Organisk eller mineralförening. Klassificering av organiska föreningar

Ett ämne som består av två eller flera komponenter är en komplex organisk eller mineralisk förening. Beroende på identitet bestäms dess egenskaper, komposition och andra indikatorer. Kemiska föreningar är närvarande i miljön i stora mängder. Vissa av dem har en positiv effekt, och en del - en katastrofal effekt på levande organismer. Mineralföreningar är närvarande i livlig natur. De innefattar särskilt svavel, grafit, sand och andra. Det finns flera tecken på vilka en organisk eller mineralisk förening bestäms.

Historisk bakgrund

Begreppet "organisk förening" uppträdde i början av utvecklingen av kemisk vetenskap. Denna klass innehåller ämnen där kol är närvarande (förutom kolsyra, cyanider, karbider, karbonater, kolmonoxid). Vid en tidpunkt då den vitalistiska utsikten råkade, fortsatte Plinius-traditionerna av äldste och Aristoteles om hela världens uppdelning till en livlig och levande en, var ämnena separerade beroende på vilket rike de tillhörde: djuret och grönsaken eller mineralen. Dessutom trodde man att syntesen av den första kräver en speciell "livskraft". I detta avseende var det omöjligt att få organiska från en oorganisk substans . Dock antogs detta antagande 1828 av Veler. Han syntetiserade organisk urea från oorganiskt ammoniumcyanat. Denna uppdelning har emellertid bevarats i terminologi och till nuet. Med vilka kriterier bestäms den organiska eller mineraliska föreningen? Om detta senare i artikeln.

Allmän information

Den mest omfattande klassen idag är organiska föreningar. För närvarande finns det mer än tio miljoner. Denna mångfald beror på kolens speciella egenskap för att bilda atomkedjor. Detta beror i sin tur på anslutningens stabilitet. Koldioxidkedjan kan vara singel eller flera - trippel, dubbel. När multipliciteten ökar ökar bindningsenergin (stabiliteten) och längden tvärtom minskar. På grund av kolens höga valens och förmågan att bilda sådana kedjor bildas strukturer av olika dimensioner (volym, platt, linjär). Mineraliska arter kallas föreningar som förekommer i naturen. Dessa ämnen har en speciell sammansättning och struktur, fysiska egenskaper. I allmänhet är strukturen hos oorganiska ämnen densamma. Kompositionen kan variera inom vissa gränser. Egenheten hos mineralföreningar är det vanliga och korrekta arrangemanget av atomer. Grunden för systematiken för dessa ämnen lades 1814 av Berzelius.

Sammansättning som en av de främsta särdragen hos ämnen

Tillhör denna eller den andra typen bestäms av kompositionens komponenter. Ett ämne är en organisk eller mineralisk förening som har en specifik struktur och sammansättning. Huvudgrupperna av ämnen av biologiskt ursprung innefattar proteiner, kolhydrater, lipider. Nukleinsyror som tillhör denna klass, förutom kol, innehåller övervägande kväve, väte, fosfor, svavel och syre. Dessa element ingår som en del av de "klassiska" organiska föreningarna som grundläggande. Således kan ämnen innehålla de mest olika komponenterna. Sålunda är den huvudsakliga egenskapen enligt vilken det bestäms vilken substans som representeras - organisk eller mineralförening - närvaron i kolets sammansättning och de ovan angivna grundelementen.

Konceptet av en mineralförening kan studeras genom att överväga en mängd olika naturliga ämnen - granat. De har olika fysiska egenskaper. De beror på kompositionen, trots de förändringar i vilka strukturen förblir densamma. Här kan man bara säga om skillnader i läget för vissa atomer och ett antal interplanaravstånd.

Klassificering av organiska föreningar

Hittills tillämpas IUPAC-nomenklaturen. Klassificering av organiska föreningar i detta system är baserad på en viktig princip. I enlighet med detta bestäms ämnets egenskaper först av två huvudkriterier. Den första är kolskelettet (strukturen hos organiska föreningar), och den andra är dess funktionella grupper. I enlighet med karaktären av ämnets struktur är indelad i cyklisk och acyklisk. Den senare innefattar i sin tur omättade och begränsande. Gruppen av cykliska substanser innefattar heterocyklisk och karbocyklisk. Några formler av organiska föreningar:

- CH3CH2CH2COOH - smörsyra.

- CH3COCH3-aceton.

- CH3COOC2H5-etylacetat.

- CH3CH (OH) COOH - mjölksyra.

Strukturell analys

Idag karaktäriseras organiska kemiska föreningar med olika metoder. Den mest exakta är röntgendiffraktionsanalysen (kristallografi). Användning av denna metod kräver dock en högkvalitativ kristall av den erforderliga storleken, vilket möjliggör en hög upplösning. I detta avseende används inte kristallografi så ofta. Elementanalys är en destruktiv metod som används för att kvantifiera innehållet i komponenter i en molekyl. För att bevisa frånvaro eller närvaro av specifika funktionella grupper används infrarödspektroskopi. Masspektrometri är bestämningen av molekylvikten hos ett ämne och metoderna för fragmentering.

Kemiska egenskaper hos organiska föreningar. Karboxylsyror

Människans liv är nära besläktat med dessa ämnen. Många människor känner till sådana namn som ättiksyra, myrsyra, citronsyra. Dessa föreningar används vid tillverkning av läkemedel (acetylsalicylsyra), inom livsmedelsindustrin, samt för framställning av tvål och syntetiska tvättmedel. Vissa föreningar framställs av insekter (myror, till exempel) och fungerar som skyddande medel. De biokemiska processerna som äger rum på cellulär nivå är associerade med pyruvsyra och vid oxidation av många ämnen som tränger in i människokroppen bildas ättiksyra eller mjölksyra. När man beaktar strukturen hos karboxylgruppen bör man notera närvaron av en dubbel C = O-bindning i den. I detta sammanhang bör det hänföras till omättade funktionella grupper. Dessutom finns i strukturen av ämnen en bindning mellan den O-H-mobilväteatomen. De allmänna egenskaperna hos dessa föreningar observeras i stearin-, ättiksyra-, akrylsyra och myrsyra kombinerar inte bara de grundläggande egenskaperna hos syror utan även aldehyder. Beroende på radikalen med vilken karboxylgruppen binder finns det utmärkta aromatiska, omättade, begränsande och andra substanser. I enlighet med antalet grupper i molekylen isoleras dibasisk, monobasisk och andra. När man överväger vissa egenskaper hos ämnen kan någon likhet med oorganiska och organiska syror noteras. Båda ämnena kan till exempel interagera med metaller, baser.

Aromatiska kolväten

Dessa organiska föreningar, vars sammansättning är väte-, kol- och bensenkärnor. De viktigaste och "klassiska" företrädarna för denna grupp är bensen (I) och homologer (dimetylbensen, metylbensen). Det finns många aromatiska kolväten med bensenkärnor. Till exempel innefattar de difenyl C6H5-C6H5, med formeln som det är lätt att förstå vilken typ av substans som är en organisk eller mineralisk förening. Produkter av kokskol används som huvudkälla för produktion av aromatiska kolväten. Så, från ett ton koltjära, erhålls i genomsnitt ett och ett halvt kilo toluen, 3,5 kg bensen och två kilo naftalen.

Huvudegenskaper hos aromatiska kolväten

Av deras kemiska egenskaper skiljer sig aromatiska kolatomer från alicykliska omättade komplexa ämnen. I detta avseende definieras en separat grupp för dem. Under påverkan av salpetersyra, svavelsyror, halogener och andra reagens ersätter aromatiska kolväten väteatomer. Som ett resultat bildas sulfonsyror, halobenzener och andra. Alla dessa ämnen är mellanprodukter som används vid tillverkning av färgämnen, läkemedel.

alkaner

Denna grupp av komplexa substanser, som innehåller de minst aktiva föreningarna. Alla C-H- och C-C-bindningarna som finns i dem är singelbindningar. Detta medför att alkanernas oförmåga att delta i tillsatsreaktionerna. Vid kloreringen av dessa komplexa substanser, som börjar med propan, kan den första kloratomen ersätta olika väteatomer. Riktningen av denna process beror på styrkan hos CH-bindningen. Ju svagare kedjan desto snabbare ersätter en viss atom. Primärbindningar har oftast större styrka, sekundära är stabila än tertiära obligationer, och så vidare.

Deltagande i reaktioner

Olika reaktivitet kan leda till det faktum att av sannolikt möjliga produkter kommer endast en att råda. Vid en temperatur av 25 grader sker klorering längs sekundärkedjan fyra och en halv gånger snabbare än i primärkedjan. Fluorering av alkaner fortskrider med en hög, ofta explosiv hastighet. I detta fall bildas alla typer av polyfluorderivat av utgångsmaterialet. Den energi som frigörs under reaktionen är så stor att det i vissa fall framkallar förfallet i radikaler av produktmolekyler. Som ett resultat ökar reaktionshastigheten på ett skred, vilket leder till explosioner även vid tillräckligt låga temperaturer. Ett kännetecken vid fluorering av alkaner är möjligheten till förstöring av fluoratomer i kolskelettet och bildandet av CF4 - slutprodukten.