Органикалық немесе минералды қосылыстар. Органикалық қосылыстардың жіктелуі

Екі немесе одан да көп құрамдас бөліктерден тұратын зат күрделі органикалық немесе минералды қосылыстар болып табылады. Тұлға қарай, оның сипаттамалары, құрамы және басқа көрсеткіштері анықталады. Химиялық қосылыстар қоршаған ортада көп мөлшерде кездеседі. Олардың кейбіреулері пайдалы әсерге ие, ал кейбіреулері тірі ағзаларға зиянды әсер етеді. Минералды қосылыстар жансыз табиғатта кездеседі. Оларға, атап айтқанда, күкірт, графит, құм және т.б. жатады. Органикалық немесе минералды қосылыстар анықталған бірнеше белгілер бар.

Тарихи негіз

«Органикалық қосылыс» түсінігі химия ғылымының дамуының алғашқы кезеңдерінде пайда болды. Бұл сыныпқа құрамында көміртегі бар (көміртегі қышқылы, цианидтер, карбидтер, карбонаттар, көміртегі тотығы) заттар кіреді. Өмірлік көзқарас басым болған кезде, Плина ұлы мен Аристотельдің бүкіл әлемді жансыз және тіріге бөлу туралы дәстүрлерін жалғастыратын кезде, олар қандай патшалыққа жататынына қарай бөлінді: жануарлар мен өсімдік немесе минерал. Бұған қоса, бірінші синтездің арнайы «өмірлік күш» қажет деп есептелді. Осыған байланысты бейорганикалық заттардан органикалық алу мүмкін болмады. Дегенмен, бұл болжам 1828 жылы Велердің көмегімен қабылданбады. Органикалық емес аммоний цианатынан органикалық несепнәр синтездеді. Алайда бұл бөлім терминологиямен және қазіргі кезде сақталған. Органикалық немесе минералды қосылыстар қандай критерийлер бойынша анықталады? Бұл туралы мақалада кейінірек.

Негізгі ақпарат

Бүгінгі таңда ең кең сынып - органикалық қосылыстар. Қазіргі уақытта он миллионнан астам адам бар. Бұл әртүрлілік атом тізбегін қалыптастыру үшін көміртектің ерекше қасиетіне байланысты. Бұл, өз кезегінде, қосылудың тұрақтылығына байланысты. Көміртекті-көміртек тізбегі бір немесе бірнеше - үш есе, екі есе болуы мүмкін. Көптеген артып келе жатқанда, байланыс күші (тұрақтылық) артып, ұзындығы керісінше төмендейді. Көміртегінің жоғары валенттілігі және осындай тізбектерді қалыптастыру мүмкіндігі арқасында түрлі өлшемдердегі құрылымдар (көлем, тегіс, сызықты) қалыптасады. Минералды түрлер табиғатта кездесетін қосылыстар деп аталады. Бұл заттар арнайы құрамы мен құрылымы, физикалық сипаттамалары бар. Жалпы органикалық емес заттардың құрылымы бірдей. Құрамы белгілі бір шегінде өзгеруі мүмкін. Минералды қосылыстардың ерекшелігі атомдардың тұрақты және дұрыс орналасуы болып табылады. Бұл заттардың жүйелеуінің негізі 1814 жылы Берзелиус тарапынан жасалды.

Құрамында заттардың негізгі ерекшеліктерінің бірі

Осы немесе басқа түрге жататын композициялық компоненттер анықталады. Зат - органикалық немесе минералды қосылыстар, құрылымы мен құрамына тән. Биологиялық тектес заттардың негізгі топтары ақуыздар, көмірсулар, липидтер. Осы сыныпқа жататын нуклеин қышқылдары, көміртектен басқа, негізінен азот, сутегі, фосфор, күкірт және оттегіден тұрады. Бұл элементтер, негізінен, «классикалық» органикалық қосылыстардың бір бөлігі болып табылады, әдетте. Осылайша, заттар құрамында әртүрлі компоненттер болуы мүмкін. Осылайша, органикалық немесе минералды қосылыстар - көміртегі құрамында және жоғарыда көрсетілген негізгі элементтердің құрамында қандай зат ұсынылғанын анықтайтын негізгі ерекшелігі.

Минералды қосылыс концепциясы әртүрлі табиғи заттар - гранаттар ескеріле отырып, зерттелуі мүмкін. Олардың әр түрлі физикалық сипаттамалары бар. Құрылымы өзгерісіне қарамастан, олар құрылымға байланысты. Мұнда белгілі бір атомдар мен бірнеше аралық қашықтықтардың орналасуындағы айырмашылықтар туралы айтуға болады.

Органикалық қосылыстардың жіктелуі

Бүгінгі күні IUPAC номенклатурасы қолданылады. Осы жүйеде органикалық қосылыстардың жіктелуі маңызды принципке негізделген. Осыған сәйкес, заттың сипаттамалары алдымен екі негізгі критериймен анықталады. Біріншісі - көміртекті онтогенез (органикалық қосылыстардың құрылымы), екіншісі - оның функционалдық топтары. Заттың табиғатына сәйкес циклдік және циклдік емес заттар бөлінеді. Соңғысы, өз кезегінде, қанықпаған және шектеуді қамтиды. Циклдік заттар тобына гетероциклический және карбоксицик кіреді. Органикалық қосылыстардың кейбір формулалары:

- CH3CH2CH2COOH - бутир қышқылы.

- CH3COCH3-ацетон.

- CH3COOC2H5-этилацетат.

- CH3CH (OH) COOH - сүт қышқылы.

Құрылымдық талдау

Бүгінде органикалық химиялық қосылыстар әртүрлі әдістермен сипатталады. Ең дәл рентгендік дифракционды талдау (кристаллография). Алайда, бұл әдісті пайдалану талап етілетін өлшемдердің жоғары сапалы кристалын талап етеді, бұл жоғары ажыратымдылықты алуға мүмкіндік береді. Осыған байланысты, кристаллография жиі пайдаланылмайды. Элементальды талдау - бұл молекулада компоненттердің құрамын сандық бағалау үшін пайдаланылатын бұзушы әдіс. Белгілі функционалдық топтардың болмауын немесе болуын дәлелдеу үшін инфрақызыл спектроскопия қолданылады. Масс-спектрометрия - заттардың молекулалық салмағын және үзінділер әдістерін анықтау.

Органикалық қосылыстардың химиялық қасиеттері. Карбон қышқылы

Адамның өмірі осы заттармен тығыз байланысты. Көптеген адамдар аталық, формальды, лимон қышқылы сияқты аттарды біледі. Бұл қосылыстар тамақ өнеркәсібінде дәрілік заттарды (ацетилсалицил қышқылы), сондай-ақ сабын және синтетикалық жуғыш заттарды өндіруде қолданылады. Кейбір қосылыстар жәндіктермен (мысалы, құмырсқалар) жасалады және қорғаушы ретінде қызмет етеді. Жасушалық деңгейде жүзеге асырылатын биохимиялық процестер пируввин қышқылымен байланысты және адам ағзасына енетін көптеген заттардың тотығуында сірке немесе сүт қышқылдары пайда болады. Карбоксиль тобының құрылымын қарастырған кезде оған қосарланған C = O байланысының болуын атап өту керек. Осыған байланысты ол қанықпаған функционалдық топтарға жатқызылуы керек. Сонымен қатар, заттар құрылымында O-H-мобильді сутегі атомы арасындағы байланыс бар. Бұл қосылыстардың жалпы қасиеттері стеариялық, сірке қышқылында, акрил қышқылында байқалады, сондай-ақ қышқылдардың негізгі қасиеттерін ғана емес, сонымен қатар альдегидті де формикалық қышқылмен біріктіреді. Карбоксиль тобына байланған радикалға байланысты хош иісті, қанықпаған, шектейтін және басқа заттар бар. Молекуладағы топтардың санына қарай дибасикалық, монобазиялық және басқалар бөлінеді. Заттардың белгілі бір сипаттамаларын қарастырған кезде, бейорганикалық және органикалық қышқылдардың кейбір ұқсастығын байқауға болады. Мысалы, екі зат да металдармен, негіздермен өзара әрекеттесе алады.

Хош иісті көмірсутектер

Құрамында сутегі, көміртек және бензин ядролары бар органикалық қосылыстар. Бұл топтың ең маңызды және «классикалық» өкілдері бензол (I) және гомологтар (диметилбензол, метилбензол) болып табылады. Бензолдың ядролары бар көптеген хош иісті көмірсутектер бар. Мысалы, олар дифенил C6H5-C6H5 қамтиды, оның формуласына қарап, қандай зат органикалық немесе минералды қосылыстар екенін түсіну оңай. Хош иісті көмірсутектерді өндірудің негізгі көзі ретінде кокстелетін көмір өнімдері қолданылады. Мәселен, бір тонна көмір қабатынан орташа алғанда бір жарым килограмм толуол, 3,5 кг бензол және екі килограмм нафталин алынды.

Хош иісті көмірсутектердің негізгі сипаттамалары

Химиялық қасиеттері бойынша хош иісті көмірсулар алициклді ненасыщенбеген күрделі заттардан ерекшеленеді. Осыған байланысты олар үшін жеке топ анықталды. Азот, күкірт қышқылдары, галогендер және басқа реагенттердің әсерінен хош иісті көмірсутектер сутегі атомдарын ауыстырады. Нәтижесінде сульфон қышқылы, галобензол және басқалары пайда болады. Бұл заттар бояғыштар, дәрі-дәрмектер өндірісінде пайдаланылатын аралық өнім болып табылады.

Алкандар

Ең аз белсенді қосылыстардан тұратын күрделі заттардың осы тобы. Оларда бар барлық C-H және C-C облигациялары жалғыз байланыстар. Бұл алкандардың қосымша реакцияларға қатысу қабілетсіздігіне әкеледі. Бұл комплексті заттарды пропаннан бастап хлорлау кезінде, бірінші хлор атомы әртүрлі сутек атомдарын алмастыра алады. Бұл үрдістің бағыты CH байланысының беріктігіне байланысты болады. Тізбектің әлсіздігі, белгілі бір атомды тезірек ауыстыру. Бастапқы облигациялар көбінесе беріктікке ие, екіншісі жоғары дәрежелі байланыстарға қарағанда тұрақты және т.б.

Реакцияларға қатысу

Әр түрлі реактивтіліктер ықтимал өнімдердің біреуінен басым болады деген фактіні тудыруы мүмкін. 25 градус температурада екінші тізбектің бойымен хлорлау негізгі тізбеге қарағанда төрт жарым есе жылдам болады. Алкандарды фторирование жоғары, жиі жарылғыш жылдамдықта жүреді. Бұл жағдайда бастапқы заттың полифторлық туындыларының барлық түрлері қалыптасады. Реакция кезінде шығарылатын энергия соншалықты жақсы, кейбір жағдайларда ол өнімдердің молекулаларының радикалдарына ыдырайды. Нәтижесінде, реакция жылдамдығы ақырлы түрде өседі, бұл тіпті жеткілікті төмен температураларда жарылысқа алып келеді. Алкандардың фторлануының ерекшелігі - көміртекті онтогенездің фтор атомдары мен CF4-ның соңғы өнімді құрту мүмкіндігі.