Органічна хімія.

Органічні сполуки та їх особливості.

Ще у XVIII столітті усі відомі речовини було поділено на два види: органічні та неорганічні.

Речовини

_____________________│_____________________

↓ ↓

Неорганічні Органічні

Є основою неживої природи, Входять до складу живих організмів,

входять до складу мінералів та рослинних і тваринних (білки, жири,

гірських порід (прості речовини вуглеводи, вітаміни )

метали і неметали, складні речовини

оксиди, основи, кислоти, солі)

Таким чином термін «органічні» походить від слова «організм», адже дійсно, спочатку до органічних речовин відносили тільки речовини, що утворюються в живих організмах.

Тривалий час панувала теорія віталізму (від латинського «vis vitalis» - життєва сила), одним з провідників якої був видатний шведський вчений Йенс Якоб Берцеліус. Згідно цієї теорії органічні речовини можуть утворюватись тільки під дією особливої, недоступної для пізнання «життєвої сили», і не можуть бути отримані штучно. Але ряд синтезів на початку XIX століття спростував цю теорію:

1828 рік – Ф.Веллер (Німеччина) синтезував сечовину.

1842 рік – М.Зінін (Росія) синтезував анілін.

1845 рік – А.Кольбе (Німеччина) синтезував оцтову кислоту.

1854 рік – М.Бертло (Франція) синтезував один з жирів.

1861 рік – М.Бутлеров (Росія) синтезував одну з цукристих речовин.

Ці та ряд інших відкриттів спростували теорію віталізму. При подальшому дослідженні складу та будови органічних сполук, у середині XIX століття, німецькі хіміки А.Кекуле і А.Кольбе встановили, що основою будь-якої органічної речовини є атоми чотиривалентного Карбону, що здатні сполучатись у ланцюги різної форми та довжини:

│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

- С – С – С – С – С- - С – С – С – С – С – - С – С –

│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

- С - - С – С -

│ │ │

лінійні розгалужені циклічні

Багато органічних речовин містять подвійні або потрійні хімічні зв’язки між атомами.Зображати зв’язки між атомами у молекулах рисками запропонував шотландський хімік А.Купер.

В наш час поняття «органічні сполуки» суттєво змінилось. Оскільки основою будь-якої органічної речовини є атоми Карбону, прийнято відносити до органічних речовин усі сполуки Карбону. Виняток складають проста речовина вуглець С (алмаз, графіт, сажа), оксиди СО та СО₂ , карбонатна кислота Н₂СО₃ та солі карбонатної кислоти (СаСО₃ , NaHCO₃ та ін.). Ці речовини відносять до неорганічних.

Отже, органічні речовини – це сполуки Карбону.

Особливості органічних речовин:

Всі без винятку органічні сполуки містять спільний хімічний елемент – Карбон. Крім Карбону органічні речовини можуть містити Гідроген Н, Оксиген О, Нітроген N (елементи-органогени) та деякі інші елементи. Наприклад, білок гемоглобін містить у своєму складі атоми Феруму, розчинник хлороформ атоми Хлору і т.д.

Завдяки здатності атомів Карбону утворювати ланцюги різноманітної форми і довжини, число органічних речовин перевищує 20 мільйонів (неорганічних речовин приблизно 0,5 мільйона) і швидко зростає. Щороку синтезуються тисячі нових органічних речовин.

У молекулах органічних речовин атоми мають сталу валентність: Карбон – чотиривалентний, Гідроген – одновалентний, Оксиген – двовалентний, Нітроген – тривалентний.

Переважна більшість органічних речовин мають ковалентний тип зв’язку між атомами, в той час як серед неорганічних переважають речовини з йонним типом зв’язку.

У твердому стані органічні речовини мають молекулярну кристалічну гратку, а отже, порівняно невисокі температури плавлення та кипіння, є крихкими.

Переважна більшість органічних речовин є неелектролітами.

Багато органічних речовин є складовими живих організмів (білки, жири, вуглеводи, вітаміни, гормони і т.д.).

Для багатьох органічних речовин притаманне явище ізомерія – існування речовин, що мають однаковий кількісний та якісний склад, але різну будову.

Так, наприклад загальну молекулярну формулу С₂Н₆О мають дві різні речовини:

Н Н Н Н

│ │ │ │

Н –С -- С – О -- Н Н – С – О – С – Н

│ │ │ │

Н Н Н Н

етиловий спирт диметиловий етер