Organiska föreningar , organiska ämnen [1] [2] - en klass av kemikalier som kombinerar nästan alla kemiska föreningar, som inkluderar kolatomer associerade med atomer av andra kemiska grundämnen. De studeras i organisk kemi , och i det inledande skedet av dess utveckling klassificerades endast kolföreningar av vegetabiliskt och animaliskt ursprung som organiska. Av dessa historiska skäl är ett antal kolhaltiga föreningar, till exempel kolmonoxid , koldioxid , vätecyanid , koldisulfid , metallkarbonyler , karbonater , cyanider , rhodanider , traditionellt inte klassificerade som organiska, utan anses vara oorganiska föreningar. . Konventionellt kan vi anta att den strukturella prototypen av organiska föreningar är kolväten [2] . Organiska föreningar, tillsammans med kol (C), innehåller oftast (separat eller i olika kombinationer) väte (H), syre (O), kväve (N), mycket mindre ofta - svavel (S), fosfor (P), halogener ( F , Cl , Br , I ), bor (B) och några metaller [3] .
Organiska föreningar är mycket mindre vanliga i jordskorpan än oorganiska , men de är av stor betydelse, eftersom de är nyckelämnen i livet för alla kända livsformer på jorden . Många organiska föreningar (till exempel som finns i marken ) ingår i de huvudsakliga biogeokemiska kretsloppen ( kolkretslopp , kvävecykel ), är utgångsmaterial ( Krebs cykel ) och produkter ( fotosyntes ) av biosfäriska processer, vars volym uppskattas [4] till 380 miljarder ton. För många organiska föreningar är en av de viktigaste byggstenarna (inklusive som en kolkälla ) petroleumdestillat [5] .
Namnet organiska ämnen dök upp i ett tidigt skede i utvecklingen av kemin under de vitalistiska åsikternas regeringstid , som fortsatte Aristoteles och Plinius den äldres tradition om att dela upp världen i levande och icke-levande. År 1807 föreslog den svenske kemisten Jakob Berzelius att de ämnen som erhålls från organismer skulle kallas organiska, och vetenskapen som studerar dem, organisk kemi. Man trodde att för syntesen av organiska ämnen är en speciell "livskraft" ( lat. vis vitalis ), inneboende endast för levande varelser, nödvändig, och därför är syntesen av organiska ämnen från oorganiska omöjlig. Denna idé motbevisades av Friedrich Wöhler , en elev till Berzelius, 1829 genom att syntetisera "organisk" urea från det "minerala" ammoniumcyanatet, men uppdelningen av ämnen i organiska och oorganiska har bevarats i kemisk terminologi till denna dag.
Antalet kända organiska föreningar är mer än 186 miljoner. Således är organiska föreningar den mest omfattande klassen av kemiska föreningar . Mångfalden av organiska föreningar är förknippade med kolets unika egenskap att bilda atomkedjor, vilket i sin tur beror på den höga stabiliteten (det vill säga energi ) kol-kolbindningen . Kol-kol-bindningen kan vara antingen enkel eller multipel -dubbel , trippel . Med en ökning av mångfalden av kol-kolbindningen ökar dess energi, det vill säga stabiliteten, och längden minskar. Den högsta valensen av kol - 4, såväl som förmågan att bilda flera bindningar , gör att du kan bilda strukturer av olika dimensioner (linjär, platt, bulk).
Huvudklasserna av organiska föreningar av biologiskt ursprung - proteiner , lipider , kolhydrater , nukleinsyror - innehåller, förutom kol, huvudsakligen väte , kväve , syre , svavel och fosfor . Det är därför som "klassiska" organiska föreningar främst innehåller väte , syre , kväve och svavel - trots att de grundämnen som utgör organiska föreningar, förutom kol, kan vara nästan vilket grundämne som helst.
Föreningar av kol med andra grundämnen utgör en speciell klass av organiska föreningar - organoelementföreningar . Metallorganiska föreningar innehåller en metall -kolbindning och utgör en omfattande underklass av organoelementföreningar.
Det finns flera viktiga egenskaper som skiljer organiska föreningar i en separat, till skillnad från något annat, klass av kemiska föreningar.
Organisk nomenklatur är ett system för att klassificera och namnge organiska ämnen. IUPAC-nomenklaturen är för närvarande vanlig .
Klassificeringen av organiska föreningar är baserad på en viktig princip, enligt vilken de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos en organisk förening bestäms i den första approximationen av två huvudkriterier - strukturen av kolskelettet av föreningen och dess funktionella grupper .
Beroende på kolskelettets beskaffenhet kan organiska föreningar delas in i acykliska och cykliska . Bland acykliska föreningar särskiljs begränsande och omättade . Cykliska föreningar delas in i karbocykliska (alicykliska och aromatiska) och heterocykliska .
Alifatiska föreningar är organiska ämnen som inte innehåller aromatiska system i strukturen.
Kolväten - Alkaner - Alkener - Diener eller Alkadiener - Alkyner - Halogenerade kolväten - Alkoholer - Tioler - Etrar - Aldehyder - Ketoner - Karboxylsyror - Estrar - Kolhydrater eller sockerarter - Naftener - Amider - Aminer - Lipider - Nitriler
Aromatiska föreningar , eller arener , är organiska ämnen vars struktur inkluderar ett (eller flera) aromatiska cykliska system (se Aromaticitet ).
Bensen - Toluen - Xylen - Anilin - Fenol - Acetofenon - Bensonitril - Halogenarener - Naftalen - Antracen - Fenantren - Benspyren - Koronen - Azulen - Bifenyl - Ionol
Heterocykliska föreningar - ämnen i molekylstrukturen av vilka det finns minst en cykel med en (eller flera) heteroatomer .
Pyrrol - Tiofen - Furan - Pyridin
Polymerer är en speciell sorts substans, även känd som högmolekylära föreningar . Deras struktur inkluderar vanligtvis många mindre segment (anslutningar). Dessa segment kan vara identiska, och då talar vi om en homopolymer . Polymerer tillhör makromolekylerna - en klass av ämnen som består av molekyler av mycket stor storlek och massa. Polymerer kan vara organiska ( polyeten , polypropen , plexiglas , etc.) eller oorganiska ( silikon ); syntetisk ( polyvinylklorid ) eller naturlig ( cellulosa , stärkelse ).
För närvarande finns det flera metoder för att karakterisera organiska föreningar:
| Klasser av organiska föreningar | |
|---|---|
| kolväten | |
| Syrehaltig | |
| Kvävehaltig | |
| Svavel | |
| Fosforhaltig | |
| haloorganiska | |
| organosilikon | |
| Organoelement | |
| Andra viktiga klasser | |
| Organisk kemi | |
|---|---|