Класифікація органічних сполук

Багатоманітність органічних сполук, їх класифікація.

Щодня кількість добутих і описаних хіміками органічних речовин зростає майже на тисячу. Нині їх відомо близько 20 мільйонів(неорганічних сполук існує в десятки разів менше).

Причиною розмаїття органічних сполук є унікальність атомівКарбону, а саме:

-досить висока валентність - 4;

-можливість утворення простих, подвійних і потрійних ковалентних зв'язків;

-здатність сполучатися один з одним;

-можливість утворення лінійних ланцюгів, розгалужених, а також замкнених, які називають циклами.

Серед органічних речовин найбільше сполук Карбону з Гідрогеном; їх називають вуглеводнями. Ця назва походить від старих наз елементів - "вуглець" і "водень".

Сучасна класифікація органічних сполук базується на теорії хімічної будови. В основу класифікації покладено особливості будови вуглецевого ланцюга вуглеводнів, оскільки вони прості за складом і в більшості відомих органічних речовин вуглеводневі радикали становлять основну частину молекули.

Залежно від будови вуглецевого ланцюга органічні сполуки поділяються на дві великі групи: ациклічні і циклічні. Ациклічні сполуки називають ще сполуками жирного ряду, або аліфатичними. До них належать всі вуглеводні та їх похідні, в молекулах яких немає кілець або циклів, а є тільки так звані «відкриті ланцюги» вуглецевих атомів. Ациклічні сполуки поділяються на насичені вуглеводні гомологічного ряду метану і ненасичені сполуки, в молекулах яких між вуглецевими атомами є кратні (подвійні або потрійні) зв'язки.

Циклічні сполуки поділяють на карбоциклічні (цикли складаються тільки з атомів вуглецю) та гетероциклічні (в цикли, крім атомів вуглецю, входять інші атоми, найчастіше азоту, сірки, кисню). Карбоциклічні органічні сполуки, в свою чергу, поділяються на аліциклічні і ароматичні. До аліциклічних сполук належать всі карбоциклічні вуглеводні крім ароматичних сполук, до ароматичних — бензол, нафталін, антрацен тощо та їх похідні. Органічні сполуки залежно від складу і будови поділяють на класи. Заміщенням атомів водню у молекулах вуглеводнів на інші атоми або групи атомів (функціональні групи) можна добути інші класи органічних сполук даного ряду. Функціональні групи, окремі атоми-замісники, на які заміщено атом водню в молекулі органічної сполуки, визначають типові хімічні властивості цих сполук.

Вивчення органічної хімії, як правило, починають з вивчення найпростішого класу органічних сполук — вуглеводнів.

Ізомерія — це явище існування речовин з однаковим якісним і кількісним складом, але різною хімічною будовою, а тому й різними властивостями.

Вуглеводні бувають

Насичені вуглеводні Ненасичені вуглеводні Ароматичні
(алкани, циклоалкани) | | вуглеводні

Алкени Алкіни Дієнові вуглеводні

Алкани є найпростішими вуглеводнями. Всі атоми вуглецю в молекулах алканів сполучені один з одним простими, одинарними зв'язками. Алкани називають також парафінами, насиченими вуглеводнями.

Метан. Найпростіший алкан - метан СН₄, молекула якого складається з одного атома вуглецю і чотирьох атомів водню.

Як уже зазначалось,атом вуглецю, що утворює чотири ковалентних зв'язки, знаходиться у збудженому стані (1s²2s¹2p³). В утворенні чотирьох ковалентних зв'язків беруть участь одна s - і три р - орбіталі (р_х, р_у, р_z) зовнішнього енергетичного рівня одного атома вуглецю. Всі чотири ковалентних зв'язки,які утворює вуглець у молекулі СН₄, рівноцінні: мають однакову довжину, енергію зв'язку та інші властивості.

Рівноцінність хімічних зв'язків у метані можна пояснити, використовуючи поняття про гібридизацію орбіталей. Гібридизацією називається зміна форми і енергії різних орбіталей одного атома, яка приводить до утворення однакових (гібридизованих) орбіталей.

Наприклад, при утворенні молекули метану гібридизації зазнають орбіталі атома вуглецю: одна s - і три р - орбіталі. Вид і число орбіталей, які беруть участь у гібридизації,визначають ії тип. Так, у метані виявляється sр³- гібридизація.

Дата добавления: 2015-05-24