Postoji mnogo organskih jedinjenja, ali među njima ima jedinjenja sa zajedničkim i sličnim svojstvima. Stoga su svi klasifikovani prema zajedničkim karakteristikama i kombinovani u zasebne klase i grupe. Klasifikacija se zasniva na ugljovodonicima – spojevi koji se sastoje samo od atoma ugljika i vodika. Ostale organske supstance pripadaju "Druge klase organskih jedinjenja."

Ugljovodonici se dijele u dvije velike klase: aciklična i ciklična jedinjenja.

Aciklična jedinjenja (masne ili alifatske) – spojevi čiji molekuli sadrže otvoreni (nezatvoren u prsten) ravan ili razgranati ugljikov lanac s jednostrukim ili višestrukim vezama. Aciklična jedinjenja dijele se u dvije glavne grupe:

zasićeni (zasićeni) ugljovodonici (alkani), u kojoj su svi atomi ugljika međusobno povezani samo jednostavnim vezama;

nezasićeni (nezasićeni) ugljovodonici, u kojoj između atoma ugljika, osim jednostrukih prostih veza, postoje i dvostruke i trostruke veze.

Nezasićeni (nezasićeni) ugljovodonici se dele u tri grupe: alkeni, alkini i alkadieni.

Alkenes(olefini, etilen ugljovodonici) – aciklički nezasićeni ugljovodonici, koji sadrže jednu dvostruku vezu između atoma ugljika, formiraju homologni niz sa općom formulom CnH2n. Imena alkena formiraju se od imena odgovarajućih alkana sa sufiksom “-ane” zamijenjenim sufiksom “-ene”. Na primjer, propen, buten, izobutilen ili metilpropen.

Alkine(acetilen ugljovodonici) – ugljikovodici koji sadrže trostruku vezu između atoma ugljika formiraju homologni niz s općom formulom CnH2n-2. Imena alkena formiraju se od imena odgovarajućih alkana, zamjenjujući sufiks “-an” sufiksom “-in”. Na primjer, etin (acitelen), butin, peptin.

Alcadienes – organski spojevi koji sadrže dvije dvostruke veze ugljik-ugljik. Ovisno o tome kako su dvostruke veze pozicionirane jedna u odnosu na drugu, dieni se dijele u tri grupe: konjugirani dieni, aleni i dieni sa izolovanim dvostrukim vezama. Tipično, dieni uključuju aciklične i ciklične 1,3-diene, koji se formiraju sa opštim formulama C n H 2n-2 i C n H 2n-4. Aciklični dieni su strukturni izomeri alkina.

Ciklična jedinjenja, pak, dijele se u dvije velike grupe:

  1. karbociklična jedinjenja – spojevi čiji se ciklusi sastoje samo od atoma ugljika; Karbociklična jedinjenja dijele se na aliciklična – zasićeni (cikloparafini) i aromatični;
  2. heterociklična jedinjenja – spojevi čiji se ciklusi ne sastoje samo od atoma ugljika, već i od atoma drugih elemenata: dušika, kisika, sumpora itd.

U molekulima i acikličkih i cikličnih jedinjenja Atomi vodika se mogu zamijeniti drugim atomima ili grupama atoma, pa se uvođenjem funkcionalnih grupa mogu dobiti derivati ​​ugljovodonika. Ovo svojstvo dodatno proširuje mogućnosti dobijanja različitih organskih jedinjenja i objašnjava njihovu raznolikost.

Prisustvo određenih grupa u molekulima organskih jedinjenja određuje zajedništvo njihovih svojstava. Ovo je osnova za klasifikaciju derivata ugljovodonika.

"Druge klase organskih spojeva" uključuju sljedeće:

Alkoholi dobivaju se zamjenom jednog ili više atoma vodika hidroksilnim grupama – OH. To je spoj sa općom formulom R – (OH)x, gdje je x – broj hidroksilnih grupa.

Aldehidi sadrže aldehidnu grupu (C=O), koja se uvijek nalazi na kraju ugljovodoničnog lanca.

Karboksilne kiseline sadrže jednu ili više karboksilnih grupa – COOH.

Esteri – derivati ​​kiselina koje sadrže kiseonik, koji su formalno produkti supstitucije atoma vodika hidroksida – OH kisela funkcija na ostatku ugljikovodika; se takođe smatraju acil derivatima alkohola.

Masti (trigliceridi) – prirodna organska jedinjenja, puni estri glicerola i jednokomponentne masne kiseline; pripadaju klasi lipida. Prirodne masti sadrže tri kiselinska radikala nerazgranate strukture i obično paran broj atoma ugljika.

Ugljikohidrati – organske tvari koje sadrže ravan lanac od nekoliko atoma ugljika, karboksilnu grupu i nekoliko hidroksilnih grupa.

Amini sadrže amino grupu – NH 2

Amino kiseline– organski spojevi čija molekula istovremeno sadrži karboksilne i aminske grupe.

Vjeverice – visokomolekularne organske supstance koje se sastoje od alfa aminokiselina povezanih u lanac peptidnom vezom.

Nukleinske kiseline – organska jedinjenja visoke molekularne težine, biopolimeri formirani od nukleotidnih ostataka.

Imate još pitanja? Želite li saznati više o klasifikaciji organskih jedinjenja?
Da biste dobili pomoć od tutora, registrujte se.
Prva lekcija je besplatna!

web stranicu, kada kopirate materijal u cijelosti ili djelomično, link na izvor je obavezan.

Sva organska jedinjenja, ovisno o prirodi ugljičnog skeleta, mogu se podijeliti na aciklička i ciklička.

Aciklički (neciklički, lančani) jedinjenja se takođe nazivaju masnim ili alifatičnim. Ova imena su nastala zbog činjenice da su jedna od prvih dobro proučavanih jedinjenja ove vrste bile prirodne masti. Među acikličkim spojevima razlikuju se granična, na primjer:

i neograničeno, na primjer:

Među cikličkim spojevima se obično razlikuju karbociklički, čije molekule sadrže prstenove atoma ugljika, i heterociklični, čiji prstenovi sadrže, osim ugljika, atome drugih elemenata (kiseonik, sumpor, azot itd.).

Karbociklički spojevi se dijele na aliciklične (zasićene i nezasićene), slične po svojstvima alifatskim, i aromatične, koje sadrže benzenske prstenove.

Razmatrana klasifikacija organskih jedinjenja može se predstaviti u obliku kratkog dijagrama

Osim ugljika i vodonika, mnoga organska jedinjenja sadrže i druge elemente, i to u obliku funkcionalnih grupa - grupa atoma koje određuju hemijska svojstva ove klase spojeva. Prisustvo ovih grupa omogućava da se gore navedene vrste organskih jedinjenja podele u klase i olakša njihovo proučavanje. Neke od najkarakterističnijih funkcionalnih grupa i njihove odgovarajuće klase jedinjenja date su u tabeli

Funkcionalni
grupa

 Ime
grupe		 Casovi
veze

—OH

hidroksid

Karbonil

 Alkoholi

C2H5OH

Etanol

Aldehidi

acetaldehid
ketoni

Karboksil

Karbon
kiseline

sirćetna kiselina
—NE 2 Nitro grupa Nitro spojevi

CH3NO2

Nitrometpn

—NH 2

Počinješ da učiš organsku hemiju, o kojoj si tek nešto malo naučio u 9. razredu. Zašto "organski"? Okrenimo se istoriji.

Čak i na prelazu iz 9. u 10. vek. Arapski alhemičar Abu Bakr ar-Razi (865-925) prvi je podijelio sve hemijske supstance prema njihovom porijeklu u tri carstva: mineralne, biljne i životinjske tvari. Ova jedinstvena klasifikacija trajala je skoro hiljadu godina.

Međutim, početkom 19.st. Pojavila se potreba da se hemija supstanci biljnog i životinjskog porekla kombinuje u jednu nauku. Ovaj pristup će vam se činiti logičnim ako imate barem osnovno razumijevanje sastava živih organizama.

Iz kursa prirodne istorije i početnih kurseva biologije znate da sastav bilo koje žive ćelije, biljne i životinjske, nužno uključuje proteine, masti, ugljene hidrate i druge supstance koje se obično nazivaju organskim. Na prijedlog švedskog hemičara J. Ya. Berzeliusa, od 1808. godine nauka koja proučava organske tvari počela se nazivati ​​organskom hemijom.

Ideja o hemijskom jedinstvu živih organizama na Zemlji toliko je oduševila naučnike da su čak stvorili prelepu, ali lažnu doktrinu - vitalizam, prema kojem se verovalo da bi se iz neorganskih dobili (sintetizovala) organska jedinjenja. bila je potrebna posebna “vitalna sila” (vis vitalis). Naučnici su vjerovali da je vitalnost obavezan atribut samo živih organizama. To je dovelo do pogrešnog zaključka da je sinteza organskih spojeva iz anorganskih izvan živih organizama - u epruvetama ili industrijskim instalacijama - nemoguća.

Vitalisti su razumno tvrdili da je najvažnija fundamentalna sinteza na našoj planeti - fotosinteza (slika 1) nemoguća izvan zelenih biljaka.

Rice. 1.
fotosinteza

Na pojednostavljen način, proces fotosinteze je opisan jednačinom

Prema vitalistima, nemoguće je i bilo koje druge sinteze organskih jedinjenja izvan živih organizama. Međutim, dalji razvoj hemije i gomilanje novih naučnih činjenica dokazali su da su vitalisti duboko pogrešili.

Godine 1828. njemački hemičar F. Wöhler sintetizirao je organsko jedinjenje uree iz neorganske supstance amonijum cijanata. Francuski naučnik M. Berthelot dobio je mast u epruveti 1854. godine. Godine 1861. ruski hemičar A.M. Butlerov sintetizirao je šećernu supstancu. Vitalizam je propao.

Danas je organska hemija grana hemijske nauke i proizvodnje koja se brzo razvija. Trenutno postoji više od 25 miliona organskih jedinjenja, među kojima su i supstance koje do sada nisu pronađene u živoj prirodi. Proizvodnja ovih supstanci postala je moguća zahvaljujući rezultatima naučnog rada organskih hemičara.

Sva organska jedinjenja mogu se podeliti u tri vrste na osnovu njihovog porekla: prirodne, veštačke i sintetičke.

Prirodna organska jedinjenja- to su otpadni proizvodi živih organizama (bakterije, gljive, biljke, životinje). To su vam dobro poznati proteini, masti, ugljeni hidrati, vitamini, hormoni, enzimi, prirodna guma itd. (Sl. 2).

Rice. 2.
Prirodna organska jedinjenja:
1-4 - u vlaknima i tkaninama (vuna 1, svila 2, lan 3, pamuk 4); 5-10 - u prehrambenim proizvodima (mlijeko 5, meso 6, riba 7, povrće i puter 8, povrće i voće 9, žitarice i hljeb 10); 11, 12 - u gorivu i sirovinama za hemijsku industriju (prirodni gas 11, nafta 12); 13 - u drvetu

Umjetna organska jedinjenja- to su proizvodi hemijski pretvorenih prirodnih supstanci u jedinjenja koja se ne nalaze u živoj prirodi. Tako se na bazi prirodnog organskog jedinjenja celuloze proizvode veštačka vlakna (acetat, viskoza, bakar-amonijak), nezapaljivi film i fotografski filmovi, plastika (celuloid), bezdimni prah i dr. (Sl. 3).


Rice. 3. Proizvodi i materijali izrađeni na bazi vještačkih organskih jedinjenja: 1.2 - umjetna vlakna i tkanine; 3 - plastika (celuloid); 4 - fotografski film; 5 - bezdimni prah

Sintetička organska jedinjenja dobijeni sintetički, odnosno kombinovanjem jednostavnijih molekula u složenije. To uključuje, na primjer, sintetičku gumu, plastiku, lijekove, sintetičke vitamine, stimulanse rasta, sredstva za zaštitu bilja, itd. (Sl. 4).

Rice. 4.
Proizvodi i materijali napravljeni od sintetičkih organskih jedinjenja:
1 - plastika; 2 - lijekovi; 3 - deterdženti; 4 - sintetička vlakna i tkanine; 5 - boje, emajli i ljepila; 6 - sredstva za suzbijanje insekata; 7 - đubriva; 8 - sintetičke gume

Unatoč ogromnoj raznolikosti, sva organska jedinjenja sadrže atome ugljika. Stoga se organska hemija može nazvati hemijom ugljikovih spojeva.

Uz ugljik, većina organskih spojeva sadrži atome vodika. Ova dva elementa formiraju brojne klase organskih jedinjenja, koja se nazivaju ugljovodonicima. Sve druge klase organskih jedinjenja mogu se smatrati derivatima ugljovodonika. Ovo je omogućilo njemačkom hemičaru K. Schorlemmeru da da klasičnu definiciju organske hemije, koja nije izgubila svoje značenje više od 120 godina kasnije.

Na primjer, pri zamjeni jednog atoma vodika u molekuli etana C 2 H 6 hidroksilnom grupom -OH nastaje dobro poznati etil alkohol C 2 H 5 OH, a pri zamjeni atoma vodika u molekuli metana CH 4 sa karboksilna grupa -COOH, octena kiselina CH nastaje 3 COOH.

Zašto je, od više od stotinu elemenata Periodnog sistema D.I. Mendeljejeva, ugljenik postao osnova svih živih bića? Mnogo toga će vam postati jasno ako pročitate sljedeće riječi D. I. Mendeljejeva, koje je on napisao u udžbeniku "Osnove hemije": "Ugljik se nalazi u prirodi i u slobodnom i u spojnom stanju, u vrlo različitim oblicima i vrstama ... Sposobnost atoma ugljika da se međusobno kombinuju i daju složene čestice se manifestuje u svim jedinjenjima ugljika... Ni u jednom elementu... sposobnost složenosti nije razvijena u tolikoj mjeri kao u ugljiku... Nijedan par elementi daju toliko jedinjenja, poput ugljenika i vodonika."

Hemijske veze atoma ugljika međusobno i sa atomima drugih elemenata (vodika, kiseonika, dušika, sumpora, fosfora) koji čine organska jedinjenja mogu se uništiti pod uticajem prirodnih faktora. Dakle, ugljik u prirodi prolazi kroz kontinuirani ciklus: iz atmosfere (ugljični dioksid) - u biljke (fotosinteza), iz biljaka - u životinjske organizme, iz živog - u neživo, iz neživog - u živo (Sl. 5. ).

Rice. 5.
Ciklus ugljika u prirodi

I u zaključku, bilježimo niz karakteristika koje karakteriziraju organska jedinjenja.

Budući da molekule svih organskih spojeva sadrže atome ugljika, a gotovo svi sadrže atome vodika, većina njih je zapaljiva i kao rezultat sagorijevanja stvara ugljični monoksid (IV) (ugljični dioksid) i vodu.

Za razliku od neorganskih materija, kojih ima oko 500 hiljada, organska jedinjenja su raznovrsnija, pa njihov broj sada iznosi više od 25 miliona.

Mnoga organska jedinjenja su složenije strukture od neorganskih supstanci, a mnoga od njih imaju ogromnu molekulsku masu, na primjer proteini, ugljikohidrati, nukleinske kiseline, odnosno tvari kroz koje se odvijaju životni procesi.

Organska jedinjenja nastaju, po pravilu, kovalentnim vezama i stoga imaju molekularnu strukturu, pa stoga imaju nisku tačku topljenja i ključanja i termički su nestabilna.

Nove riječi i koncepti

  1. Vitalizam.
  2. fotosinteza.
  3. Organska jedinjenja: prirodna, veštačka i sintetička.
  4. Organska hemija.
  5. Osobine koje karakteriziraju organska jedinjenja.

Pitanja i zadaci

  1. Koristeći znanje iz kursa biologije, uporedite hemijski sastav biljnih i životinjskih ćelija. Koja organska jedinjenja sadrže? Po čemu se razlikuju organska jedinjenja biljnih i životinjskih ćelija?
  2. Opišite ciklus ugljika u prirodi.
  3. Objasnite zašto je nastala doktrina vitalizma i kako je propala.
  4. Koje vrste organskih jedinjenja (po poreklu) poznajete? Navedite primjere i navedite područja njihove primjene.
  5. Izračunajte volumen kisika (br.) i masu glukoze koja nastaje kao rezultat fotosinteze iz 880 tona ugljičnog dioksida.
  6. Izračunajte zapreminu vazduha (n.a.) koja će biti potrebna za sagorevanje 480 kg CH4 metana ako je zapreminski udeo kiseonika u vazduhu 21%.

>> Hemija: Klasifikacija organskih jedinjenja

Već znate da su svojstva organskih supstanci određena njihovim sastavom i hemijskom strukturom. Stoga nije iznenađujuće da se klasifikacija organskih spojeva temelji na teoriji strukture - teoriji A. M. Butlerova. Organske supstance se klasifikuju prema prisustvu i redosledu povezanosti atoma u njihovim molekulima. Najtrajniji i najmanje promjenjivi dio molekule organske tvari je njen kostur - lanac atoma ugljika. Ovisno o redoslijedu povezivanja atoma ugljika u ovom lancu, tvari se dijele na acikličke, koje ne sadrže zatvorene lance atoma ugljika u molekulima, i karbociklične, koje sadrže takve lance (cikluse) u molekulima.

Sadržaj lekcije beleške sa lekcija podrška okvirnoj prezentaciji lekcija metode ubrzanja interaktivne tehnologije Vježbajte zadaci i vježbe radionice za samotestiranje, obuke, slučajevi, potrage domaća zadaća diskusija pitanja retorička pitanja učenika Ilustracije audio, video i multimedija fotografije, slike, grafike, tabele, dijagrami, humor, anegdote, vicevi, stripovi, parabole, izreke, ukrštene reči, citati Dodaci sažetakačlanci trikovi za radoznale jaslice udžbenici osnovni i dodatni rječnik pojmova ostalo Poboljšanje udžbenika i lekcijaispravljanje grešaka u udžbeniku ažuriranje fragmenta u udžbeniku, elementi inovacije u lekciji, zamjena zastarjelog znanja novim Samo za nastavnike savršene lekcije kalendarski plan za godinu, metodološke preporuke, program diskusije Integrisane lekcije