Compuși organici , substanțe organice [1] [2] - o clasă de substanțe chimice care combină aproape toți compușii chimici, care includ atomi de carbon asociați cu atomii altor elemente chimice. Ele sunt studiate în chimia organică , iar în stadiul inițial al dezvoltării sale, doar compușii de carbon de origine vegetală și animală au fost clasificați ca organici . Din aceste motive istorice, o serie de compuși care conțin carbon, de exemplu, monoxid de carbon , dioxid de carbon , cianura de hidrogen , disulfură de carbon , carbonili metalici , carbonați , cianuri , rodanuri , nu sunt în mod tradițional clasificați ca organici, ci sunt considerați compuși anorganici. . În mod convențional, putem presupune că prototipul structural al compușilor organici sunt hidrocarburile [2] . Compușii organici, împreună cu carbonul (C), conțin cel mai adesea (separat sau în diverse combinații) hidrogen (H), oxigen (O), azot (N), mult mai rar - sulf (S), fosfor (P), halogeni ( F , Cl , Br , I ), bor (B) și unele metale [3] .
Compușii organici sunt mult mai puțin comuni în scoarța terestră decât cei anorganici , dar sunt de mare importanță, deoarece sunt substanțe cheie în viața tuturor formelor de viață cunoscute de pe Pământ . Mulți compuși organici (de exemplu, conținuti în sol ) sunt incluși în principalele cicluri biogeochimice ( ciclul carbonului , ciclul azotului ), sunt materiile prime ( ciclul Krebs ) și produsele ( fotosinteza ) proceselor biosferice, al căror volum este estimat. [4] la 380 de miliarde de tone.Pentru mulți compuși organici, unul dintre principalele blocuri de construcție (inclusiv ca sursă de carbon ) sunt distilatele de petrol [5] .
Numele de substanțe organice a apărut într-un stadiu incipient al dezvoltării chimiei în timpul domniei concepțiilor vitaliste , care a continuat tradiția lui Aristotel și a lui Pliniu cel Bătrân despre împărțirea lumii în vie și nevii. În 1807, chimistul suedez Jakob Berzelius a propus ca substanțele obținute din organisme să fie numite organice, iar știința care le studiază, chimie organică. Se credea că pentru sinteza substanțelor organice este necesară o „forță vitală” specială ( lat. vis vitalis ), inerentă numai ființelor vii și, prin urmare, sinteza substanțelor organice din cele anorganice este imposibilă. Această idee a fost respinsă de Friedrich Wöhler , un student al lui Berzelius, în 1829 prin sintetizarea ureei „organice” din cianatul de amoniu „mineral”, dar împărțirea substanțelor în organice și anorganice a fost păstrată în terminologia chimică până în prezent.
Numărul de compuși organici cunoscuți este de peste 186 de milioane. Astfel, compușii organici sunt cea mai extinsă clasă de compuși chimici . Varietatea compușilor organici este asociată cu proprietatea unică a carbonului de a forma lanțuri de atomi, care la rândul său se datorează stabilității ridicate (adică energie ) legăturii carbon-carbon . Legătura carbon-carbon poate fi fie simplă, fie multiplă - dublă , triplă . Odată cu creșterea multiplicității legăturii carbon-carbon, energia acesteia crește, adică stabilitatea, iar lungimea scade. Cea mai mare valență a carbonului - 4, precum și capacitatea de a forma mai multe legături , vă permite să formați structuri de diferite dimensiuni (liniare, plate, în vrac).
Principalele clase de compuși organici de origine biologică - proteine , lipide , carbohidrați , acizi nucleici - conțin, pe lângă carbon, în principal hidrogen , azot , oxigen , sulf și fosfor . De aceea, compușii organici „clasici” conțin în principal hidrogen , oxigen , azot și sulf - în ciuda faptului că elementele care alcătuiesc compușii organici, pe lângă carbon, pot fi aproape orice element.
Compușii carbonului cu alte elemente constituie o clasă specială de compuși organici - compuși organoelementali . Compușii organometalici conțin o legătură metal - carbon și constituie o subclasă extinsă de compuși organoelementali.
Există câteva proprietăți importante care disting compușii organici într-o clasă separată, spre deosebire de orice altceva, de compuși chimici.
Nomenclatura organică este un sistem de clasificare și denumire a substanțelor organice. Nomenclatura IUPAC este în prezent comună .
Clasificarea compușilor organici se bazează pe un principiu important, conform căruia proprietățile fizice și chimice ale unui compus organic sunt determinate în prima aproximare de două criterii principale - structura scheletului de carbon al compusului și grupele sale funcționale .
În funcție de natura scheletului de carbon , compușii organici pot fi împărțiți în aciclici și ciclici . Dintre compușii aciclici se disting limitanții și nesaturați . Compușii ciclici sunt împărțiți în carbociclici (aliciclici și aromatici) și heterociclici .
Compușii alifatici sunt substanțe organice care nu conțin sisteme aromatice în structură.
Hidrocarburi - Alcani - Alchene - Diene sau alcadiene - Alchine - Hidrocarburi halogenate - Alcooli - Tioli - Eteri - Aldehide - Cetone - Acizi carboxilici - Esteri - Carbohidrați sau zaharuri - Naftene - Amide - Amine - Lipide - Nitrili
Compușii aromatici , sau arenele , sunt substanțe organice a căror structură include unul (sau mai multe) sisteme ciclice aromatice (vezi Aromaticitate ).
Benzen - Toluen - Xilen - Anilină - Fenol - Acetofenonă - Benzonitril - Halogenarene - Naftalenă - Antracen - Fenantren - Benzpiren - Coronenă - Azulenă - Bifenil - Ionol
Compuși heterociclici - substanțe în structura moleculară a cărora există cel puțin un ciclu cu unul (sau mai mulți) heteroatomi .
Pirol - Tiofen - Furan - Piridină
Polimerii sunt un tip special de substanță, cunoscută și sub numele de compuși cu greutate moleculară mare . Structura lor include de obicei numeroase segmente mai mici (conexiuni). Aceste segmente pot fi identice și atunci vorbim despre un homopolimer . Polimerii aparțin macromoleculelor - o clasă de substanțe constând din molecule de dimensiuni și masă foarte mari. Polimerii pot fi organici ( polietilenă , polipropilenă , plexiglas etc.) sau anorganici ( silicon ); sintetice ( policlorură de vinil ) sau naturale ( celuloză , amidon ).
În prezent, există mai multe metode de caracterizare a compușilor organici:
| Clase de compuși organici | |
|---|---|
| hidrocarburi | |
| Conținând oxigen | |
| Conținând azot | |
| Sulf | |
| Conțin fosfor | |
| haloorganic | |
| organosiliciu | |
| Organoelement | |
| Alte clase importante | |
| Chimie organica | |
|---|---|