Orgaaninen tai mineraalinen yhdiste. Orgaanisten yhdisteiden luokittelu

Kahden tai useamman komponentin sisältävä aine on monimutkainen orgaaninen tai mineraaliyhdiste. Riippuu identiteetistä, sen ominaisuuksista, koostumuksesta ja muista indikaattoreista. Kemiallisia yhdisteitä esiintyy ympäristössä suurina määrinä. Jotkut niistä ovat hyödyllisiä, ja jotkut - tuhoisa vaikutus eläviin organismeihin. Mineraaliyhdisteet ovat läsnä elottomina. Niihin kuuluvat erityisesti rikki, grafiitti, hiekka ja muut. On olemassa useita merkkejä, joiden perusteella orgaaninen tai mineraaliyhdiste määritetään.

Historiallinen tausta

"Orgaanisen yhdisteen" käsite ilmeni kemiallisen tieteen kehityksen alkuvaiheissa. Tähän luokkaan kuuluvat aineet, joissa hiili on läsnä (paitsi hiilihappo, syanidit, karbidit, karbonaatit, hiilimonoksidi). Aikana, jolloin vitalistiset näkemykset vallitsivat, jatkamalla Plinin vanhin ja Aristoteleen perinteitä, jotka koskivat koko maailman jakamista elottomaksi ja eläviksi, aineet erotettiin riippuen siitä, mihin valtakuntaan ne kuuluvat: eläin ja vihannes tai mineraali. Lisäksi uskottiin, että ensimmäisen synteesi vaatii erityistä "elämänvoimaa". Tässä suhteessa oli mahdotonta saada orgaanista epäorgaanista ainetta . Veler kuitenkin kumosi tämän oletuksen vuonna 1828. Hän syntetisoi orgaanisen urean epäorgaanisesta ammoniumsyanaatista. Tämä jako on kuitenkin säilynyt terminologiassa ja nykyhetkellä. Millä kriteerillä määritetään orgaaninen tai mineraaliyhdiste? Tietoja tästä myöhemmin artikkelissa.

Yleistä

Nykyisin laajin luokitus on orgaanisia yhdisteitä. Tällä hetkellä on yli kymmenen miljoonaa. Tämä moninaisuus johtuu hiilen erityisestä ominaisuudesta atomiketjun muodostamiseksi. Tämä puolestaan johtuu yhteyden vakaudesta. Hiili-hiiliketju voi olla yksittäinen tai moninkertainen - kolminkertainen, kaksinkertainen. Moninkertaisuuden kasvaessa sitova energia (stabiilisuus) kasvaa ja pituus päinvastoin pienenee. Hiilen korkean valenssin ja kykyä muodostaa tällaiset ketjut johtuvat rakenteesta, jolla on eri ulottuvuudet (tilavuus, tasainen, lineaarinen). Mineraalilajia kutsutaan luonnossa esiintyville yhdisteille. Näillä aineilla on erityinen koostumus ja rakenne, fysikaaliset ominaisuudet. Yleensä epäorgaanisten aineiden rakenne on sama. Koostumus voi vaihdella tietyissä rajoissa. Mineraaliyhdisteiden erityispiirre on atomien säännöllinen ja oikea järjestely. Näiden aineiden järjestelmällisyyden perusteet asetti vuonna 1814 Berzelius.

Koostumus on yksi tärkeimmistä aineista

Kohteeseen kuuluvat tämän tai muun tyyppiset ominaisuudet. Aine on orgaaninen tai mineraalinen yhdiste, jolla on spesifinen rakenne ja koostumus. Biologisen alkuperän tärkeimmät ryhmät sisältävät proteiinit, hiilihydraatit, lipidit. Tähän luokkaan kuuluvat ydinhapot sisältävät hiilen lisäksi pääasiassa typpeä, vetyä, fosforia, rikkiä ja happea. Nämä elementit ovat osa "klassisia" orgaanisia yhdisteitä perusaineina, yleensä. Siten aineet voivat sisältää useimmat erilaiset komponentit. Täten pääasiallinen piirre, jonka mukaan määritetään mikä aine on esitetty - orgaaninen tai mineraalinen yhdiste - on läsnä hiilen koostumuksessa ja yllä mainituista peruselementeistä.

Mineraaliyhdisteen käsite voidaan tutkia tarkastelemalla erilaisia luonnollisia aineita - granaattia. Heillä on erilaiset fyysiset ominaisuudet. Ne riippuvat koostumuksesta huolimatta muutoksista, joissa rakenne pysyy samana. Tässä voidaan sanoa vain eroista tiettyjen atomien asemasta ja useista interplanarisista etäisyyksistä.

Orgaanisten yhdisteiden luokittelu

Tähän mennessä sovelletaan IUPAC-nimikkeistöä. Orgaanisten yhdisteiden luokittelu tähän järjestelmään perustuu tärkeään periaatteeseen. Tämän mukaisesti aineen ominaisuudet määritetään ensin kahdella pääkriteerillä. Ensimmäinen on hiilirunko (orgaanisten yhdisteiden rakenne) ja toinen sen funktionaaliset ryhmät. Aineen rakenteen luonteen mukaisesti jaetaan syklisiin ja asyklisiin. Jälkimmäinen puolestaan sisältää tyydyttymättömiä ja rajoittavia. Syklisten aineiden ryhmään kuuluvat heterosykliset ja karbosykliset ryhmät. Joitakin orgaanisten yhdisteiden kaavoja:

- CH3CH2CH2COOH - voihappo.

- CH3COCH3-asetoni.

- CH3COOC2H5-etyyliasetaatti.

- CH3CH (OH) COOH-maitohappo.

Rakenteellinen analyysi

Nykyään orgaanisista kemiallisista yhdisteistä on tunnusomaista erilaiset menetelmät. Tarkka on röntgendiffraktioanalyysi (kristallografia). Tämän menetelmän käyttäminen vaatii kuitenkin vaaditun koon laadukkaan kiteen, joka mahdollistaa suuren erottelun. Tässä suhteessa kiteytystä ei käytetä niin usein. Alkuaineanalyysi on tuhoava menetelmä, jota käytetään määrittämään molekyylikomponenttien sisältö. Tiettyjen funktionaalisten ryhmien puuttumisen tai läsnäolon osoittamiseksi käytetään infrapunaspektroskopiaa. Massaspektrometria on aineen molekyylipainon määritys ja fragmentaatiomenetelmät.

Orgaanisten yhdisteiden kemialliset ominaisuudet. Karboksyylihapot

Ihmiselämä liittyy läheisesti näihin aineisiin. Monet ihmiset tietävät sellaisia nimiä kuin etikkahappo, muurahaishappo, sitruunahappo. Näitä yhdisteitä käytetään lääkkeiden valmistuksessa (asetyylisalisyylihappo), elintarviketeollisuudessa sekä saippuan ja synteettisten pesuaineiden valmistuksessa. Jotkut yhdisteet tuotetaan hyönteisillä (esim. Muurahaiset) ja toimivat suojana. Solukkotasolla tapahtuvat biokemialliset prosessit liittyvät pyruvavihappoon, ja monien sellaisten aineiden hapettamisessa, jotka tunkeutuvat ihmiskehoon, muodostuu etikka- tai maitohappoa. Kar- boksyyliryhmän rakenteen huomioon ottamiseksi on huomioitava, että siinä on kaksois- C = O-sidos. Tässä yhteydessä sen tulisi olla tyydyttymättömiä funktionaalisia ryhmiä. Lisäksi aineiden rakenteessa on O-H-liikkuvan vetyatomin välinen sidos. Näiden yhdisteiden yleisiä ominaisuuksia havaitaan steariinihapolla, etikkahapolla, akryylihapolla ja muurahaishapolla yhdistetään paitsi happojen perusominaisuudet myös aldehydit. Riippuen siitä radikaalista, jolla karboksyyliryhmä sitoutuu, on erottuvia aromaattisia, tyydyttymättömiä, rajoittavia ja muita aineita. Molekyyliryhmien lukumäärän mukaisesti kaksibaseeriset, yksivaiheiset ja muut eristetään. Aineiden tiettyjen ominaispiirteiden huomioon ottamisessa voidaan havaita jonkin verran epäorgaanisten ja orgaanisten happojen samankaltaisuutta. Esimerkiksi molemmat aineet voivat olla vuorovaikutuksessa metallien, emästen kanssa.

Aromaattiset hiilivedyt

Nämä orgaaniset yhdisteet, joiden koostumuksessa on vetyä, hiili- ja bentseeniytimiä. Tämän ryhmän tärkeimmät ja "klassiset" edustajat ovat bentseeni (I) ja homologit (dimetyylibentseeni, metyylibentseeni). Bentseeniyhdisteissä on paljon aromaattisia hiilivetyjä. Esimerkiksi niissä on difenyyli C6H5-C6H5, jonka kaava on, ja on helppo ymmärtää millainen aine on orgaaninen tai mineraaliyhdiste. Koksaushiilen tuotteita käytetään aromaattisten hiilivetyjen pääasiallisena lähteenä. Niinpä kivihiilitervan tonnista saadaan keskimäärin puolitoista kiloa tolueenia, 3,5 kg bentseeniä ja kaksi kilogrammaa naftaleenia.

Aromaattisten hiilivetyjen pääominaisuudet

Aromaattiset hiilit eroavat kemiallisista ominaisuuksistaan alisyklisistä tyydyttymättömistä monimutkaisista aineista. Tässä suhteessa heille on määritelty erillinen ryhmä. Typpihapon, rikkihapon, halogeenin ja muiden reagenssien vaikutuksesta aromaattiset hiilivedyt korvaavat vetyatomeja. Tämän seurauksena muodostuu sulfonihappoja, halobentseeniä ja muita. Kaikki nämä aineet ovat välituotteita, joita käytetään väriaineiden, lääkkeiden valmistuksessa.

alkaanit

Tämä monimutkaisten aineiden ryhmä, joka sisältää vähiten aktiivisia yhdisteitä. Kaikki niissä olevat C-H ja C-C-sidot ovat yksinkertaisia sidoksia. Tämä aiheuttaa alkaanien kyvyttömyyden osallistua lisäysreaktioihin. Näiden monimutkaisten aineiden kloorauksessa propaanista lähtien ensimmäinen klooriatomi voi korvata eri vetyatomeja. Tämän prosessin suunta riippuu CH-sidoksen lujuudesta. Mitä heikompi ketju, sitä nopeammin tietyn atomin korvaaminen. Ensisijaisilla sidoksilla on yleensä suurempi lujuus, toiset ovat stabiileja kuin tertiääriset sidokset ja niin edelleen.

Osallistuminen reaktioihin

Erilainen reaktiivisuus voi johtaa siihen, että luultavasti mahdollisista tuotteista vain yksi vallitsee. 25 asteen lämpötilassa sekundaariketjun klooraus tapahtuu neljä ja puoli kertaa nopeammin kuin alkuketjussa. Alkaanien fluoraus etenee korkealla, usein räjähdysmäisellä nopeudella. Tällöin muodostuu kaikenlaisia lähtömateriaalin polyfluorijohdannaisia. Reaktion aikana vapautuva energia on niin suuri, että joissakin tapauksissa se aiheuttaa hajoamista tuotemolekyylien radikaaleihin. Tämän seurauksena reaktionopeus lisääntyy lumivyöryllä, mikä johtaa räjähdyspaineeseen myös riittävän alhaisissa lämpötiloissa. Alkaanien fluorauksen ominaisuus on mahdollisuus hävittää hiili-luuran fluoriatomit ja CF4: n - lopullisen tuotteen muodostuminen.