Związków organicznych jest wiele, ale wśród nich są związki o wspólnych i podobnych właściwościach. Dlatego oni wszyscy cechy wspólne sklasyfikowane, połączone w odrębne klasy i grupy. Klasyfikacja opiera się na węglowodorach – związki składające się wyłącznie z atomów węgla i wodoru. Do innych substancji organicznych należą „Inne zajęcia związki organiczne».

Węglowodory dzielą się na dwie duże klasy: związki acykliczne i cykliczne.

Związki acykliczne (tłuszczowe lub alifatyczne) – związki, których cząsteczki zawierają otwarty (nie zamknięty w pierścieniu) prosty lub rozgałęziony łańcuch węglowy z pojedynczymi lub wielokrotnymi wiązaniami. Związki acykliczne dzielą się na dwie główne grupy:

nasycone (nasycone) węglowodory (alkany), w którym wszystkie atomy węgla są połączone ze sobą jedynie wiązaniami prostymi;

nienasycone (nienasycone) węglowodory, w którym pomiędzy atomami węgla oprócz pojedynczych wiązań prostych występują także wiązania podwójne i potrójne.

Nienasycone (nienasycone) węglowodory dzielą się na trzy grupy: alkeny, alkiny i alkadieny.

Alkeny(olefiny, węglowodory etylenowe) – Tworzą się acykliczne nienasycone węglowodory, które zawierają jedno podwójne wiązanie między atomami węgla szereg homologiczny z ogólnym wzorem C n H 2n. Nazwy alkenów powstają z nazw odpowiednich alkanów, zastępując przyrostek „-ane” przyrostkiem „-ene”. Na przykład propen, buten, izobutylen lub metylopropen.

Alkiny(węglowodory acetylenowe) – węglowodory zawierające potrójne wiązanie między atomami węgla tworzą serię homologiczną o ogólnym wzorze CnH2n-2. Nazwy alkenów powstają z nazw odpowiednich alkanów, zastępując przyrostek „-an” przyrostkiem „-in”. Na przykład etyna (acytelen), butina, peptyna.

Alkadieny – związki organiczne zawierające dwa wiązania podwójne węgiel-węgiel. W zależności od ułożenia podwójnych wiązań względem siebie, dieny dzieli się na trzy grupy: dieny sprzężone, alleny i dieny z izolowanymi wiązaniami podwójnymi. Zazwyczaj dieny obejmują acykliczne i cykliczne 1,3-dieny, tworzące się o ogólnych wzorach C n H 2n-2 i C n H 2n-4. Acykliczne dieny są strukturalnymi izomerami alkinów.

Związki cykliczne dzielimy z kolei na dwie duże grupy:

  1. związki karbocykliczne – związki, których cykle składają się wyłącznie z atomów węgla; Związki karbocykliczne dzielą się na alicykliczne – nasycone (cykloparafiny) i aromatyczne;
  2. związki heterocykliczne – związki, których cykle składają się nie tylko z atomów węgla, ale także atomów innych pierwiastków: azotu, tlenu, siarki itp.

W cząsteczkach związków acyklicznych i cyklicznych Atomy wodoru można zastąpić innymi atomami lub grupami atomów, w ten sposób wprowadzając grupy funkcyjne można otrzymać pochodne węglowodorowe. Właściwość ta dodatkowo poszerza możliwości otrzymywania różnych związków organicznych i wyjaśnia ich różnorodność.

Obecność pewnych grup w cząsteczkach związków organicznych decyduje o wspólności ich właściwości. Na tej podstawie dokonuje się klasyfikacji pochodnych węglowodorów.

„Inne klasy związków organicznych” obejmują:

Alkohole otrzymuje się przez zastąpienie jednego lub większej liczby atomów wodoru grupami hydroksylowymi – OH. Jest to związek o wzorze ogólnym R – (OH)x, gdzie x – liczba grup hydroksylowych.

Aldehydy zawierają grupę aldehydową (C=O), która zawsze znajduje się na końcu łańcucha węglowodorowego.

Kwasy karboksylowe zawierają jedną lub więcej grup karboksylowych – COOH.

Estry – pochodne kwasów zawierających tlen, które są formalnie produktami podstawienia atomów wodoru wodorotlenkami – Funkcja kwasowa OH na reszcie węglowodorowej; są również uważane za acylowe pochodne alkoholi.

Tłuszcze (trójglicerydy) – naturalne związki organiczne, kompletne estry glicerol i jednoskładnikowe kwasy tłuszczowe; należą do klasy lipidów. Tłuszcze naturalne zawierają trzy rodniki kwasowe o nierozgałęzionej strukturze i zazwyczaj liczba parzysta atomy węgla.

Węglowodany – substancje organiczne zawierające prosty łańcuch składający się z kilku atomów węgla, grupę karboksylową i kilka grup hydroksylowych.

Aminy zawierają grupę aminową – NH 2

Aminokwasy– związki organiczne, których cząsteczka zawiera jednocześnie grupy karboksylowe i aminowe.

Wiewiórki – wielkocząsteczkowe substancje organiczne składające się z alfa aminokwasów połączonych w łańcuch wiązaniem peptydowym.

Kwasy nukleinowe – związki organiczne o dużej masie cząsteczkowej, biopolimery utworzone z reszt nukleotydowych.

Nadal masz pytania? Chcesz wiedzieć więcej na temat klasyfikacji związków organicznych?
Aby skorzystać z pomocy korepetytora zarejestruj się.
Pierwsza lekcja jest bezpłatna!

stronie internetowej, przy kopiowaniu materiału w całości lub w części wymagany jest link do źródła.

Wszystkie związki organiczne, w zależności od charakteru szkieletu węglowego, można podzielić na acykliczne i cykliczne.

Acykliczny (niecykliczny, łańcuchowy) związki nazywane są również tłuszczowymi lub alifatycznymi. Nazwy te wynikają z faktu, że jednymi z pierwszych dobrze poznanych związków tego typu były naturalne tłuszcze. Wśród związków acyklicznych wyróżnia się związki graniczne, na przykład:

i nieograniczone, na przykład:

Wśród związków cyklicznych zwykle wyróżnia się karbocykliczny, których cząsteczki zawierają pierścienie atomów węgla i heterocykliczny, których pierścienie zawierają oprócz węgla atomy innych pierwiastków (tlen, siarka, azot itp.).

Związki karbocykliczne dzielą się na alicykliczne (nasycone i nienasycone), o właściwościach podobnych do alifatycznych oraz aromatyczne, które zawierają pierścienie benzenowe.

Rozważaną klasyfikację związków organicznych można przedstawić w formie krótkiego diagramu

Oprócz węgla i wodoru wiele związków organicznych zawiera także inne pierwiastki, a w postaci grup funkcyjnych - grupy atomów, które decydują właściwości chemiczne tej klasy połączeń. Obecność tych grup pozwala na podział powyższych typów związków organicznych na klasy i ułatwia ich badanie. Niektóre z najbardziej charakterystycznych grupy funkcyjne a odpowiadające im klasy związków podano w tabeli

Funkcjonalny
grupa

 Nazwa
grupy		 Zajęcia
znajomości

-OH

Wodorotlenek

Karbonyl

 Alkohole

C2H5OH

Etanol

Aldehydy

aldehyd octowy
ketony

Karboksyl

Węgiel
kwasy

kwas octowy
—NIE 2 Grupa nitro Związki nitrowe

CH3NO2

Nitrometpn

—NH2

Zaczynasz się uczyć chemia organiczna, z którym zaznajomiliśmy się dopiero w 9 klasie. Dlaczego „organiczny”? Przejdźmy do historii.

Nawet na przełomie IX-X w. Arabski alchemik Abu Bakr ar-Razi (865-925) jako pierwszy podzielił wszystko chemikalia według pochodzenia na trzy królestwa: substancje mineralne, roślinne i zwierzęce. Ta wyjątkowa klasyfikacja trwała prawie tysiąc lat.

Jednak w początek XIX V. Zaistniała potrzeba połączenia chemii substancji pochodzenia roślinnego i zwierzęcego w jedną naukę. To podejście będzie ci się wydawać logiczne, jeśli przynajmniej tak będzie elementarne reprezentacje o składzie organizmów żywych.

Z kursu naukowego i kursy wstępne biologii, wiesz, że w skład każdej żywej komórki, zarówno roślinnej, jak i zwierzęcej, koniecznie wchodzą białka, tłuszcze, węglowodany i inne substancje powszechnie nazywane organicznymi. Za namową szwedzkiego chemika J. Ya Berzeliusa od 1808 roku naukę zajmującą się badaniem substancji organicznych zaczęto nazywać chemią organiczną.

Idea chemicznej jedności organizmów żywych na Ziemi zachwyciła naukowców do tego stopnia, że ​​stworzyli nawet piękną, choć fałszywą doktrynę – witalizm, zgodnie z którym wierzono, że w celu uzyskania (syntetyzowania) związków organicznych z nieorganicznych należy konieczna była szczególna „siła życiowa” (vis Vitalis). Naukowcy wierzyli, że witalność jest obowiązkową cechą tylko żywych organizmów. Doprowadziło to do fałszywego wniosku, że synteza związków organicznych ze związków nieorganicznych poza organizmami żywymi – w probówkach lub instalacjach przemysłowych – jest niemożliwa.

Witaliści słusznie argumentowali, że najważniejsza fundamentalna synteza na naszej planecie – fotosynteza (ryc. 1) nie jest możliwa poza roślinami zielonymi.

Ryż. 1.
Fotosynteza

W uproszczeniu proces fotosyntezy opisuje równanie

Zdaniem witalistów niemożliwa jest także jakakolwiek inna synteza związków organicznych poza organizmami żywymi. Jednak dalszy rozwój chemii i kumulacja nowych fakty naukowe udowodnił, że witaliści głęboko się mylili.

W 1828 roku niemiecki chemik F. Wöhler zsyntetyzował związek organiczny mocznik z substancji nieorganicznej cyjanian amonu. Francuski naukowiec M. Berthelot uzyskał tłuszcz w probówce w 1854 roku. W 1861 roku rosyjski chemik A.M. Butlerov zsyntetyzował słodką substancję. Witalizm poniósł porażkę.

Obecnie chemia organiczna jest dynamicznie rozwijającą się gałęzią przemysłu nauki chemiczne i produkcja. Obecnie istnieje ponad 25 milionów związków organicznych, wśród których znajdują się substancje do Dzisiaj nie zostały znalezione w dzikiej przyrodzie. Dzięki uzyskanym wynikom możliwa stała się produkcja tych substancji działalność naukowa chemicy organiczni.

Wszystkie związki organiczne można podzielić na trzy typy w zależności od ich pochodzenia: naturalne, sztuczne i syntetyczne.

Naturalne związki organiczne- są to produkty odpadowe organizmów żywych (bakterie, grzyby, rośliny, zwierzęta). Są to białka, tłuszcze, węglowodany, witaminy, hormony, enzymy, kauczuk naturalny itp., które są Ci dobrze znane (ryc. 2).

Ryż. 2.
Naturalne związki organiczne:
1-4 - we włóknach i tkaninach (wełniany 1, jedwabny 2, len 3, bawełniany 4); 5-10 - w produktach spożywczych (mleko 5, mięso 6, ryby 7, warzywa i masło 8, warzywa i owoce 9, zboża i chleb 10); 11, 12 - w paliwach i surowcach dla przemysłu chemicznego (gaz ziemny 11, ropa naftowa 12); 13 - w drewnie

Sztuczne związki organiczne- są to produkty chemicznie przekształconych substancji naturalnych w związki nie występujące w przyrodzie żywej. W ten sposób na bazie naturalnego związku organicznego celulozy produkowane są włókna sztuczne (octan, wiskoza, miedź-amoniak), niepalne klisze i klisze fotograficzne, tworzywa sztuczne (celuloid), proszek bezdymny itp. (ryc. 3).


Ryż. 3. Wyroby i materiały wykonane na bazie sztucznych związków organicznych: 1.2 - włókna i tkaniny sztuczne; 3 - plastik (celuloid); 4 - klisza fotograficzna; 5 - bezdymny proszek

Syntetyczne związki organiczne otrzymywany syntetycznie, czyli poprzez łączenie prostszych cząsteczek w bardziej złożone. Należą do nich np. kauczuki syntetyczne, tworzywa sztuczne, leki, witaminy syntetyczne, stymulatory wzrostu, środki ochrony roślin itp. (ryc. 4).

Ryż. 4.
Produkty i materiały wykonane z syntetycznych związków organicznych:
1 - tworzywa sztuczne; 2 - leki; 3 - detergenty; 4 - włókna i tkaniny syntetyczne; 5 - farby, emalie i kleje; 6 - środki do zwalczania owadów; 7 - nawozy; 8 - kauczuki syntetyczne

Pomimo ogromnej różnorodności wszystkie związki organiczne zawierają atomy węgla. Dlatego chemię organiczną można nazwać chemią związków węgla.

Oprócz węgla większość związków organicznych zawiera atomy wodoru. Te dwa pierwiastki tworzą szereg klas związków organicznych, zwanych węglowodorami. Wszystkie pozostałe klasy związków organicznych można uznać za pochodne węglowodorów. Pozwoliło to dać niemieckiemu chemikowi K. Schorlemmerowi klasyczna definicja chemia organiczna, która nie straciła na znaczeniu ponad 120 lat później.

Na przykład, zastępując jeden atom wodoru w cząsteczce etanu C2H6 grupą hydroksylową -OH, powstaje znany etanol C 2 H 5 OH, a po zastąpieniu atomu wodoru w cząsteczce metanu CH 4 grupą karboksylową -COOH, powstaje kwas octowy CH 3 COOH.

Dlaczego, z ponad stu elementów Układ okresowy D.I. Mendelejew, to węgiel stał się podstawą wszystkich żywych istot? Wiele stanie się dla ciebie jasne, jeśli przeczytasz następujące słowa D.I. Mendelejewa, napisane przez niego w podręczniku „Podstawy chemii”: „Węgiel występuje w przyrodzie zarówno w stanie wolnym, jak i łączącym, w bardzo różne formy i rodzaje... Zdolność atomów węgla do łączenia się ze sobą i tworzenia cząstek złożonych objawia się we wszystkich związkach węgla... W żadnym z pierwiastków... zdolność do komplikacji nie jest rozwinięta w takim stopniu jak w węglu. ..Żadna para pierwiastków nie wytwarza tylu związków, co węgiel i wodór.”

Wiązania chemiczne atomów węgla między sobą oraz z atomami innych pierwiastków (wodór, tlen, azot, siarka, fosfor) tworzące związki organiczne mogą zostać zniszczone pod wpływem czynników naturalnych. Dlatego węgiel przechodzi w przyrodzie ciągły cykl: z atmosfery (dwutlenek węgla) - do roślin (fotosynteza), z roślin - do organizmów zwierzęcych, z żywych - do nieożywionych, z nieożywionych - do żywych (ryc. 5 ).

Ryż. 5.
Cykl węglowy w przyrodzie

Podsumowując, zauważamy szereg cech charakteryzujących związki organiczne.

Ponieważ cząsteczki wszystkich związków organicznych zawierają atomy węgla, a prawie wszystkie zawierają atomy wodoru, większość z nich jest łatwopalna i w wyniku spalania tworzy tlenek węgla (IV) (dwutlenek węgla) i wodę.

Inaczej niż nie materia organiczna, których jest około 500 tysięcy, związki organiczne są bardziej zróżnicowane, dlatego ich liczba wynosi obecnie ponad 25 milionów.

Wiele związków organicznych jest bardziej złożonych niż substancje nieorganiczne, a wiele z nich ma ogromną masę cząsteczkową, np. białka, węglowodany, kwasy nukleinowe, czyli substancje, dzięki którym zachodzą procesy życiowe.

Związki organiczne powstają zwykle w wyniku wiązania kowalencyjne i dlatego mają strukturę molekularną, a zatem mają niskie temperatury topnienia i wrzenia oraz są niestabilne termicznie.

Nowe słowa i pojęcia

  1. Witalizm.
  2. Fotosynteza.
  3. Związki organiczne: naturalne, sztuczne i syntetyczne.
  4. Chemia organiczna.
  5. Cechy charakteryzujące związki organiczne.

Pytania i zadania

  1. Korzystając z wiedzy z kursu biologii, porównaj skład chemiczny roślina i komórki zwierzęce. Jakie związki organiczne zawierają? Czym różnią się związki organiczne komórek roślinnych i zwierzęcych?
  2. Opisz obieg węgla w przyrodzie.
  3. Wyjaśnij, dlaczego powstała doktryna witalizmu i dlaczego upadła.
  4. Jakie znasz rodzaje związków organicznych (według pochodzenia)? Podaj przykłady i wskaż obszary ich zastosowania.
  5. Oblicz objętość tlenu (nr) i masę glukozy powstałej w wyniku fotosyntezy z 880 ton dwutlenku węgla.
  6. Oblicz objętość powietrza (nie dotyczy), która będzie potrzebna do spalenia 480 kg metanu CH4, jeśli udział objętościowy tlenu w powietrzu wynosi 21%.

>> Chemia: Klasyfikacja związków organicznych

Wiesz już, że o właściwościach substancji organicznych decyduje ich skład i struktura chemiczna. Nic więc dziwnego, że klasyfikacja związków organicznych opiera się na teorii struktury - teorii A. M. Butlerowa. Substancje organiczne klasyfikuje się według obecności i kolejności połączeń atomów w cząsteczkach. Najtrwalszą i najmniej zmienną częścią cząsteczki substancji organicznej jest jej szkielet – łańcuch atomów węgla. W zależności od kolejności łączenia atomów węgla w tym łańcuchu substancje dzielą się na acykliczne, które nie zawierają zamkniętych łańcuchów atomów węgla w cząsteczkach, oraz karbocykliczne, które zawierają takie łańcuchy (cykle) w cząsteczkach.

Treść lekcji notatki z lekcji ramka wspomagająca prezentację lekcji metody przyspieszania technologie interaktywne Praktyka zadania i ćwiczenia autotest warsztaty, szkolenia, case'y, zadania prace domowe dyskusja pytania retoryczne pytania uczniów Ilustracje pliki audio, wideo i multimedia fotografie, obrazy, grafiki, tabele, diagramy, humor, anegdoty, dowcipy, komiksy, przypowieści, powiedzenia, krzyżówki, cytaty Dodatki streszczenia artykuły sztuczki dla ciekawskich szopki podręczniki podstawowy i dodatkowy słownik terminów inne Udoskonalanie podręczników i lekcjipoprawianie błędów w podręczniku aktualizacja fragmentu podręcznika, elementy innowacji na lekcji, wymiana przestarzałej wiedzy na nową Tylko dla nauczycieli doskonałe lekcje planie kalendarza przez rok zalecenia metodologiczne programy dyskusyjne Zintegrowane Lekcje