Органическая химия

Органическая химия изучает соединения углерода (кроме наиболее простых).

Некоторые особенности органических соединений

1. Во всех органических соединениях углерод четырехвалентен. Соединяясь друг с другом прочными ковалентными связями, атомы углерода образуют цепи, которые могут быть как открытыми, так и замкнутыми (циклы). Кроме углерода, в состав органических соединений почти всегда входит водород, часто кислород и азот, иногда сера, хлор, бром, йод.

2. Для органических соединений характерно явление изомерии – проявление различных свойств веществами, имеющими одинаковый состав. Изомеры – это вещества, имеющие одинаковую молекулярную массу, качественный и количественный состав, но разное строение и, поэтому обладающие разными свойствами.

3. Органические соединения образуют гомологические ряды. Гомологический ряд – это ряд родственных органических соединений с близкими химическими и закономерно изменяющимися физическими свойствами, в котором каждый последующий член может быть произведен от предыдущего добавлением одной определенной для данного ряда группы атомов. Например, в гомологическом ряду предельных углеводородов такой группой является СН₂.

Классификация органических соединений

В зависимости от строения углеродных цепей все органические соединения делят на две большие группы.

1. Ациклические (алифатические) соединения – соединения с открытой цепью атомов углерода. Ациклические соединения с одинарной связью между атомами углерода называют предельными, или насыщенными, а с двойными или тройными связями между атомами углерода – непредельными, или ненасыщенными.

2. Циклические соединения – соединения, в которых углеродные атомы образуют циклы. Эти соединения подразделяются на карбо- и гетероциклические. К карбоциклическим относятся ароматические (например, бензол) и алициклические (например, циклогексан) соединения. Кольца гетероциклических соединений наряду с углеродом содержат другие атомы: кислород, серу, азот (например, пиридин):

бензол циклогексан пиридин

Соединения каждой из указанных групп делятся на классы.

В группах ациклических и карбоциклических соединений простейшими являются углеводороды, состоящие только из атомов углерода и водорода. Все остальные соединения этих групп рассматриваются как производные углеводородов, образованные замещением одного или нескольких атомов углерода в углеводородной молекуле другими атомами или группами атомов. Атом или группа атомов, обладающие реакционной способностью и определяющие свойства соединений, называются функциональными группами. Наиболее распространенные функциональные группы и соответствующие им классы органических соединений приведены в табл. 2.

Таблица 2

Важнейшие функциональные группы и классы органических соединений

Функциональная группа, название	Класс соединений	Общая формула	Формула гомологического ряда	Пример соединения
−Г (F, Cl, Br, I) Галоген	Галогенопроизводные	R−Г	CnH2n+1Г	CH3CH2Cl хлорэтан
−ОН Гидроксильная	Спирты Фенолы	R−OH С6Н5−ОН	CnH2n+2O CnH2n-6O	СН3ОН метиловый спирт С6Н5ОН фенол
Карбонильная	Альдегиды Кетоны		CnH2nO CnH2nO	уксусный альдегид ацетон
Карбоксильная	Карбоновые кислоты		CnH2nO2	уксусная кислота
−O− Кислород	Простые эфиры	R1−O−R2	CnH2n+2O	CH3−O−CH3 диметиловый эфир

−NO2 Нитрогруппа	Нитро- соединения	R−NO2	CnH2n+1NO2	С2Н5−NO2 нитроэтан
−NH2 Аминогруппа (первичная)	Первичные амины	R−NH2	CnH2n+3N	СH3−NH2 метиламин
−NH− Аминогруппа (вторичная)	Вторичные амины	R1−NH−R	CnH2n+3N	CH3−NH−C2H5 метилэтиламин
Аминогруппа (третичная)	Третичные амины		CnH2n+3N	триметиламин
R – углеводородный радикал