ประเภทของสารประกอบอินทรีย์ตามแหล่งกำเนิด สารประกอบอินทรีย์

ในอดีต นักวิทยาศาสตร์ได้แบ่งสสารทั้งหมดในธรรมชาติออกเป็นสิ่งไม่มีชีวิตและสิ่งมีชีวิตตามเงื่อนไข รวมถึงอาณาจักรของสัตว์และพืชด้วย สารกลุ่มที่ 1 เรียกว่า แร่ และสิ่งที่รวมอยู่ในกลุ่มที่สองเริ่มเรียกว่าสารอินทรีย์

สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไร? ประเภทของสารอินทรีย์เป็นสารประกอบที่ครอบคลุมมากที่สุดในบรรดาสารประกอบทางเคมีทั้งหมดที่นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่รู้จัก คำถามที่ว่าสารชนิดใดที่เป็นสารอินทรีย์สามารถตอบได้ด้วยวิธีนี้ - สิ่งเหล่านี้คือสารประกอบทางเคมีที่มีคาร์บอน

โปรดทราบว่าสารประกอบที่มีคาร์บอนไม่ใช่สารประกอบอินทรีย์ทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ไม่รวมคอร์ไบด์และคาร์บอเนต กรดคาร์บอนิกและไซยาไนด์ และคาร์บอนออกไซด์

เหตุใดจึงมีสารอินทรีย์มากมาย?

คำตอบสำหรับคำถามนี้อยู่ที่คุณสมบัติของคาร์บอน องค์ประกอบนี้น่าสนใจเนื่องจากสามารถสร้างสายโซ่ของอะตอมได้ และในขณะเดียวกัน พันธะคาร์บอนก็เสถียรมาก

นอกจากนี้ในสารประกอบอินทรีย์จะมีความจุสูง (IV) เช่น ความสามารถในการสร้างพันธะเคมีกับสารอื่น และไม่เพียงแต่เดี่ยวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสองเท่าและสามเท่าด้วย (หรือที่เรียกว่าทวีคูณ) เมื่อทวีคูณของพันธะเพิ่มขึ้น สายโซ่ของอะตอมจะสั้นลงและความเสถียรของพันธะจะเพิ่มขึ้น

คาร์บอนยังมีความสามารถในการสร้างโครงสร้างเชิงเส้น แบน และสามมิติอีกด้วย

นี่คือสาเหตุที่สารอินทรีย์ในธรรมชาติมีความหลากหลายมาก คุณสามารถตรวจสอบได้ด้วยตัวเองง่ายๆ โดยยืนหน้ากระจกแล้วมองภาพสะท้อนของคุณอย่างระมัดระวัง เราแต่ละคนเปรียบเสมือนตำราเดินเรื่องเคมีอินทรีย์ ลองคิดดู: อย่างน้อย 30% ของมวลของเซลล์แต่ละเซลล์ของคุณเป็นสารประกอบอินทรีย์ โปรตีนที่สร้างร่างกายของคุณ คาร์โบไฮเดรตซึ่งทำหน้าที่เป็น “เชื้อเพลิง” และเป็นแหล่งพลังงาน ไขมันที่เก็บพลังงานสำรอง ฮอร์โมนที่ควบคุมการทำงานของอวัยวะและแม้แต่พฤติกรรมของคุณ เอนไซม์ที่เริ่มปฏิกิริยาเคมีในตัวคุณ และแม้กระทั่ง "ซอร์สโค้ด" หรือสายโซ่ DNA ล้วนแต่เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีคาร์บอนเป็นหลัก

องค์ประกอบของสารอินทรีย์

ดังที่เราได้กล่าวไว้ในตอนต้น วัสดุก่อสร้างหลักสำหรับอินทรียวัตถุคือคาร์บอน และในทางปฏิบัติแล้วธาตุใดๆ เมื่อรวมกับคาร์บอนก็สามารถสร้างสารประกอบอินทรีย์ได้

ในธรรมชาติ สารอินทรีย์มักประกอบด้วยไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัส

โครงสร้างของสารอินทรีย์

ความหลากหลายของสารอินทรีย์บนโลกและความหลากหลายของโครงสร้างสามารถอธิบายได้ด้วยคุณสมบัติเฉพาะของอะตอมคาร์บอน

คุณจำได้ว่าอะตอมของคาร์บอนสามารถสร้างพันธะที่แข็งแกร่งมากต่อกันโดยเชื่อมต่อกันเป็นสายโซ่ ผลที่ได้คือโมเลกุลที่เสถียร วิธีที่อะตอมของคาร์บอนเชื่อมต่อกันเป็นสายโซ่ (จัดเรียงเป็นซิกแซก) เป็นหนึ่งในคุณสมบัติสำคัญของโครงสร้าง คาร์บอนสามารถรวมกันเป็นทั้งโซ่เปิดและโซ่ปิด (ไซคลิก)

สิ่งสำคัญคือโครงสร้างของสารเคมีส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติทางเคมี วิธีที่อะตอมและกลุ่มของอะตอมในโมเลกุลมีอิทธิพลซึ่งกันและกันก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน

เนื่องจากคุณสมบัติทางโครงสร้างจำนวนสารประกอบคาร์บอนประเภทเดียวกันจึงมีจำนวนนับสิบและหลายร้อย ตัวอย่างเช่น เราสามารถพิจารณาสารประกอบไฮโดรเจนของคาร์บอน เช่น มีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทน เป็นต้น

ตัวอย่างเช่น มีเทน - CH 4 ภายใต้สภาวะปกติ สารประกอบของไฮโดรเจนกับคาร์บอนดังกล่าวจะอยู่ในสถานะการรวมตัวของก๊าซ เมื่อออกซิเจนปรากฏในองค์ประกอบจะเกิดของเหลวขึ้น - เมทิลแอลกอฮอล์ CH 3 OH

ไม่เพียงแต่สารที่มีองค์ประกอบเชิงคุณภาพต่างกัน (ดังตัวอย่างข้างต้น) เท่านั้นที่แสดงคุณสมบัติที่แตกต่างกัน แต่สารที่มีองค์ประกอบเชิงคุณภาพเดียวกันก็สามารถทำได้เช่นกัน ตัวอย่างคือความสามารถที่แตกต่างกันของมีเทน CH 4 และเอทิลีน C 2 H 4 ในการทำปฏิกิริยากับโบรมีนและคลอรีน มีเทนสามารถเกิดปฏิกิริยาดังกล่าวได้เฉพาะเมื่อถูกความร้อนหรือสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตเท่านั้น และเอทิลีนทำปฏิกิริยาแม้ไม่มีแสงสว่างหรือความร้อน

ลองพิจารณาตัวเลือกนี้: องค์ประกอบเชิงคุณภาพของสารประกอบเคมีเหมือนกัน แต่องค์ประกอบเชิงปริมาณแตกต่างกัน จากนั้นคุณสมบัติทางเคมีของสารประกอบจะแตกต่างกัน เช่นเดียวกับกรณีอะเซทิลีน C 2 H 2 และเบนซีน C 6 H 6

คุณสมบัติของสารอินทรีย์ดังกล่าวมีบทบาทไม่น้อยในความหลากหลายนี้ ซึ่ง "ผูกมัด" กับโครงสร้างของพวกมัน เช่น ไอโซเมอริซึมและคล้ายคลึงกัน

ลองจินตนาการว่าคุณมีสารสองชนิดที่ดูเหมือนเหมือนกัน ซึ่งมีองค์ประกอบเหมือนกันและมีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน แต่โครงสร้างของสารเหล่านี้มีความแตกต่างกันโดยพื้นฐานซึ่งส่งผลให้คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น สามารถเขียนสูตรโมเลกุล C 4 H 10 สำหรับสารสองชนิดที่แตกต่างกัน ได้แก่ บิวเทนและไอโซบิวเทน

มันเกี่ยวกับ ไอโซเมอร์– สารประกอบที่มีองค์ประกอบและน้ำหนักโมเลกุลเท่ากัน แต่อะตอมในโมเลกุลของพวกมันถูกจัดเรียงตามลำดับที่แตกต่างกัน (โครงสร้างแบบกิ่งก้านและไม่มีกิ่งก้าน)

เกี่ยวกับ ความคล้ายคลึงกัน- นี่คือลักษณะของโซ่คาร์บอนซึ่งสามารถรับสมาชิกที่ตามมาแต่ละตัวได้โดยการเพิ่มกลุ่ม CH 2 หนึ่งกลุ่มเข้ากับกลุ่มก่อนหน้า แต่ละอนุกรมที่คล้ายคลึงกันสามารถแสดงได้ด้วยสูตรทั่วไปสูตรเดียว และการรู้สูตรจึงเป็นเรื่องง่ายที่จะกำหนดองค์ประกอบของสมาชิกคนใดคนหนึ่งในซีรีส์ ตัวอย่างเช่น ความคล้ายคลึงกันของมีเทนอธิบายได้ด้วยสูตร C n H 2n+2

เมื่อ “ความแตกต่างที่คล้ายคลึงกัน” CH 2 เพิ่มขึ้น พันธะระหว่างอะตอมของสสารก็จะแข็งแกร่งขึ้น มาดูอนุกรมอนุกรมที่คล้ายคลึงกันของมีเธนกัน โดยสมาชิกสี่ตัวแรกคือก๊าซ (มีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทน) ส่วนหกลำดับต่อมาเป็นของเหลว (เพนเทน เฮกเซน เฮปเทน ออกเทน โนเทน เดเคน) แล้วติดตามสารในของแข็ง สถานะของการรวมตัว (pentadecane, eicosane ฯลฯ ) และยิ่งพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนแข็งแกร่งขึ้น น้ำหนักโมเลกุล จุดเดือด และจุดหลอมเหลวของสารก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย

สารอินทรีย์มีอยู่ประเภทใดบ้าง?

สารอินทรีย์ที่มีต้นกำเนิดทางชีวภาพ ได้แก่ :

• โปรตีน;
• คาร์โบไฮเดรต
• กรดนิวคลีอิก
• ไขมัน

สามจุดแรกสามารถเรียกได้ว่าเป็นโพลีเมอร์ชีวภาพ

การจำแนกประเภทสารเคมีอินทรีย์โดยละเอียดยิ่งขึ้นครอบคลุมถึงสารที่ไม่เพียงแต่มีต้นกำเนิดทางชีวภาพเท่านั้น

ไฮโดรคาร์บอนได้แก่:

• สารประกอบอะไซคลิก:
  • ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว (อัลเคน);
  • ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว:
    • อัลคีน;
    • อัลคีน;
    • อัลคาเดียน
• การเชื่อมต่อแบบวงกลม:
  • สารประกอบคาร์โบไซคลิก:
    • อะลิไซคลิก;
    • มีกลิ่นหอม
  • สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก

นอกจากนี้ยังมีสารประกอบอินทรีย์ประเภทอื่นที่คาร์บอนรวมตัวกับสารอื่นที่ไม่ใช่ไฮโดรเจน:

• แอลกอฮอล์และฟีนอล
• อัลดีไฮด์และคีโตน
• กรดคาร์บอกซิลิก
• เอสเทอร์;
• ไขมัน;
• คาร์โบไฮเดรต:
  • โมโนแซ็กคาไรด์;
  • โอลิโกแซ็กคาไรด์;
  • โพลีแซ็กคาไรด์
  • เมือกโพลีแซ็กคาไรด์
• เอมีน;
• กรดอะมิโน
• โปรตีน;
• กรดนิวคลีอิก

สูตรของสารอินทรีย์แบ่งตามประเภท

ตัวอย่างของสารอินทรีย์

ดังที่คุณจำได้ว่าในร่างกายมนุษย์มีสารอินทรีย์หลายชนิดเป็นพื้นฐาน สิ่งเหล่านี้ได้แก่ เนื้อเยื่อและของเหลว ฮอร์โมนและเม็ดสี เอนไซม์และ ATP และอื่นๆ อีกมากมาย

ในร่างกายของมนุษย์และสัตว์ ให้ความสำคัญกับโปรตีนและไขมันเป็นอันดับแรก (ครึ่งหนึ่งของมวลแห้งของเซลล์สัตว์คือโปรตีน) ในพืช (ประมาณ 80% ของมวลแห้งของเซลล์) - คาร์โบไฮเดรต ส่วนใหญ่เป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน - โพลีแซ็กคาไรด์ รวมถึงเซลลูโลส (ถ้าไม่มีก็ไม่มีกระดาษ) แป้ง

เรามาพูดถึงรายละเอียดบางส่วนกันดีกว่า

ตัวอย่างเช่นเกี่ยวกับ คาร์โบไฮเดรต- หากเป็นไปได้ที่จะวัดมวลของสารอินทรีย์ทั้งหมดบนโลก มันจะเป็นคาร์โบไฮเดรตที่จะชนะการแข่งขันครั้งนี้

พวกมันทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานในร่างกาย เป็นวัสดุก่อสร้างของเซลล์ และยังกักเก็บสารต่างๆ อีกด้วย พืชใช้แป้งเพื่อการนี้ สัตว์ใช้ไกลโคเจน

นอกจากนี้คาร์โบไฮเดรตยังมีความหลากหลายมาก ตัวอย่างเช่น คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยว โมโนแซ็กคาไรด์ที่พบมากที่สุดในธรรมชาติคือเพนโตส (รวมถึงดีออกซีไรโบสซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ DNA) และเฮกโซส (กลูโคสซึ่งคุณคุ้นเคย)

เช่นเดียวกับอิฐ บนสถานที่ก่อสร้างขนาดใหญ่ตามธรรมชาติ โพลีแซ็กคาไรด์ถูกสร้างขึ้นจากโมโนแซ็กคาไรด์หลายพันตัว หากไม่มีพวกมัน แม่นยำยิ่งขึ้นหากไม่มีเซลลูโลสและแป้งก็จะไม่มีพืช และสัตว์ที่ไม่มีไกลโคเจน แลคโตส และไคตินก็จะประสบปัญหา

มาดูกันให้ละเอียด กระรอก- ธรรมชาติเป็นผู้เชี่ยวชาญในด้านกระเบื้องโมเสคและปริศนา: จากกรดอะมิโนเพียง 20 ชนิด โปรตีน 5 ล้านชนิดจึงก่อตัวขึ้นในร่างกายมนุษย์ โปรตีนยังมีหน้าที่สำคัญอีกมากมาย ตัวอย่างเช่น การสร้าง การควบคุมกระบวนการในร่างกาย การแข็งตัวของเลือด (มีโปรตีนแยกต่างหากสำหรับสิ่งนี้) การเคลื่อนไหว การขนส่งสารบางชนิดในร่างกาย นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งพลังงานในรูปแบบของเอนไซม์ที่พวกเขาทำหน้าที่เป็น ตัวเร่งปฏิกิริยาและป้องกัน แอนติบอดีมีบทบาทสำคัญในการปกป้องร่างกายจากอิทธิพลภายนอกที่เป็นลบ และหากมีความผิดปกติเกิดขึ้นในการปรับแต่งร่างกายอย่างละเอียด แอนติบอดีแทนที่จะทำลายศัตรูภายนอกสามารถทำหน้าที่เป็นผู้รุกรานอวัยวะและเนื้อเยื่อของร่างกายได้

โปรตีนยังแบ่งออกเป็นแบบง่าย (โปรตีน) และเชิงซ้อน (โปรตีน) และมีคุณสมบัติเฉพาะสำหรับพวกเขา: การเสียสภาพ (การทำลายซึ่งคุณสังเกตเห็นมากกว่าหนึ่งครั้งเมื่อต้มไข่จนแข็ง) และการคืนสภาพ (คุณสมบัตินี้พบการใช้งานอย่างกว้างขวางในการผลิตยาปฏิชีวนะ อาหารเข้มข้น ฯลฯ)

อย่าละเลย ไขมัน(ไขมัน). ในร่างกายของเราพวกมันทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำรอง เนื่องจากเป็นตัวทำละลาย จึงช่วยให้เกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมีได้ มีส่วนร่วมในการก่อสร้างร่างกาย - ตัวอย่างเช่น ในการสร้างเยื่อหุ้มเซลล์

และอีกสองสามคำเกี่ยวกับสารประกอบอินทรีย์ที่น่าสนใจเช่น ฮอร์โมน- พวกเขามีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางชีวเคมีและเมแทบอลิซึม ฮอร์โมนที่มีขนาดเล็กมากทำให้ผู้ชายเป็นผู้ชาย (เทสโทสเทอโรน) และผู้หญิงเป็นผู้หญิง (เอสโตรเจน) พวกมันทำให้เรามีความสุขหรือเศร้า (ฮอร์โมนไทรอยด์มีบทบาทสำคัญในอารมณ์แปรปรวน และเอ็นดอร์ฟินให้ความรู้สึกมีความสุข) และพวกเขายังกำหนดว่าเราเป็น "นกฮูกกลางคืน" หรือ "นกเล่นชนิดหนึ่ง" ไม่ว่าคุณจะเต็มใจเรียนสายหรืออยากตื่นเช้าและทำการบ้านก่อนไปโรงเรียนนั้น ไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับกิจวัตรประจำวันของคุณเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฮอร์โมนต่อมหมวกไตด้วย

บทสรุป

โลกแห่งอินทรียวัตถุนั้นน่าทึ่งจริงๆ แค่เจาะลึกการศึกษาเพียงเล็กน้อยเพื่อหยุดความรู้สึกเป็นเครือญาติกับทุกชีวิตบนโลกก็เพียงพอแล้ว สองขา สี่หรือรากแทนที่จะเป็นขา - เราทุกคนรวมกันเป็นหนึ่งเดียวด้วยความมหัศจรรย์ของห้องปฏิบัติการเคมีของแม่ธรรมชาติ มันทำให้อะตอมของคาร์บอนรวมตัวกันเป็นสายโซ่ ทำปฏิกิริยาและสร้างสารประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันหลายพันชนิด

ตอนนี้คุณมีคำแนะนำโดยย่อเกี่ยวกับเคมีอินทรีย์แล้ว แน่นอนว่าไม่ใช่ข้อมูลที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่จะนำเสนอที่นี่ คุณอาจต้องชี้แจงบางประเด็นด้วยตัวเอง แต่คุณสามารถใช้เส้นทางที่เราระบุไว้สำหรับการวิจัยอิสระของคุณเองได้ตลอดเวลา

คุณยังสามารถใช้คำจำกัดความของบทความเกี่ยวกับอินทรียวัตถุ การจำแนกประเภทและสูตรทั่วไปของสารประกอบอินทรีย์ และข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับสารประกอบอินทรีย์เหล่านี้ เพื่อเตรียมเรียนวิชาเคมีที่โรงเรียน

บอกเราในความคิดเห็นว่าคุณชอบส่วนใดของเคมี (อินทรีย์หรืออนินทรีย์) มากที่สุด และเพราะเหตุใด อย่าลืม "แบ่งปัน" บทความบนโซเชียลเน็ตเวิร์กเพื่อให้เพื่อนร่วมชั้นของคุณได้รับประโยชน์จากมันด้วย

โปรดแจ้งให้เราทราบหากคุณพบความไม่ถูกต้องหรือข้อผิดพลาดในบทความ เราทุกคนต่างก็เป็นมนุษย์ และเราทุกคนต่างก็ทำผิดพลาดในบางครั้ง

เว็บไซต์ เมื่อคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วน จำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มา

ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโซ่คาร์บอน สารประกอบอินทรีย์สามชุดต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

1) การเชื่อมต่อ ด้วยสายโซ่เปิดของอะตอมคาร์บอนซึ่งเรียกอีกอย่างว่าสารประกอบอะไซคลิกหรือสารประกอบไขมัน (ชื่อนี้เกิดขึ้นในอดีต: สารประกอบแรกที่มีโซ่คาร์บอนเปิดยาวคือกรด)

ขึ้นอยู่กับลักษณะของพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอน สารประกอบเหล่านี้แบ่งออกเป็น: ก) การจำกัด (หรืออิ่มตัว) ซึ่งประกอบด้วยพันธะธรรมดา (เดี่ยว) ในโมเลกุล; b) ไม่อิ่มตัว (หรือไม่อิ่มตัว) ในโมเลกุลที่มีพันธะหลาย (สองหรือสาม) ระหว่างอะตอมของคาร์บอน

2) การเชื่อมต่อ โดยมีอะตอมคาร์บอนสายโซ่ปิดหรือคาร์โบไซคลิก สารประกอบเหล่านี้จะถูกแบ่งย่อยตามลำดับ:

ก) สำหรับสารประกอบอะโรมาติก

มีลักษณะเฉพาะด้วยการมีอยู่ของโมเลกุลของกลุ่มไซคลิกพิเศษของอะตอมคาร์บอน 6 อะตอม - ซีรีส์เบนซีนอะโรมาติก

กลุ่มนี้มีความโดดเด่นด้วยธรรมชาติของพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนและให้สารประกอบที่มีคุณสมบัติทางเคมีพิเศษซึ่งเรียกว่าคุณสมบัติอะโรมาติก

b) สารประกอบอะลิไซคลิกคือสารประกอบคาร์โบไซคลิกอื่นทั้งหมด

อะตอมของคาร์บอนในวัฏจักรมีความแตกต่างกัน และขึ้นอยู่กับลักษณะของพันธะระหว่างอะตอมเหล่านี้ อะตอมของคาร์บอนจะอิ่มตัวหรือไม่อิ่มตัวก็ได้

3) สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก

โมเลกุลของสารประกอบเหล่านี้มีวัฏจักรที่นอกเหนือไปจากอะตอมของคาร์บอนด้วย เฮเทอโรอะตอม.

ในชุดของสารประกอบอะไซคลิก (ไขมัน) และคาร์โบไซคลิก ที่ง่ายที่สุดคือไฮโดรคาร์บอน สารประกอบอื่นๆ ทั้งหมดในซีรีส์เหล่านี้ถือเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอน ซึ่งเกิดขึ้นจากการแทนที่อะตอมไฮโดรเจนหนึ่งหรือสองอะตอมขึ้นไปในโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนด้วยอะตอมหรือกลุ่มอะตอมอื่น

เรียกว่าสารตกค้างของไฮโดรคาร์บอนที่เกิดขึ้นเมื่ออะตอมไฮโดรเจนหนึ่งหรือสองอะตอมขึ้นไปออกจากโมเลกุล อนุมูลไฮโดรคาร์บอน

อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่มาแทนที่ไฮโดรเจนในรูปแบบฐานไฮโดรคาร์บอน ใช้งานได้หรือ ลักษณะเฉพาะ(คำนี้ได้รับการพัฒนาโดยกลุ่มสหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศ) ที่กำหนดคุณสมบัติทางเคมีทั่วไปของสารที่อยู่ในอนุพันธ์ไฮโดรคาร์บอนประเภทเดียวกัน

ประเภทของสารประกอบอินทรีย์:

1) ไฮโดรคาร์บอนฮาโลเจน: ก) อนุพันธ์ฟลูออริเนต; b) อนุพันธ์ของคลอรีน c) อนุพันธ์ของโบรโม d) อนุพันธ์ของไอโอดีน

2) สารประกอบที่มีออกซิเจน: ก) แอลกอฮอล์และฟีนอล; ข) อีเทอร์; c) อัลดีไฮด์; ง) คีโตน

8. ประเภทของสารประกอบอินทรีย์

ปฏิกิริยาอินทรีย์ก็เหมือนกับปฏิกิริยาอนินทรีย์ แบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลักๆ ได้แก่

1) ปฏิกิริยาทดแทน: CH 4 + CI 2 → CH 3 CI + HCI;

2) ปฏิกิริยาการกำจัด: CH 3 CH 2 Br → CH 2 = CH 2 + HBr;

3) ปฏิกิริยาการเติม: CH 2 = CH 2 + HBr → CH 3 CH 2 Br

ปฏิกิริยาการเติมได้แก่ ปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอไรเซชันปฏิกิริยาอินทรีย์ชนิดพิเศษก็คือ ปฏิกิริยาโพลีคอนเดนเซชันปฏิกิริยาอินทรีย์สามารถจำแนกได้และ โดยกลไกการทำลายพันธะโควาเลนต์ในโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยา

การจำแนกประเภทนี้ขึ้นอยู่กับสองวิธีในการทำลายพันธะโควาเลนต์

1. หากมีการใช้คู่อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่างอะตอม จะเกิดอนุมูลขึ้น พวกหัวรุนแรง- สิ่งเหล่านี้คืออนุภาคที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่. การตัดการเชื่อมต่อนี้เรียกว่า รุนแรง (homolytic)ลักษณะเฉพาะความเชื่อมโยงนี้คืออนุมูลที่ก่อตัวขึ้นจะมีปฏิกิริยากับโมเลกุลที่อยู่ในระบบปฏิกิริยาหรือต่อกัน

อนุมูลที่เกิดขึ้นจะมีปฏิกิริยากับโมเลกุลที่มีอยู่ในระบบปฏิกิริยาหรือซึ่งกันและกัน: CH 3 + CI 2 → CH 3 CI + CI

ตามกลไกที่รุนแรง ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเมื่อพันธะที่มีขั้วต่ำ (C-C, C-H, N-N) ถูกทำลายที่อุณหภูมิสูง ภายใต้อิทธิพลของแสงหรือรังสีกัมมันตภาพรังสี

2. หากพันธะขาดไป คู่อิเล็กตรอนร่วมจะคงเหลือเพียงอะตอมเดียว ไอออน - แคตไอออนและแอนไอออนกลไกนี้เรียกว่า อิออนหรือ เฮเทอโรไลติกนำไปสู่การก่อตัวของสารอินทรีย์ แคตไอออนหรือแอนไอออน: 1) เมทิลคลอไรด์ก่อให้เกิดเมทิลไอออนบวกและไอออนคลอไรด์ 2) เมทิลลิเธียมก่อให้เกิดลิเธียมไอออนบวกและเมทิลแอนไอออน

ไอออนอินทรีย์ได้รับการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติม ในกรณีนี้ แคตไอออนจะมีปฏิกิริยากับ นิวคลีโอฟิลิกอนุภาค (“รักนิวเคลียส”) และแอนไอออนอินทรีย์ด้วย อิเล็กโทรฟิลิกอนุภาค (“รักอิเล็กตรอน”) (ไอออนบวกของโลหะ ฮาโลเจน ฯลฯ)

กลไกไอออนิกจะสังเกตได้เมื่อพันธะโควาเลนต์มีขั้วแตก (คาร์บอน - ฮาโลเจน, คาร์บอน - ออกซิเจน ฯลฯ )

อนุภาคไอออนิกอินทรีย์มีความคล้ายคลึงกับไอออนในเคมีอนินทรีย์ - พวกมันมีประจุที่สอดคล้องกัน อย่างไรก็ตาม มันมีความแตกต่างกันอย่างมาก: ไอออนของสารประกอบอนินทรีย์จะมีอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำอยู่ตลอดเวลา และอนุภาคไอออนิกอินทรีย์จะปรากฏเฉพาะในขณะที่เกิดปฏิกิริยาเท่านั้น

ดังนั้นในหลายกรณีจำเป็นต้องพูดถึงไม่เกี่ยวกับไอออนอินทรีย์อิสระ แต่เกี่ยวกับโมเลกุลที่มีโพลาไรซ์สูง

กลไกที่รุนแรงจะสังเกตได้เมื่อพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้วหรือขั้วต่ำ (คาร์บอน-คาร์บอน คาร์บอน-ไฮโดรเจน ฯลฯ) ถูกทำลาย

อนุภาคไอออนิกอินทรีย์มีความคล้ายคลึงกับไอออนในเคมีอนินทรีย์ - พวกมันมีประจุที่สอดคล้องกัน

สารทั้งหมดที่มีอะตอมของคาร์บอน นอกเหนือจากคาร์บอเนต คาร์ไบด์ ไซยาไนด์ ไทโอไซยาเนต และกรดคาร์บอนิก ล้วนแต่เป็นสารประกอบอินทรีย์ ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตจากอะตอมของคาร์บอนผ่านเอนไซม์หรือปฏิกิริยาอื่น ๆ ปัจจุบัน สารอินทรีย์หลายชนิดสามารถสังเคราะห์ขึ้นได้ ซึ่งช่วยให้สามารถพัฒนายาและเภสัชวิทยาได้ เช่นเดียวกับการสร้างพอลิเมอร์และวัสดุคอมโพสิตที่มีความแข็งแรงสูง

การจำแนกประเภทของสารประกอบอินทรีย์

สารประกอบอินทรีย์เป็นสารประเภทที่มีจำนวนมากที่สุด มีสารประมาณ 20 ชนิดที่นี่ มีคุณสมบัติทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพต่างกัน จุดหลอมเหลว มวล ความผันผวน และความสามารถในการละลาย รวมถึงสถานะการรวมตัวภายใต้สภาวะปกติก็แตกต่างกันเช่นกัน ในหมู่พวกเขา:

• ไฮโดรคาร์บอน (อัลเคน, อัลคีน, อัลคีน, อัลคาเดียน, ไซโคลอัลเคน, อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน);
• อัลดีไฮด์;
• คีโตน;
• แอลกอฮอล์ (ไดไฮโดรริก, โมโนไฮดริก, โพลีไฮดริก);
• อีเทอร์;
• เอสเทอร์;
• กรดคาร์บอกซิลิก
• เอมีน;
• กรดอะมิโน
• คาร์โบไฮเดรต
• ไขมัน;
• โปรตีน;
• โพลีเมอร์ชีวภาพและโพลีเมอร์สังเคราะห์

การจำแนกประเภทนี้สะท้อนถึงลักษณะของโครงสร้างทางเคมีและการมีอยู่ของกลุ่มอะตอมเฉพาะที่กำหนดความแตกต่างในคุณสมบัติของสารเฉพาะ โดยทั่วไปการจำแนกประเภทซึ่งขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของโครงกระดูกคาร์บอนและไม่คำนึงถึงลักษณะของปฏิกิริยาทางเคมีจะดูแตกต่างออกไป ตามบทบัญญัติสารประกอบอินทรีย์แบ่งออกเป็น:

• สารประกอบอะลิฟาติก
• อะโรเมติกส์;
• สารเฮเทอโรไซคลิก

สารประกอบอินทรีย์ประเภทนี้สามารถมีไอโซเมอร์อยู่ในสารกลุ่มต่างๆ คุณสมบัติของไอโซเมอร์จะแตกต่างกันแม้ว่าองค์ประกอบของอะตอมอาจจะเหมือนกันก็ตาม สิ่งนี้ตามมาจากบทบัญญัติที่ A.M. Butlerov วางไว้ นอกจากนี้ ทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ยังเป็นแนวทางสำหรับการวิจัยเคมีอินทรีย์ทั้งหมด อยู่ในระดับเดียวกับกฎธาตุของเมนเดเลเยฟ

แนวคิดเรื่องโครงสร้างทางเคมีได้รับการแนะนำโดย A.M. Butlerov ปรากฏในประวัติศาสตร์เคมีเมื่อวันที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2404 ก่อนหน้านี้มีความคิดเห็นที่แตกต่างกันในทางวิทยาศาสตร์ และนักวิทยาศาสตร์บางคนปฏิเสธการมีอยู่ของโมเลกุลและอะตอมโดยสิ้นเชิง ดังนั้นจึงไม่มีลำดับเคมีอินทรีย์และอนินทรีย์ นอกจากนี้ยังไม่มีรูปแบบใดที่สามารถตัดสินคุณสมบัติของสารเฉพาะได้ ในเวลาเดียวกันก็มีสารประกอบที่มีองค์ประกอบเหมือนกันแต่มีคุณสมบัติต่างกัน

คำแถลงของ A.M. Butlerov ชี้นำการพัฒนาเคมีไปในทิศทางที่ถูกต้องเป็นส่วนใหญ่และสร้างรากฐานที่มั่นคงสำหรับมัน โดยสามารถจัดระบบข้อเท็จจริงที่สะสม ได้แก่ คุณสมบัติทางเคมีหรือทางกายภาพของสารบางชนิดรูปแบบของการเข้าสู่ปฏิกิริยา ฯลฯ แม้แต่การทำนายวิธีการรับสารประกอบและการมีอยู่ของคุณสมบัติทั่วไปบางอย่างก็เป็นไปได้ด้วยทฤษฎีนี้ และที่สำคัญที่สุด A.M. Butlerov แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างของโมเลกุลของสารสามารถอธิบายได้จากมุมมองของปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้า

ตรรกะของทฤษฎีโครงสร้างของสารอินทรีย์

ตั้งแต่ก่อนปี 1861 หลายคนในสาขาเคมีปฏิเสธการมีอยู่ของอะตอมหรือโมเลกุล ทฤษฎีสารประกอบอินทรีย์จึงกลายเป็นข้อเสนอปฏิวัติสำหรับโลกวิทยาศาสตร์ และเนื่องจาก A.M. Butlerov เองก็ดำเนินการจากข้อสรุปเชิงวัตถุเท่านั้นเขาจึงสามารถหักล้างแนวคิดเชิงปรัชญาเกี่ยวกับอินทรียวัตถุได้

เขาสามารถแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างโมเลกุลสามารถรับรู้ได้จากการทดลองผ่านปฏิกิริยาเคมี ตัวอย่างเช่นองค์ประกอบของคาร์โบไฮเดรตสามารถกำหนดได้โดยการเผาไหม้ในปริมาณที่กำหนดแล้วนับน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้น ปริมาณไนโตรเจนในโมเลกุลเอมีนยังถูกคำนวณในระหว่างการเผาไหม้ด้วยการวัดปริมาตรของก๊าซและแยกปริมาณทางเคมีของโมเลกุลไนโตรเจน

หากเราพิจารณาคำตัดสินของ Butlerov เกี่ยวกับโครงสร้างทางเคมีที่ขึ้นกับโครงสร้างในทิศทางตรงกันข้าม ข้อสรุปใหม่ก็จะเกิดขึ้น กล่าวคือ เมื่อทราบโครงสร้างทางเคมีและองค์ประกอบของสาร เราก็สามารถสรุปคุณสมบัติของสารได้โดยเชิงประจักษ์ แต่ที่สำคัญที่สุด Butlerov อธิบายว่าในอินทรียวัตถุมีสารจำนวนมากที่แสดงคุณสมบัติต่างกัน แต่มีองค์ประกอบเหมือนกัน

บทบัญญัติทั่วไปของทฤษฎี

เมื่อพิจารณาและศึกษาสารประกอบอินทรีย์ A.M. Butlerov ได้รับหลักการที่สำคัญที่สุดบางประการ เขารวมพวกมันเข้าด้วยกันเป็นทฤษฎีที่อธิบายโครงสร้างของสารเคมีที่มีต้นกำเนิดจากสารอินทรีย์ ทฤษฎีมีดังนี้:

• ในโมเลกุลของสารอินทรีย์ อะตอมจะเชื่อมต่อกันตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ซึ่งขึ้นอยู่กับความจุ
• โครงสร้างทางเคมีเป็นลำดับทันทีตามอะตอมในโมเลกุลอินทรีย์ที่เชื่อมต่อกัน
• โครงสร้างทางเคมีเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของสารประกอบอินทรีย์
• ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโมเลกุลที่มีองค์ประกอบเชิงปริมาณเหมือนกันคุณสมบัติที่แตกต่างกันของสารอาจปรากฏขึ้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโมเลกุลที่มีองค์ประกอบเชิงปริมาณเหมือนกัน
• กลุ่มอะตอมทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสารประกอบเคมีมีอิทธิพลซึ่งกันและกัน

สารประกอบอินทรีย์ทุกประเภทถูกสร้างขึ้นตามหลักการของทฤษฎีนี้ หลังจากวางรากฐานแล้ว A. M. Butlerov ก็สามารถขยายวิชาเคมีเป็นสาขาวิทยาศาสตร์ได้ เขาอธิบายว่าเนื่องจากคาร์บอนมีเวเลนซ์เป็นสี่ในสารอินทรีย์ จึงมีการพิจารณาความหลากหลายของสารประกอบเหล่านี้ การมีอยู่ของกลุ่มอะตอมที่ทำงานอยู่จำนวนมากจะเป็นตัวกำหนดว่าสารนั้นอยู่ในประเภทใดประเภทหนึ่งหรือไม่ และเกิดจากการมีอยู่ของกลุ่มอะตอมเฉพาะ (อนุมูล) ที่ทำให้คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีปรากฏขึ้น

ไฮโดรคาร์บอนและอนุพันธ์ของพวกมัน

สารประกอบอินทรีย์ของคาร์บอนและไฮโดรเจนเหล่านี้เป็นองค์ประกอบที่ง่ายที่สุดในบรรดาสารทั้งหมดในกลุ่ม พวกมันแสดงด้วยคลาสย่อยของอัลเคนและไซโคลอัลเคน (ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว), อัลคีน, อัลคาเดียนและอัลคาไตรอีน, อัลไคน์ (ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว) รวมถึงคลาสย่อยของสารอะโรมาติก ในอัลเคน อะตอมของคาร์บอนทั้งหมดเชื่อมต่อกันด้วยพันธะ C-C เพียงพันธะเดียว ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงไม่สามารถสร้างอะตอม H อะตอมเดียวในองค์ประกอบไฮโดรคาร์บอนได้

ในไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว ไฮโดรเจนสามารถรวมตัวกันได้ที่บริเวณที่เกิดพันธะ C=C คู่ นอกจากนี้พันธะ C-C อาจเป็นสามเท่า (อัลไคน์) สิ่งนี้ทำให้สารเหล่านี้เกิดปฏิกิริยาหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการลดหรือเติมอนุมูล เพื่อความสะดวกในการศึกษาความสามารถในการทำปฏิกิริยา สารอื่น ๆ ทั้งหมดถือเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนประเภทใดประเภทหนึ่ง

แอลกอฮอล์

แอลกอฮอล์เป็นสารประกอบเคมีอินทรีย์ที่มีความซับซ้อนมากกว่าไฮโดรคาร์บอน พวกมันถูกสังเคราะห์ขึ้นจากปฏิกิริยาของเอนไซม์ในเซลล์ที่มีชีวิต ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดคือการสังเคราะห์เอทานอลจากกลูโคสอันเป็นผลมาจากการหมัก

ในอุตสาหกรรม แอลกอฮอล์ได้มาจากอนุพันธ์ของฮาโลเจนของไฮโดรคาร์บอน อันเป็นผลมาจากการแทนที่อะตอมของฮาโลเจนด้วยกลุ่มไฮดรอกซิลทำให้เกิดแอลกอฮอล์ขึ้น โมโนไฮดริกแอลกอฮอล์มีกลุ่มไฮดรอกซิลเพียงกลุ่มเดียว ส่วนโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ประกอบด้วยสองกลุ่มขึ้นไป ตัวอย่างของแอลกอฮอล์ไดไฮโดรริกคือเอทิลีนไกลคอล โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์คือกลีเซอรีน สูตรทั่วไปของแอลกอฮอล์คือ R-OH (R คือโซ่คาร์บอน)

อัลดีไฮด์และคีโตน

หลังจากที่แอลกอฮอล์เกิดปฏิกิริยาของสารประกอบอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการดึงไฮโดรเจนออกจากกลุ่มแอลกอฮอล์ (ไฮดรอกซิล) พันธะคู่ระหว่างออกซิเจนและคาร์บอนจะปิดลง หากปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นผ่านกลุ่มแอลกอฮอล์ซึ่งอยู่ที่อะตอมของคาร์บอนส่วนปลาย จะส่งผลให้เกิดการก่อตัวของอัลดีไฮด์ หากอะตอมของคาร์บอนกับแอลกอฮอล์ไม่ได้อยู่ที่ปลายโซ่คาร์บอน ผลลัพธ์ของปฏิกิริยาการขาดน้ำก็คือการผลิตคีโตน สูตรทั่วไปของคีโตนคือ R-CO-R, อัลดีไฮด์ R-COH (R คืออนุมูลไฮโดรคาร์บอนของสายโซ่)

เอสเทอร์ (ง่ายและซับซ้อน)

โครงสร้างทางเคมีของสารประกอบอินทรีย์ประเภทนี้มีความซับซ้อน อีเทอร์ถือเป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลแอลกอฮอล์สองโมเลกุล เมื่อเอาน้ำออกจากพวกมัน จะเกิดสารประกอบตามรูปแบบ R-O-R กลไกการเกิดปฏิกิริยา: การแยกไฮโดรเจนโปรตอนจากแอลกอฮอล์หนึ่งและกลุ่มไฮดรอกซิลจากแอลกอฮอล์อีกเครื่องหนึ่ง

เอสเทอร์เป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์กับกรดคาร์บอกซิลิกอินทรีย์ กลไกการเกิดปฏิกิริยา: กำจัดน้ำออกจากกลุ่มแอลกอฮอล์และคาร์บอนของทั้งสองโมเลกุล ไฮโดรเจนถูกแยกออกจากกรด (ที่หมู่ไฮดรอกซิล) และหมู่ OH เองก็แยกออกจากแอลกอฮอล์ สารประกอบที่ได้จะแสดงเป็น R-CO-O-R โดยที่บีช R หมายถึงอนุมูล - ส่วนที่เหลือของโซ่คาร์บอน

กรดคาร์บอกซิลิกและเอมีน

กรดคาร์บอกซิลิกเป็นสารพิเศษที่มีบทบาทสำคัญในการทำงานของเซลล์ โครงสร้างทางเคมีของสารประกอบอินทรีย์มีดังนี้: อนุมูลไฮโดรคาร์บอน (R) ที่มีหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) ติดอยู่ หมู่คาร์บอกซิลสามารถอยู่ที่อะตอมคาร์บอนชั้นนอกสุดเท่านั้น เนื่องจากความจุของ C ในกลุ่ม (-COOH) คือ 4

เอมีนเป็นสารประกอบที่เรียบง่ายกว่าซึ่งเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอน ณ อะตอมของคาร์บอนใดๆ จะมีเอมีนเรดิคัล (-NH2) มีเอมีนปฐมภูมิซึ่งมีหมู่ (-NH2) ติดอยู่กับคาร์บอนหนึ่งตัว (สูตรทั่วไป R-NH2) ในเอมีนทุติยภูมิ ไนโตรเจนจะรวมกับอะตอมของคาร์บอน 2 อะตอม (สูตร R-NH-R) ในเอมีนระดับตติยภูมิ ไนโตรเจนเชื่อมต่อกับอะตอมของคาร์บอน 3 อะตอม (R3N) โดยที่ p คืออนุมูลหรือสายโซ่คาร์บอน

กรดอะมิโน

กรดอะมิโนเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่แสดงคุณสมบัติของทั้งเอมีนและกรดจากแหล่งกำเนิดอินทรีย์ มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับตำแหน่งของหมู่เอมีนที่สัมพันธ์กับหมู่คาร์บอกซิล ที่สำคัญที่สุดคือกรดอะมิโนอัลฟ่า ที่นี่หมู่เอมีนตั้งอยู่ที่อะตอมของคาร์บอนซึ่งมีหมู่คาร์บอกซิลติดอยู่ สิ่งนี้ทำให้เกิดพันธะเปปไทด์และการสังเคราะห์โปรตีน

คาร์โบไฮเดรตและไขมัน

คาร์โบไฮเดรตคืออัลดีไฮด์แอลกอฮอล์หรือคีโตแอลกอฮอล์ เหล่านี้เป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างเชิงเส้นหรือเป็นวงกลม เช่นเดียวกับโพลีเมอร์ (แป้ง เซลลูโลส และอื่นๆ) บทบาทที่สำคัญที่สุดในเซลล์คือโครงสร้างและพลัง ไขมันหรือไขมันทำหน้าที่เหมือนกัน เพียงแต่มีส่วนร่วมในกระบวนการทางชีวเคมีอื่นๆ เท่านั้น จากมุมมองของโครงสร้างทางเคมี ไขมันคือเอสเทอร์ของกรดอินทรีย์และกลีเซอรอล

การจำแนกประเภทของสารอินทรีย์

สารอินทรีย์แบ่งออกเป็น: ขึ้นอยู่กับประเภทของโครงสร้างลูกโซ่คาร์บอน:

• ไม่เป็นวงกลมและเป็นวงกลม
• ส่วนขอบ (อิ่มตัว) และไม่อิ่มตัว (ไม่อิ่มตัว)
• คาร์โบไซคลิกและเฮเทอโรไซคลิก
• อะลิไซคลิกและอะโรมาติก

สารประกอบอะไซคลิกเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่โมเลกุลไม่มีวัฏจักร และอะตอมของคาร์บอนทั้งหมดเชื่อมต่อกันเป็นสายโซ่เปิดตรงหรือแยกกิ่ง

ในทางกลับกันในบรรดาสารประกอบอะไซคลิกมีความโดดเด่น (หรืออิ่มตัว) ซึ่งมีอยู่ในโครงกระดูกคาร์บอนเพียงพันธะคาร์บอน - คาร์บอน (C-C) เดี่ยวและไม่อิ่มตัว (หรือไม่อิ่มตัว) ที่ประกอบด้วยทวีคูณ - สองเท่า (C=C) หรือสาม ( C≡ C) การเชื่อมต่อ

สารประกอบไซคลิกเป็นสารประกอบทางเคมีซึ่งมีอะตอมที่มีพันธะสามอะตอมขึ้นไปก่อตัวเป็นวงแหวน

ขึ้นอยู่กับอะตอมที่ก่อตัวเป็นวงแหวน สารประกอบคาร์โบไซคลิกและสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกจะมีความโดดเด่น

สารประกอบคาร์โบไซคลิก (หรือไอโซไซคลิก) มีอะตอมของคาร์บอนอยู่ในวงแหวนเท่านั้น สารประกอบเหล่านี้จะแบ่งออกเป็นสารประกอบอะลิไซคลิก (อะลิฟาติกไซคลิก) และสารประกอบอะโรมาติก

สารประกอบเฮเทอโรไซคลิกประกอบด้วยเฮเทอโรอะตอมตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปในวงแหวนไฮโดรคาร์บอน ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นอะตอมของออกซิเจน ไนโตรเจน หรือซัลเฟอร์

สารอินทรีย์ประเภทที่ง่ายที่สุดคือไฮโดรคาร์บอน - สารประกอบที่เกิดขึ้นจากอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนโดยเฉพาะเช่น อย่างเป็นทางการไม่มีกลุ่มการทำงาน

เนื่องจากไฮโดรคาร์บอนไม่มีหมู่ฟังก์ชัน จึงสามารถจำแนกตามประเภทของโครงกระดูกคาร์บอนเท่านั้น ไฮโดรคาร์บอน ขึ้นอยู่กับประเภทของโครงกระดูกคาร์บอน แบ่งออกเป็นคลาสย่อย:

1) ไฮโดรคาร์บอนอะไซคลิกอิ่มตัวเรียกว่าอัลเคน สูตรโมเลกุลทั่วไปของอัลเคนเขียนเป็น C n H 2n+2 โดยที่ n คือจำนวนอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุลไฮโดรคาร์บอน สารประกอบเหล่านี้ไม่มีไอโซเมอร์ระหว่างคลาส

2) ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวแบบอะไซคลิกแบ่งออกเป็น:

ก) อัลคีน - ประกอบด้วยพันธะ C=C คู่เดียวเท่านั้น สูตรทั่วไปของอัลคีนคือ C n H 2n

b) อัลไคน์ - โมเลกุลของอัลไคน์ยังมีพันธะหลายพันธะเพียงพันธะเดียวเท่านั้น กล่าวคือพันธะ C≡C สามพันธะ สูตรโมเลกุลทั่วไปของอัลคีนคือ C n H 2n-2

c) อัลคาเดียน - โมเลกุลอัลคาเดียนมีพันธะ C=C สองพันธะ สูตรโมเลกุลทั่วไปของอัลคาเดียนคือ C n H 2n-2

3) ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวแบบวงจรเรียกว่าไซโคลอัลเคนและมีสูตรโมเลกุลทั่วไป C n H 2n

สารอินทรีย์ที่เหลือในเคมีอินทรีย์ถือเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอน เกิดขึ้นจากการนำสิ่งที่เรียกว่าหมู่ฟังก์ชันซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ เข้าไปในโมเลกุลไฮโดรคาร์บอน

ดังนั้น สูตรของสารประกอบที่มีหมู่ฟังก์ชันหนึ่งสามารถเขียนเป็น R-X โดยที่ R คืออนุมูลไฮโดรคาร์บอน และ X คือหมู่ฟังก์ชัน อนุมูลไฮโดรคาร์บอนคือชิ้นส่วนของโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีอะตอมไฮโดรเจนตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไป

ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของกลุ่มฟังก์ชันบางกลุ่ม สารประกอบจะถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ กลุ่มฟังก์ชันหลักและคลาสของสารประกอบที่อยู่ในนั้นแสดงอยู่ในตาราง:

ดังนั้นการรวมกันของโครงกระดูกคาร์บอนประเภทต่างๆ กับกลุ่มฟังก์ชันที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดสารประกอบอินทรีย์ที่หลากหลาย

ไฮโดรคาร์บอนที่มีฮาโลเจน

อนุพันธ์ของฮาโลเจนของไฮโดรคาร์บอนเป็นสารประกอบที่ได้จากการแทนที่อะตอมไฮโดรเจนตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปในโมเลกุลของไฮโดรคาร์บอนต้นกำเนิดด้วยอะตอมของฮาโลเจนตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปตามลำดับ

ให้ไฮโดรคาร์บอนมีสูตรดังนี้ ซี เอ็น ฮ มแล้วเมื่อเข้ามาแทนที่โมเลกุลของมันแล้ว เอ็กซ์ อะตอมไฮโดรเจนต่อ เอ็กซ์ อะตอมของฮาโลเจนจะมีสูตรของอนุพันธ์ของฮาโลเจนดังนี้ C n H m- X Hal X- ดังนั้นอนุพันธ์โมโนคลอร์ของอัลเคนจึงมีสูตร C n H 2n+1 Cl, อนุพันธ์ไดคลอโร CnH2nCl2ฯลฯ

แอลกอฮอล์และฟีนอล

แอลกอฮอล์เป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนซึ่งอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่านั้นถูกแทนที่ด้วยกลุ่มไฮดรอกซิล -OH แอลกอฮอล์ที่มีกลุ่มไฮดรอกซิลกลุ่มหนึ่งเรียกว่า monatomic ด้วยสอง - ไดอะตอมมิกกับสาม ไตรอะตอมฯลฯ ตัวอย่างเช่น:

แอลกอฮอล์ที่มีหมู่ไฮดรอกซิลตั้งแต่สองหมู่ขึ้นไปก็ถูกเรียกว่า โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์สูตรทั่วไปสำหรับโมโนไฮดริกแอลกอฮอล์อิ่มตัวคือ C n H 2n+1 OH หรือ C n H 2n+2 O สูตรทั่วไปสำหรับโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์อิ่มตัวคือ C n H 2n+2 O x โดยที่ x คือความเป็นอะตอมของแอลกอฮอล์

แอลกอฮอล์ยังสามารถเป็นอะโรมาติกได้ ตัวอย่างเช่น:

เบนซิลแอลกอฮอล์

สูตรทั่วไปของโมโนไฮดริกอะโรมาติกแอลกอฮอล์ดังกล่าวคือ C n H 2n-6 O

อย่างไรก็ตาม ควรเข้าใจให้ชัดเจนว่าอนุพันธ์ของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนซึ่งอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าบนวงแหวนอะโรมาติกถูกแทนที่ด้วยหมู่ไฮดรอกซิล อย่าสมัครถึงแอลกอฮอล์ พวกเขาอยู่ในชั้นเรียน ฟีนอล - ตัวอย่างเช่น สารประกอบที่กำหนดนี้คือแอลกอฮอล์:

และนี่แสดงถึงฟีนอล:

เหตุผลที่ฟีนอลไม่จัดเป็นแอลกอฮอล์นั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีเฉพาะ ซึ่งทำให้ฟีนอลแตกต่างจากแอลกอฮอล์อย่างมาก ตามที่เห็นได้ง่าย โมโนไฮดริกฟีนอลเป็นไอโซเมอร์กับโมโนไฮดริกอะโรมาติกแอลกอฮอล์ กล่าวคือ ยังมีสูตรโมเลกุลทั่วไป C n H 2n-6 O

เอมีน

อามินามิ เรียกว่าอนุพันธ์ของแอมโมเนีย โดยที่อะตอมไฮโดรเจนหนึ่ง สอง หรือทั้งสามอะตอมจะถูกแทนที่ด้วยอนุมูลไฮโดรคาร์บอน

เอมีนซึ่งมีไฮโดรเจนเพียงอะตอมเดียวเท่านั้นที่ถูกแทนที่ด้วยอนุมูลไฮโดรคาร์บอน เช่น มีสูตรทั่วไป R-NH 2 เรียกว่า เอมีนปฐมภูมิ.

เอมีนซึ่งอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมถูกแทนที่ด้วยอนุมูลไฮโดรคาร์บอนเรียกว่า เอมีนทุติยภูมิ- สูตรสำหรับเอมีนทุติยภูมิสามารถเขียนเป็น R-NH-R’ ในกรณีนี้ ราก R และ R’ สามารถเหมือนกันหรือต่างกันก็ได้ ตัวอย่างเช่น:

ถ้าเอมีนขาดอะตอมไฮโดรเจนที่อะตอมไนโตรเจน เช่น อะตอมไฮโดรเจนทั้งสามอะตอมของโมเลกุลแอมโมเนียจะถูกแทนที่ด้วยอนุมูลไฮโดรคาร์บอนจากนั้นจึงเรียกว่าเอมีน เอมีนระดับอุดมศึกษา- โดยทั่วไปสูตรของเอมีนระดับอุดมศึกษาสามารถเขียนได้เป็น:

ในกรณีนี้ ราก R, R’, R’’ สามารถเหมือนกันโดยสิ้นเชิง หรือทั้งสามสามารถแตกต่างกันได้

สูตรโมเลกุลทั่วไปของเอมีนอิ่มตัวระดับปฐมภูมิ ทุติยภูมิ และตติยภูมิคือ C n H 2 n +3 N

อะโรเมติกเอมีนที่มีองค์ประกอบทดแทนไม่อิ่มตัวเพียงตัวเดียวมีสูตรทั่วไป C n H 2 n -5 N

อัลดีไฮด์และคีโตน

อัลดีไฮด์เป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนโดยแทนที่ไฮโดรเจน 2 อะตอมด้วยออกซิเจน 1 อะตอมที่อะตอมคาร์บอนปฐมภูมิ กล่าวคือ อนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนในโครงสร้างซึ่งมีกลุ่มอัลดีไฮด์ –CH=O สูตรทั่วไปของอัลดีไฮด์สามารถเขียนได้เป็น R-CH=O ตัวอย่างเช่น:

คีโตนเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนโดยที่อะตอมของคาร์บอนรองอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมออกซิเจนนั่นคือ สารประกอบที่มีโครงสร้างประกอบด้วยหมู่คาร์บอนิล –C(O)-

สูตรทั่วไปของคีโตนสามารถเขียนเป็น R-C(O)-R' ในกรณีนี้ ราก R, R’ สามารถเหมือนหรือต่างกันก็ได้

ตัวอย่างเช่น:

โพรเพน เขา		บิวเทน เขา

อย่างที่คุณเห็น อัลดีไฮด์และคีโตนมีโครงสร้างคล้ายกันมาก แต่ยังคงจำแนกได้เป็นคลาสเนื่องจากมีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

สูตรโมเลกุลทั่วไปของคีโตนอิ่มตัวและอัลดีไฮด์จะเหมือนกันและมีรูปแบบเป็น C n H 2 n O

กรดคาร์บอกซิลิก

กรดคาร์บอกซิลิกเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนที่มีหมู่คาร์บอกซิล –COOH

ถ้ากรดมีหมู่คาร์บอกซิล 2 หมู่ จะเรียกว่ากรด กรดไดคาร์บอกซิลิก.

กรดโมโนคาร์บอกซิลิกอิ่มตัว (มีกลุ่ม -COOH หนึ่งกลุ่ม) มีสูตรโมเลกุลทั่วไปอยู่ในรูปแบบ C n H 2 n O 2

กรดอะโรมาติกโมโนคาร์บอกซิลิกมีสูตรทั่วไป C n H 2 n -8 O 2

อีเทอร์

อีเทอร์ –สารประกอบอินทรีย์ที่อนุมูลไฮโดรคาร์บอนสองตัวเชื่อมต่อกันทางอ้อมผ่านอะตอมออกซิเจน กล่าวคือ มีสูตรอยู่ในรูป ร-อ-ร’ ในกรณีนี้ ราก R และ R’ สามารถเหมือนกันหรือต่างกันก็ได้

ตัวอย่างเช่น:

สูตรทั่วไปของอีเทอร์อิ่มตัวนั้นเหมือนกับสูตรของโมโนไฮดริกแอลกอฮอล์อิ่มตัว กล่าวคือ C n H 2 n +1 OH หรือ C n H 2 n +2 O

เอสเทอร์

เอสเทอร์เป็นสารประกอบประเภทหนึ่งที่มีพื้นฐานมาจากกรดคาร์บอกซิลิกอินทรีย์ ซึ่งอะตอมไฮโดรเจนในกลุ่มไฮดรอกซิลจะถูกแทนที่ด้วยอนุมูลไฮโดรคาร์บอน R สูตรของเอสเทอร์โดยทั่วไปสามารถเขียนได้เป็น:

ตัวอย่างเช่น:

สารประกอบไนโตร

สารประกอบไนโตร– อนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนซึ่งมีอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าถูกแทนที่ด้วยหมู่ไนโตร –NO 2

สารประกอบไนโตรอิ่มตัวที่มีหมู่ไนโตร 1 หมู่ มีสูตรโมเลกุลทั่วไป C n H 2 n +1 NO 2

กรดอะมิโน

สารประกอบที่มีกลุ่มฟังก์ชันสองกลุ่มพร้อมกันในโครงสร้าง - อะมิโน NH 2 และคาร์บอกซิล - COOH ตัวอย่างเช่น,

NH 2 -CH 2 -COOH

กรดอะมิโนโซเดียมที่มีคาร์บอกซิลหนึ่งหมู่และหมู่อะมิโนหนึ่งหมู่นั้นเป็นไอโซเมอร์ของสารประกอบไนโตรอิ่มตัวที่สอดคล้องกันนั่นคือ เหมือนมีสูตรโมเลกุลทั่วไป C n H 2 n +1 NO 2

ในงาน USE เกี่ยวกับการจำแนกประเภทของสารอินทรีย์ สิ่งสำคัญคือต้องสามารถเขียนสูตรโมเลกุลทั่วไปของชุดสารประกอบที่คล้ายคลึงกันของสารประกอบประเภทต่างๆ ได้ โดยรู้คุณสมบัติโครงสร้างของโครงกระดูกคาร์บอนและการมีอยู่ของหมู่ฟังก์ชันบางกลุ่ม เพื่อที่จะเรียนรู้วิธีกำหนดสูตรโมเลกุลทั่วไปของสารประกอบอินทรีย์ประเภทต่างๆ เนื้อหาในหัวข้อนี้จะมีประโยชน์

ศัพท์เฉพาะของสารประกอบอินทรีย์

คุณสมบัติทางโครงสร้างและคุณสมบัติทางเคมีของสารประกอบสะท้อนให้เห็นในระบบการตั้งชื่อ พิจารณาระบบการตั้งชื่อประเภทหลัก อย่างเป็นระบบและ เล็กน้อย.

การตั้งชื่ออย่างเป็นระบบจริง ๆ แล้วกำหนดอัลกอริธึมตามชื่อเฉพาะที่ถูกรวบรวมอย่างเคร่งครัดตามคุณสมบัติโครงสร้างของโมเลกุลของสารอินทรีย์หรือพูดอย่างคร่าว ๆ คือสูตรโครงสร้างของมัน

พิจารณาหลักเกณฑ์ในการรวบรวมชื่อของสารประกอบอินทรีย์ตามระบบการตั้งชื่อที่เป็นระบบ

ในการรวบรวมชื่อของสารอินทรีย์โดยใช้ระบบการตั้งชื่อสิ่งที่สำคัญที่สุดคือการกำหนดจำนวนอะตอมของคาร์บอนในห่วงโซ่คาร์บอนที่ยาวที่สุดหรือนับจำนวนอะตอมของคาร์บอนในวงจรให้ถูกต้อง

ขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมของคาร์บอนในห่วงโซ่คาร์บอนหลัก สารประกอบจะมีรากที่แตกต่างกันในชื่อ:

จำนวนอะตอม C ในห่วงโซ่คาร์บอนหลัก	ชื่อราก
	เสา-
	ถูกคุมขัง-
	ฐานสิบหก-
	เฮป-
	ธ.ค.(ค)-

องค์ประกอบที่สำคัญประการที่สองที่นำมาพิจารณาเมื่อเขียนชื่อคือการมีหรือไม่มีพันธะหลายตัวหรือกลุ่มการทำงานซึ่งแสดงอยู่ในตารางด้านบน

ลองตั้งชื่อสารที่มีสูตรโครงสร้างดังนี้

1. สายโซ่คาร์บอนหลัก (และเท่านั้น) ของโมเลกุลนี้มีอะตอมของคาร์บอน 4 อะตอม ดังนั้นชื่อจะมีราก แต่-;

2. ไม่มีพันธะหลายพันธะในโครงกระดูกคาร์บอน ดังนั้นคำต่อท้ายที่ต้องใช้หลังรากของคำจะเป็น -an เช่นเดียวกับไฮโดรคาร์บอนอะไซคลิกอิ่มตัว (อัลเคน) ที่สอดคล้องกัน

3. การมีอยู่ของกลุ่มฟังก์ชัน –OH โดยมีเงื่อนไขว่าไม่มีกลุ่มฟังก์ชันที่สูงกว่า จะถูกเพิ่มหลังรูทและส่วนต่อท้ายจากย่อหน้าที่ 2 คำต่อท้ายอื่น – “ol”;

4. ในโมเลกุลที่มีพันธะหรือหมู่ฟังก์ชันหลายพันธะ การกำหนดหมายเลขอะตอมคาร์บอนของสายโซ่หลักเริ่มต้นจากด้านข้างของโมเลกุลที่อยู่ใกล้ที่สุด

ลองดูตัวอย่างอื่น:

การมีอยู่ของอะตอมของคาร์บอน 4 อะตอมในห่วงโซ่คาร์บอนหลักบอกเราว่าพื้นฐานของชื่อคือราก "แต่-" และการไม่มีพันธะหลายพันธะบ่งบอกถึงคำต่อท้าย "-an" ซึ่งจะตามหลังรากทันที กลุ่มอาวุโสในสารประกอบนี้คือคาร์บอกซิลซึ่งกำหนดว่าสารนี้อยู่ในกลุ่มกรดคาร์บอกซิลิกหรือไม่ ดังนั้นนามสกุลจะเป็น "-ic acid" ที่อะตอมของคาร์บอนที่สองจะมีหมู่อะมิโน นิวแฮมป์เชียร์ 2—ดังนั้นสารนี้จึงเป็นของกรดอะมิโน นอกจากนี้ที่อะตอมคาร์บอนตัวที่สามเราจะเห็นเมทิลหัวรุนแรงไฮโดรคาร์บอน ( ช 3—- ดังนั้นตามระบบการตั้งชื่อสารประกอบนี้จึงเรียกว่ากรด 2-amino-3-methylbutanoic

กฎการตั้งชื่อแบบไม่สำคัญนั้นตรงกันข้ามกับระบบการตั้งชื่อแบบเป็นระบบ ตามกฎแล้วไม่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของสาร แต่ถูกกำหนดโดยส่วนใหญ่จากแหล่งกำเนิด เช่นเดียวกับคุณสมบัติทางเคมีหรือกายภาพ

สูตร	ชื่อตามระบบการตั้งชื่ออย่างเป็นระบบ	ชื่อจิ๊บจ๊อย
ไฮโดรคาร์บอน
ช.4	มีเทน	ก๊าซมาร์ช
ช2 =ช2	เอเธน	เอทิลีน
CH 2 = CH-CH 3	โพรพีน	โพรพิลีน
ช≡ช	เอธิน	อะเซทิลีน
CH 2 = CH-CH = CH 2	บิวทาไดอีน-1,3	ศักดิ์สิทธิ์
	2-เมทิลบิวทาไดอีน-1,3	ไอโซพรีน
	เมทิลเบนซีน	โทลูอีน
	1,2-ไดเมทิลเบนซีน	ออร์โธ-ไซลีน (โอ-ไซลีน)
	1,3-ไดเมทิลเบนซีน	เมตาดาต้า-ไซลีน (ม-ไซลีน)
	1,4-ไดเมทิลเบนซีน	คู่-ไซลีน (n-ไซลีน)
	ไวนิลเบนซีน	สไตรีน
แอลกอฮอล์
CH3OH	เมทานอล	เมทิลแอลกอฮอล์, แอลกอฮอล์จากไม้
CH3CH2OH	เอทานอล	เอทานอล
CH 2 =CH-CH 2 -OH	โพรเพน-2-ออล-1	อัลลิลิกแอลกอฮอล์
	เอทานไดออล-1,2	เอทิลีนไกลคอล
	โพรเพนไตรออล-1,2,3	กลีเซอรอล
	ฟีนอล (ไฮดรอกซีเบนซีน)	กรดคาร์โบลิก
	1-ไฮดรอกซี-2-เมทิลเบนซีน	ออร์โธ-ครีซอล (อ-ครีซอล)
	1-ไฮดรอกซี-3-เมทิลเบนซีน	เมตาดาต้า-ครีซอล (ม-ครีซอล)
	1-ไฮดรอกซี-4-เมทิลเบนซีน	คู่-ครีซอล (หน้า-ครีซอล)
	ฟีนิลเมทานอล	เบนซิลแอลกอฮอล์
อัลดีไฮด์และคีโตน
	เมทัล	ฟอร์มาลดีไฮด์
	เอทานอล	อะซีตัลดีไฮด์, อะซีตัลดีไฮด์
	โพรเพนอล	อะคริลิกอัลดีไฮด์, อะโครลีน
	เบนซาลดีไฮด์	เบนโซอัลดีไฮด์
	โพรพาโนน	อะซิโตน
กรดคาร์บอกซิลิก
(HCOOH)	กรดมีทาโนอิก	กรดฟอร์มิก (เกลือและเอสเทอร์ - รูปแบบ)
(CH3COOH)	กรดเอทาโนอิก	กรดอะซิติก (เกลือและเอสเทอร์ - อะซิเตต)
(ช3ช2ซีโอห์)	กรดโพรพาโนอิก	กรดโพรพิโอนิก (เกลือและเอสเทอร์ - โพรพิโอเนต)
C15H31COOH	กรดเฮกซาเดคาโนอิก	กรดปาลเมติก (เกลือและเอสเทอร์ - ปาลมิเทต)
C17H35COOH	กรดออคตาเดคาโนอิก	กรดสเตียริก (เกลือและเอสเทอร์ - สเตียเรต)
	กรดโพรพีโอนิก	กรดอะคริลิก (เกลือและเอสเทอร์ - อะคริเลต)
HOOC-COOH	กรดเอเทนไดโออิก	กรดออกซาลิก (เกลือและเอสเทอร์ - ออกซาเลต)
	กรด 1,4-เบนซีนไดคาร์บอกซิลิก	กรดเทเรฟทาลิก
เอสเทอร์
เอชคูช 3	เมทิลมีทาโนเนต	รูปแบบเมทิล กรดฟอร์มิกเมทิลเอสเตอร์
ช 3 โคช 3	เมทิลเอทาโนเนต	เมทิลอะซิเตต, กรดอะซิติกเมทิลเอสเตอร์
CH 3 COOC 2 H 5	เอทิลเอทาโนเนต	เอทิลอะซิเตต, เอทิลอะซิเตต
CH 2 = CH-COOCH 3	เมทิลโพรพีโนเนต	เมทิลอะคริเลต, กรดอะคริลิกเมทิลเอสเตอร์
สารประกอบที่มีไนโตรเจน
	อะมิโนเบนซีน, ฟีนิลามีน	สวรรค์
NH 2 -CH 2 -COOH	กรดอะมิโนเอทาโนอิก	ไกลซีน, กรดอะมิโนอะซิติก
	กรด 2-อะมิโนโพรพิโอนิก	อะลานีน

การจำแนกประเภทของสารอินทรีย์

เคมีสามารถแบ่งได้เป็น 3 ส่วนใหญ่ๆ คือ ทั่วไป อนินทรีย์ และอินทรีย์

เคมีทั่วไปตรวจสอบรูปแบบที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีทั้งหมด

เคมีอนินทรีย์ศึกษาคุณสมบัติและการเปลี่ยนแปลงของสารอนินทรีย์

เคมีอินทรีย์ – นี่เป็นสาขาเคมีขนาดใหญ่และเป็นอิสระโดยมีวิชาที่ศึกษาคือสารอินทรีย์:

- โครงสร้างของพวกเขา

- คุณสมบัติ;

- วิธีการได้มา;

- ความเป็นไปได้ของการใช้งานจริง

แนะนำชื่อเคมีอินทรีย์ นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน Berzelius

ถึง ต้นศตวรรษที่ 19 สารที่รู้จักทั้งหมดแบ่งตามแหล่งกำเนิดออกเป็น 2 กลุ่ม:

1) สารแร่ (อนินทรีย์) และ

2) สารอินทรีย์ .

Berzelius และนักวิทยาศาสตร์หลายคนในสมัยนั้นเชื่อว่าสารอินทรีย์สามารถเกิดขึ้นได้ในสิ่งมีชีวิตด้วยความช่วยเหลือของ "พลังชีวิต" บางประเภทเท่านั้น เรียกว่าทัศนะเชิงอุดมคติดังกล่าว มีชีวิตชีวา (จากภาษาละติน "vita" - ชีวิต) พวกเขาชะลอการพัฒนาเคมีอินทรีย์ในฐานะวิทยาศาสตร์

นักเคมีชาวเยอรมันคนหนึ่งกระทบกระเทือนอย่างรุนแรงต่อมุมมองของนักวิถึชีวิต วี. เวห์เลอร์ - เขาเป็นคนแรกที่ได้รับสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์:

ใน 1824 ก. - กรดออกซาลิกและ

ใน 1828 ก. - ยูเรีย

ในธรรมชาติ กรดออกซาลิกพบได้ในพืช และยูเรียถูกสร้างขึ้นในร่างกายของมนุษย์และสัตว์

มีข้อเท็จจริงที่คล้ายกันมากขึ้นเรื่อยๆ

ใน 1845 เยอรมัน นักวิทยาศาสตร์ โคลเบ กรดอะซิติกสังเคราะห์จากถ่าน

ใน 1854 นายนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส เอ็ม. เบอร์เธล็อต สังเคราะห์สารคล้ายไขมัน

เป็นที่แน่ชัดว่าไม่มี "พลังชีวิต" สารที่แยกได้จากสิ่งมีชีวิตในสัตว์และพืชสามารถสังเคราะห์ขึ้นมาใหม่ได้ และมีลักษณะเช่นเดียวกับสารอื่นๆ ทั้งหมด

ทุกวันนี้ สารอินทรีย์ คิด ที่ประกอบด้วยคาร์บอน สารที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ (สิ่งมีชีวิต) และสามารถสังเคราะห์ได้จึงเรียกชื่อเคมีอินทรีย์ว่า เคมีของสารประกอบคาร์บอน.

คุณสมบัติของสารอินทรีย์ .

สารอินทรีย์มีคุณสมบัติหลายประการที่กำหนดโดยคุณสมบัติโครงสร้างของอะตอมคาร์บอนซึ่งแตกต่างจากสารอนินทรีย์

คุณสมบัติของโครงสร้างของอะตอมคาร์บอน

1) ในโมเลกุลของสารอินทรีย์ อะตอมของคาร์บอนอยู่ในสถานะตื่นเต้นและมีความจุของ IV

2) ในระหว่างการก่อตัวของโมเลกุลของสารอินทรีย์ วงโคจรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมคาร์บอนสามารถเกิดการผสมพันธุ์ได้ ( การผสมพันธุ์ – นี่คือการจัดตำแหน่งของเมฆอิเล็กตรอนในด้านรูปร่างและพลังงาน).

3) อะตอมคาร์บอนในโมเลกุลของสารอินทรีย์สามารถมีปฏิกิริยาต่อกันก่อตัวเป็นโซ่และวงแหวน

การจำแนกประเภทของสารประกอบอินทรีย์

สารอินทรีย์มีการจำแนกประเภทที่แตกต่างกัน:

1) โดยกำเนิด

2) โดยองค์ประกอบองค์ประกอบ

3) ตามประเภทของโครงกระดูกคาร์บอน

4) ตามประเภทของพันธะเคมี

5) ตามองค์ประกอบเชิงคุณภาพของกลุ่มฟังก์ชัน

การจำแนกประเภทของสารอินทรีย์ตามแหล่งกำเนิด.

การจำแนกสารอินทรีย์ตามองค์ประกอบธาตุ

สารอินทรีย์
ไฮโดรคาร์บอน	ที่ประกอบด้วยออกซิเจน	นอกจากคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนแล้ว ยังมีไนโตรเจนและอะตอมอื่นๆ อีกด้วย
ประกอบด้วย คาร์บอนและไฮโดรเจน	ประกอบด้วย คาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน
การจำกัด HC
ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว		กรดอะมิโน
อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน	อัลดีไฮด์
	กรดคาร์บอกซิลิก	สารประกอบไนโตร
	เอสเทอร์ (ง่ายและซับซ้อน)
	คาร์โบไฮเดรต

การจำแนกสารอินทรีย์ตามประเภทของโครงกระดูกคาร์บอน

โครงกระดูกคาร์บอน –มันเป็นลำดับของอะตอมของคาร์บอนที่มีพันธะทางเคมีซึ่งกันและกัน

การจำแนกประเภทของสารอินทรีย์ตามชนิดของพันธะเคมี

การจำแนกประเภทของสารอินทรีย์ตามองค์ประกอบเชิงคุณภาพของกลุ่มฟังก์ชัน

กลุ่มทำงาน – กลุ่มอะตอมถาวรที่กำหนดคุณสมบัติเฉพาะของสาร

กลุ่มทำงาน	ชื่อ	ชั้นเรียนออร์แกนิก	คำต่อท้ายและคำนำหน้า
-F, -Cl, -Br, -J	ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน (ฮาโลเจน)	อนุพันธ์ของฮาโลเจน	ฟลูออโรมีเทน คลอโรมีเทน โบรโมมีเทน ไอโอโดมีเทน
	ไฮดรอกซิล	แอลกอฮอล์ฟีนอล
- ค = โอ	คาร์บอนิล	อัลดีไฮด์ คีโตน	- อัล เมทัล
- เคาน์	คาร์บอกซิล	กรดคาร์บอกซิลิก	กรดมีทาโนอิก
- เอ็นO2	กลุ่มไนโตร	สารประกอบไนโตร	ไนโตร ไนโตรมีเทน
- เอ็นH2	กลุ่มอะมิโน		- เอมีน เมทิลลามีน

บทที่ 3-4

หัวข้อ: หลักการพื้นฐานของทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์

.

เหตุผลของความหลากหลายของสารอินทรีย์ (คล้ายคลึงกัน ไอโซเมอริซึม ).

โดยเริ่มครึ่งหลัง ศตวรรษที่ 19รู้จักสารประกอบอินทรีย์ค่อนข้างมาก แต่ไม่มีทฤษฎีเดียวที่อธิบายคุณสมบัติของพวกมัน มีความพยายามที่จะสร้างทฤษฎีดังกล่าวซ้ำแล้วซ้ำเล่า ไม่ใช่คนเดียวที่ประสบความสำเร็จ

เราเป็นหนี้การสร้างทฤษฎีโครงสร้างของสารอินทรีย์ .

ในปีพ. ศ. 2404 ในการประชุมนักธรรมชาติวิทยาและแพทย์ชาวเยอรมันครั้งที่ 36 ในเมืองสเปเยอร์ Butlerov ได้ทำรายงานซึ่งเขาได้สรุปบทบัญญัติหลักของทฤษฎีใหม่ - ทฤษฎีโครงสร้างทางเคมีของสารอินทรีย์

ทฤษฎีโครงสร้างทางเคมีของสารอินทรีย์ไม่ได้เกิดขึ้นจากที่ไหนเลย

ข้อกำหนดเบื้องต้นวัตถุประสงค์สำหรับการปรากฏตัวของมันคือ :

1) ข้อกำหนดเบื้องต้นทางเศรษฐกิจและสังคม .

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมและการค้าตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 19 ทำให้มีความต้องการวิทยาศาสตร์สาขาต่างๆ มากมาย รวมถึงเคมีอินทรีย์ด้วย

พวกเขาตั้งไว้ต่อหน้าวิทยาศาสตร์นี้ งานใหม่:

- การผลิตสีย้อมสังเคราะห์

- การปรับปรุงวิธีการแปรรูปสินค้าเกษตรฯลฯ

2) ภูมิหลังทางวิทยาศาสตร์ .

มีข้อเท็จจริงมากมายที่ต้องอาศัยคำอธิบาย:

- นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถอธิบายความจุของคาร์บอนในสารประกอบ เช่น อีเทน โพรเพน ฯลฯ ได้

- นักเคมีไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมองค์ประกอบสองอย่าง ได้แก่ คาร์บอนและไฮโดรเจนสามารถก่อตัวเป็นสารประกอบที่แตกต่างกันจำนวนมากได้ และทำไมถึงมีองค์ประกอบสองอย่างนี้ มีสารมากมาย

- ไม่ชัดเจนว่าทำไมสารอินทรีย์ที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน (C6H12O6 - กลูโคสและฟรุกโตส) จึงมีอยู่ได้

ทฤษฎีโครงสร้างทางเคมีของสารอินทรีย์ให้คำตอบที่พิสูจน์ได้ทางวิทยาศาสตร์สำหรับคำถามเหล่านี้

เมื่อถึงเวลาที่ทฤษฎีปรากฏขึ้น ก็มีคนรู้มากมายอยู่แล้ว :

- อ.เกคูเล แนะนำ อะตอมคาร์บอน สำหรับสารประกอบอินทรีย์

- ก. คูเปอร์ และ ก. เกคูเล แนะนำ เกี่ยวกับคาร์บอน-คาร์บอน การเชื่อมต่อและความเป็นไปได้ในการเชื่อมต่ออะตอมของคาร์บอนในสายโซ่

ใน พ.ศ. 2403 . ในงานประชุมนักเคมีนานาชาติ มีการกำหนดแนวคิดเรื่องอะตอม โมเลกุล น้ำหนักอะตอม น้ำหนักโมเลกุลไว้อย่างชัดเจน .

สาระสำคัญของทฤษฎีโครงสร้างทางเคมีของสารอินทรีย์สามารถแสดงได้ดังนี้ :

1. อะตอมทั้งหมดในโมเลกุลของสารอินทรีย์เชื่อมต่อกันในลำดับที่แน่นอนด้วยพันธะเคมีตามความจุของพวกมัน

2. คุณสมบัติของสารไม่เพียงขึ้นอยู่กับอะตอมและจำนวนอะตอมที่รวมอยู่ในโมเลกุลเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับลำดับที่อะตอมเชื่อมต่อกันในโมเลกุลด้วย .

Butlerov เรียกลำดับการเชื่อมโยงของอะตอมในโมเลกุลและธรรมชาติของพันธะของพวกมัน โครงสร้างทางเคมี .

โครงสร้างทางเคมีของโมเลกุลแสดงออกมา สูตรโครงสร้าง ซึ่งสัญลักษณ์ขององค์ประกอบของอะตอมที่เกี่ยวข้องเชื่อมต่อกันด้วยเครื่องหมายขีดกลาง ( เวเลนซ์ไพรม์) ซึ่งบ่งบอกถึงพันธะโควาเลนต์

สูตรโครงสร้างสื่อถึง :

ลำดับการเชื่อมต่อของอะตอม

ความผูกพันระหว่างกันหลายหลาก (แบบง่าย สอง สามเท่า)

ไอโซเมอริซึม - นี่คือการมีอยู่ของสารที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่มีคุณสมบัติต่างกัน

ไอโซเมอร์ - เป็นสารที่มีองค์ประกอบโมเลกุลเหมือนกัน (สูตรโมเลกุลเดียวกัน) แต่มีโครงสร้างทางเคมีต่างกันจึงมีคุณสมบัติต่างกัน

3. ด้วยคุณสมบัติของสารที่กำหนดเราสามารถกำหนดโครงสร้างของโมเลกุลของมันได้ และด้วยโครงสร้างของโมเลกุลเราสามารถทำนายคุณสมบัติได้

คุณสมบัติของสารขึ้นอยู่กับชนิดของโครงผลึก

4. อะตอมและกลุ่มอะตอมในโมเลกุลของสารมีอิทธิพลซึ่งกันและกัน

ความสำคัญของทฤษฎี

ทฤษฎีที่สร้างขึ้นโดย Butlerov ได้รับการตอบรับในทางลบจากโลกวิทยาศาสตร์เนื่องจากความคิดของมันขัดแย้งกับโลกทัศน์ในอุดมคติที่มีอยู่ในเวลานั้น แต่หลังจากนั้นไม่กี่ปีทฤษฎีก็ได้รับการยอมรับโดยทั่วไป สถานการณ์ต่อไปนี้มีส่วนทำให้สิ่งนี้:

1. ทฤษฎีนำมาซึ่งความเป็นระเบียบเรียบร้อยความโกลาหลที่ไม่อาจจินตนาการได้ซึ่งเคมีอินทรีย์มีอยู่ก่อนหน้านั้น ทฤษฎีทำให้สามารถอธิบายข้อเท็จจริงใหม่ๆ ได้และพิสูจน์ว่าด้วยความช่วยเหลือของวิธีทางเคมี (การสังเคราะห์ การสลายตัว และปฏิกิริยาอื่นๆ) จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างลำดับการเชื่อมต่อของอะตอมในโมเลกุล

2. ทฤษฎีนี้ได้นำเสนอสิ่งใหม่ๆ ให้กับวิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุล

ลำดับของอะตอมในโมเลกุล

อิทธิพลซึ่งกันและกันของอะตอม

การขึ้นอยู่กับคุณสมบัติกับโมเลกุลของสาร

3. ทฤษฎีนี้ไม่เพียงแต่สามารถอธิบายข้อเท็จจริงที่ทราบอยู่แล้วเท่านั้น แต่ยังทำให้สามารถคาดการณ์คุณสมบัติของสารอินทรีย์ตามโครงสร้างของสารเหล่านั้นและสังเคราะห์สารใหม่ได้อีกด้วย

4. ทฤษฎีทำให้สามารถอธิบายได้ มากมายสารเคมี

5. เป็นแรงผลักดันอันทรงพลังในการสังเคราะห์สารอินทรีย์

การพัฒนาทฤษฎีดำเนินต่อไปตามที่ Butlerov คาดการณ์ไว้โดยส่วนใหญ่เป็นสองทิศทาง :

1. ศึกษาโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุล (การจัดเรียงอะตอมที่แท้จริงในอวกาศสามมิติ)

2. การพัฒนาแนวคิดทางอิเล็กทรอนิกส์ (การระบุสาระสำคัญของพันธะเคมี)