В истории мало ученых, открытия которых имеют фундаментальное значение для развития человеческой цивилизации. Теория Бутлерова – относится к таким открытиям. Как и ПЗ Менделеева она стала компасом в мире органической химии. Она не только объяснила строение известных органических веществ и их свойства, но и дала возможность предвидеть существование неизвестных веществ, находить пути их синтеза и области применения. Новые достижения науки только дополняют эту теорию, позволяют точнее говорить о свойствах органических веществ, механизмах реакций в органическом мире. Это, прежде всего, учение о строении атомов, о видах химической связи, о гибридизации и электроотрицательности и т.д. Но об этом мы поговорим позже.
3. Классификация органических соединений.
Все органические вещества делят по составу на углеводороды, кислородсодержащие, азотсодержащие и т.д. органические вещества. Выделяют также отдельно группу природных органических веществ (жиры, белки, углеводы и т.д.), а также ВМС. Мы начнем изучение органической химии с простейших органических веществ – углеводородов.
Углеводороды – соединения, которые состоят только из атомов углерода и водорода. Углеводороды делят на несколько гомологических рядов. Различают гомологические ряды алканов (общая формула СnH2n+2) , алкенов (CnH2n), алкинов (CnH2n-2) , аренов (CnH2n-6) и т.д. Углеводороды каждого гомологического ряда похожи по строению и имеют общие свойства.
В основе любой органической молекулы лежит углеродный скелет. Углеродные скелеты делят на циклические и алифатические (не содержащие циклов). Алифатические и циклические углеродные скелеты могут быть линейными (нормальное строение молекулы) и разветвленными. Линейное строение - это значит, что каждый атом в углеродной цепи имеет не более двух соседей. Атомы углерода, связанные только с одним атомом углерода в молекуле, называется первичным, с двумя – вторичным, с тремя – третичным. Если в углеродной цепи есть третичные или четвертичные углероды (т.е. есть атомы углерода у которых три или четыре соседа-углерода), то такая цепь называется разветвленной. Циклические скелеты делят на карбоциклические (содержащие только атомы углерода) и гетероциклические (содержащие помимо углерода еще атомы азота, кислорода или серы).
Кроме того, различают предельные, непредельные и ароматические органические соединения. Если все атомы углерода в основной углеродной цепи связаны одинарными связями, то соединение относится к предельным. Непредельные соединения содержат в основной углеродной цепи хотя бы одну двойную или тройную связь. К ароматическим соединениям относятся вещества, в молекуле которых содержится особая группа из шести атомов углерода, которую принято называть ароматическим кольцом.
Классификация органических соединений по характеру функциональной группы | ||
Важнейшие заместители | Название группы | классы соединений |
-COOH | карбоксильная (кислотная) группа | Карбоновые кислоты |
− C=O │ | карбонильная группа (оксогруппа) | Альдегиды (если группа находится у первичного атома углерода) Кетоны (если группа находится у вторичного атома углерода) |
-OH | гидроксильная группа (гидроксогруппа) | Спирты (если группа связана с алифатическим радикалом) Фенолы (если группа связана с углеродом бензольного кольца) |
-NH2 | аминогруппа | Амины |
F-, Cl-, Br-, I- | галоген (фтор, хлор, бром, йод) | Галогенопроизводные |
-NО2 | нитрогруппа | Нитропроизводные |
Молекулы всех остальных органических соединений формально можно представить себе, как молекулу углеводорода, в которой один или несколько атомов водорода заместили на другой атом или группу атомов (соблюдая валентность). Поэтому все эти органические соединения, содержащие кроме углерода и водорода другие атомы или группы атомов, называют производными (т.е. произведенными) от углеводородов.
Эти атомы или группы атомов (кроме водорода), которые есть в молекуле органического вещества называются заместителями. Самые важные из них называются функциональными группами. Они будут определять принадлежность вещества к определенному классу органических соединений и его характерные свойства. В таблице приведены самые распространенные функциональные группы (они выделены курсивом и расположены в порядке старшинства) и заместители. Если функциональная группа одна, то она считается старшей и определяет класс, к которому относится органическое соединение. Если групп несколько, то надо смотреть, какая из них старшая. Галогены и нитрогруппа не образуют отдельных классов, соединения в которые входят такие заместители считаются производными углеводородов, спиртов или кислот…
Итак: Принадлежность веществ к определенному классу органических соединений и важнейшие свойства этих соединений зависят прежде всего от характера углеродного скелета и наличия функциональных групп. Для того чтобы определить, к какому классу органических соединений относится данное вещества надо определить:
1. Какие химические элементы входят в состав вещества;
2. Какие функциональные группы и другие заместители есть в молекуле и кто из них старший;
3. Какая углеродная цепь у этой молекулы.
Дата: 2019-04-23, просмотров: 239.