинах. Гепарин у велику кількістьвиявляється в опасистих клітинах у гранулах.

Нуклеїнові кислоти

Білки, вуглеводи та ліпіди – це не всі відомі класи органічних речовин. Хімія відносить сюди ще й нуклеїнові кислоти. Це біополімери, що містять фосфор. Вони, перебуваючи у клітинному ядрі та цитоплазмі всіх живих істот, забезпечують передачу та зберігання генетичних даних. Ці речовини відкрили завдяки біохіміку Ф. Мішеру, який займався вивченням сперматозоїдів лосося. Це було «випадкове» відкриття. Трохи пізніше РНК та ДНК були виявлені і у всіх рослинних та тваринних організмах. Також були виділені нуклеїнові кислоти у клітинах грибів та бактерій, а також вірусів.

Загалом у природі виявлено два види нуклеокислот - рибонуклеїнові (РНК) та дезоксирибонуклеїнові (ДНК). Відмінність зрозуміла з назви. дезоксирибоза – п'ятивуглецевий цукор. На молекулі РНК виявляється рибоза.

Вивченням нуклеїнових кислот займається органічна хімія. Теми дослідження диктує також медицина. У кодах ДНК ховається безліч генетичних хвороб, виявити які вченим ще тільки належить.

Перший підхід -за природою вуглеводневого скелета

I. Ациклічні чи аліфатичніз'єднання - не містять цикл:

    граничні (насичені, парафінові)

    ненасичені (ненасичені) з подвійними, потрійними зв'язками.

ІІ. Карбоциклічні(в циклі тільки вуглець) сполуки:

    аліциклічні – насичені та ненасичені циклічні вуглеводні;

    ароматичні - пов'язані циклічні сполуки з особливими ароматичними властивостями.

ІІІ. Гетероциклічнісполуки - у складі циклу гетероатоми (heteros – інший).

Другий підхід –за природою функціональної групи, що визначає хімічні властивості сполуки.

Функціональна група

Назва

Вуглеводні

Ацетилен

Галогеновмісні сполуки

Галогенопохідні

-Hal (halogen)

Хлористий етил, етилхлорид

Кисневмісні сполуки

Спирти, феноли

CH 3 CH 2 OH

Етиловий спирт, етанол

Прості ефіри

CH 3 -O-CH 3

Диметиловий ефір

Альдегіди

Оцтовий альдегід, етаналь

Ацетон, пропанон

Карбонові кислоти

Оцтова кислота, етанова кислота

Складні ефіри

Етиловий ефір оцтової кислоти, етилацетат

Галогенангідриди

Хлорангідрид оцтової кислоти, ацетилхлорид

Ангідриди

Ангідрид оцтової кислоти

Амід оцтової кислоти, ацетамід

Азотовмісні сполуки

Нітросполуки

Нітрометан

Етиламін

Ацетонітрил, нітрил оцтової кислоти

Нітрозосполуки

Нітрозобензол

Гідроз'єднання

Фенілгідразін

Азосполуки

C 6 H 5 N=NC 6 H 5

Азобензол

Діазониві солі

Фенілдіазоній хлорид

Номенклатура органічних сполук

1) 1892 (Женева, Міжнародний хімічний конгрес) - женевська;

2) 1930 р. (Льєж, Міжнародний союз теоретичної та прикладної хімії - International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) - льєзька;

Тривіальна номенклатура : назви дають випадково.

Хлороформ, сечовина.

Дерев'яний спирт, винний спирт.

Мурашина кислота, янтарна кислота.

Глюкоза, сахароза тощо.

Раціональна номенклатура : в основі «раціональна ланка» - назва найпростішого представника класу + назви заступників (починаючи з найпростішого) із зазначенням кількості за допомогою приставок ді-, три-, тетра-, пента-.

Зустрічається для простих органічних сполук, особливо у старій хімічній литературе.

Положення заступників зазначають латинськими літерами

або словами "симетричний" ( сімм-), "несиметричний" ( несимм-), орто-(про-), мета- (м-), пара-(п-),

літерами N-(у азоту), О-(у кисню).

Номенклатура IUPAC (міжнародна)

Основні засади цієї системи номенклатури такі.

1. В основі - найдовший вуглеводневий ланцюг зі старшою функціональною групою, що позначається суфіксом.

2. Атоми вуглецю в ланцюзі нумеруються послідовно з того кінця, до якого ближче розташована старша функціональна група.

При нумерації перевага (за інших рівних умов) має подвійний, потім потрійний зв'язок.

Якщо обидва варіанти нумерації рівнозначні, то напрямок вибирається таким чином, щоб сума цифр, що вказують положення заступників, була найменшою (правильніше – в якій першою є менша цифра).

3. До основи назви додаються, починаючи з найпростішої, назви заступників, за необхідності – із зазначенням їхньої кількості за допомогою приставок ді-, три-, тетра-, пента-.

При цьому для кожногозаступника вказують його номер у ланцюзі.

Положення, назву заступників вказують у префіксі перед назвою ланцюга, відокремлюючи цифри дефісом.

Для функціональних груп цифра може стояти перед назвою ланцюга або після назви ланцюга перед або після назви суфікса із відділенням дефісом;

4. Назви заступників (радикалів) можуть бути системними та тривіальними.

Алкільні радикали називають, змінюючи закінчення -анна -ілу назві відповідного алкану.

У назві радикала відбивається тип атома вуглецю, що має вільну валентність: атом вуглецю, пов'язаний

з одним вуглецевим атомом, називається первинним СН 3 ,

з двома – вторинним
,

з трьома – третинним

з чотирма – четвертинним .

Інші радикали, маючи чи не маючи закінчення -ілзазвичай носять тривіальну назву.

Двохвалентні радикали мають закінчення -єнабо - іден.

Базове з'єднання

Назва

Структура радикалу

Назва

Одновалентні радикали

CH 3 -CH 2 -

CH 3 -CH 2 -CH 3

СH 3 -CH 2 -CH 2 -

Ізопропіл ( друг-пропил)

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -

друг-Бутіл

Вибутий

Вибуток

трет-Бутіл

CH 3 (CH 2) 3 CH 3

CH 3 (CH 2) 3 CH 2 –

(н-аміл)

Ізопентан

Ізопентил (ізоаміл)

Неопентан

Неопентіл

CH 2 =CH-CH 2 -

CH 3 -CH=CH-

Пропенил

Кожна наука насичена поняттями, при не засвоєнні яких засновані цих поняттях чи непрямі теми можуть даватися дуже важко. Одними з понять, які мають бути добре засвоєні кожною людиною, яка вважає себе більш-менш освіченою, є поділ матеріалів на органічні та неорганічні. Не важливо, скільки людині років, ці поняття у списку тих, за допомогою яких визначають загальний рівеньрозвитку на будь-якому етапі людського життя. Для того щоб зрозуміти, у чому відмінності цих двох термінів, спочатку потрібно з'ясувати, що являє собою кожен з них.

Органічні сполуки – що це

Органічні речовини – група хімічних сполук із неоднорідною структурою, до складу яких входять елементи вуглецюковалентно пов'язаних між собою. Виняток становлять карбіди, вугільні, карбонові кислоти. Також одними із складових речовин, крім вуглецю, є елементи водню, кисню, азоту, сірки, фосфору, галогену.

Такі сполуки формуються завдяки здатності атомів вуглецю перебувати в одинарних, подвійних та потрійних зв'язках.

Сферою існування органічних сполук є живі істоти. Вони можуть бути як у складі живих істот, так і з'явиться в результаті їхньої життєвої діяльності (молоко, цукор).

Продуктами синтезу органічних речовин є продукти харчування, ліки, елементи одягу, матеріали для будови, різне обладнання, вибухівки, різні види мінеральних добрив, полімери, добавки для їжі, косметика та інше.

Неорганічні речовини – що це

Неорганічні речовини – група хімічних сполук, які у своєму складі не мають елементів вуглецю, водню або хімічних сполук, що є елементом яких є вуглець. Як органічні, і неорганічні є складовими клітин. Перші у вигляді елементів, що дають життя, інші у складі води, мінеральних речовинта кислот, а також газів.

Що спільного між органічними та неорганічними речовинами

Що може бути спільного між двома, начебто, такими поняттями-антонімами? Виявляється, загальне і в них є, а саме:

  1. Речовини як органічного, так і неорганічного походження складаються з молекул.
  2. Органічні та неорганічні речовини можна отримати внаслідок проведення певної хімічної реакції.

Органічні та неорганічні речовини – у чому різниця

  1. Органічні найбільш відомі та досліджені в науці.
  2. Органічних речовин у світі є набагато більше. Кількість відомих науці органічних – близько мільйона, неорганічних – сотні тисяч.
  3. Більшість органічних сполук пов'язані між собою за допомогою ковалентного характеру сполуки, зв'язок неорганічних між собою можливий за допомогою іонної сполуки.
  4. Є відмінність і за складом вхідних елементів. Органічні речовини складають вуглецеві, водневі, кисневі, рідше – азотні, фосфорні, сірчані та галогенні елементи. Неорганічні – складаються з усіх елементів таблиці Менделєєва, крім вуглецю та водню.
  5. Органічні речовини набагато значніше піддаються впливу гарячих температур, можуть руйнуватися навіть за незначних температур. Більшість неорганічних менш схильні до впливу сильного нагрівання через особливості типу молекулярної сполуки.
  6. Органічні речовини є складовими елементами живої частини світу (біосфери), неорганічні – неживої (гідросфери, літосфери та атмосфери).
  7. Склад органічних речовин є за своєю будовою складнішим, ніж склад неорганічних.
  8. Органічні речовини відрізняються великою різноманітністю можливостей хімічних перетворень та реакцій.
  9. Через ковалентний тип зв'язку між органічними сполуками хімічні реакціїза часом продовжуються дещо довше, ніж хімічні реакції в неорганічних сполуках.
  10. Неорганічні речовини не можуть бути продуктом живлення живих істот, навіть більше того, деякі з цього типу поєднань можуть бути смертельно небезпечні для живого організму. Органічні речовини є продуктом, виробленим живою природою, і навіть елементом будови живих організмів.

Схожі статті
Обговорюють:
Контакти Про проект та редакцію Реклама на сайті Карта сайту

2022 parki48.ru. Будуємо каркасний будинок. Ландшафтний дизайн. Будівництво. Фундамент.