Component chimic

Un compus chimic este o substanță  complexă constând din atomi legați chimic a două sau mai multe elemente (molecule heteronucleare). Unele substanțe simple pot fi considerate și compuși chimici dacă moleculele lor constau din atomi legați printr -o legătură covalentă ( azot , oxigen , iod , brom , clor , fluor , probabil astatin ) [2] . Gazele inerte (nobile) și hidrogenul atomic nu pot fi considerate compuși chimici.

Istorie

Pentru formularea conceptului de compus chimic a fost importantă legea constanței compoziției , descoperită de Joseph Proust în 1799 [3] . Această lege prevede că, indiferent de modul în care s-a obținut un anumit compus, acesta constă întotdeauna din aceleași elemente chimice, iar raportul dintre masele acestor elemente este exprimat în numere întregi mici. Câțiva ani mai târziu, în 1803 , John Dalton a formulat legea rapoartelor multiple , conform căreia, în cazul în care din anumite elemente se pot forma doi compuși, astfel de mase ale celuilalt sunt combinate cu o anumită masă a primului dintre ei. , că raportul lor dă și un număr întreg [4] [ 5] [6] . Aceste două afirmații au deschis calea pentru înțelegerea structurii atomice a materiei.

Conceptul de formulă structurală a fost introdus în anii 1850 de chimistul german Friedrich August Kekule von Stradonitz [7] [8] .

Compoziția calitativă și cantitativă

Compoziția unui compus chimic este scrisă sub formă de formule chimice , iar structura este adesea reprezentată prin formule structurale . Denumirea sistematică ( nomenclatura IUPAC ) indică, de asemenea, compoziția compusului.

În marea majoritate a cazurilor, compușii chimici respectă legea constanței compoziției și legea raporturilor multiple . Cu toate acestea, sunt cunoscuți destul de mulți compuși cu compoziție variabilă ( berthollide ), de exemplu:

PaO 2,18 -PaO 2,21._ _ _

Pentru a stabili compoziția calitativă și cantitativă a unui compus chimic, se folosesc diferite metode de analiză chimică (de exemplu, colorimetrie , cromatografie ). Aceste metode fac obiectul de studiu în chimia analitică .

Diferențele dintre compuși și amestecuri

Proprietățile fizice și chimice ale compușilor diferă de proprietățile unui amestec de substanțe simple  - acesta este unul dintre criteriile principale pentru a distinge un compus de amestecuri de substanțe simple sau complexe, deoarece proprietățile unui amestec sunt de obicei strâns legate de proprietăți. a componentelor. Un alt criteriu de distincție este că amestecul poate fi de obicei separat în constituenții săi prin procese nechimice, cum ar fi cernerea, filtrarea, evaporarea, folosind magneți, în timp ce componentele unui compus chimic pot fi separate doar printr-o reacție chimică. În schimb, amestecurile pot fi create fără utilizarea unei reacții chimice, dar compușii nu pot.

Unele amestecuri sunt atât de strâns legate încât unele dintre proprietățile lor sunt similare cu cele ale compușilor chimici și este ușor să le confundați. Cel mai comun exemplu de astfel de amestecuri sunt aliajele . Aliajele sunt realizate folosind procese fizice, de obicei prin topire și amestecare a componentelor, urmată de răcire.

Un exemplu de compuși chimici care au proprietăți similare, dar nu sunt nici aliaje, nici amestecuri sunt compușii intermetalici .

Reacții chimice

Compușii chimici se obțin ca rezultat al reacțiilor chimice . Substanțele compuse se pot descompune pentru a forma mai multe alte substanțe. Formarea compușilor chimici este însoțită de eliberarea ( reacție exotermă ) sau absorbția ( reacție endotermă ) de energie. Proprietățile fizice și chimice ale compușilor chimici diferă de proprietățile substanțelor din care sunt derivati. Compușii chimici sunt împărțiți în anorganici și organici . Sunt cunoscuți peste 100 de mii de compuși anorganici și peste 3 milioane de compuși organici. Fiecare compus chimic care este descris în literatură are un identificator unic - numărul CAS .

Clase de compuși chimici

Compușii chimici sunt împărțiți în clase: anorganici și organici . Aceștia din urmă în sens larg includ compuși organoelementali : organobor , organosiliciu , organofosfor etc.

Unele tipuri de compuși anorganici complecși:

Materie organică

Compuși organici, substanțe organice - o clasă de compuși chimici care includ carbon (cu excepția carburilor , acidului carbonic , carbonaților , oxizilor de carbon și cianurilor ). [9]

Substanțe anorganice

O substanță anorganică sau un compus anorganic este un compus chimic care nu este organic , adică nu conține carbon (cu excepția carburilor , cianurilor , carbonaților , oxizilor de carbon și a altor compuși care sunt clasificați în mod tradițional drept anorganici ). Compușii anorganici nu au scheletul tipic de carbon organic.

Descrierea principalelor grupe de compuși organici

Hidrocarburi

Compuși organici constând exclusiv din atomi de carbon și hidrogen . Hidrocarburile sunt considerate compușii de bază ai chimiei organice, toți ceilalți compuși organici sunt considerați derivați ai lor. Deoarece carbonul are patru electroni de valență și hidrogenul are  unul, cea mai simplă hidrocarbură este metanul (CH 4 ). La sistematizarea hidrocarburilor se ia în considerare structura scheletului de carbon și tipul de legături care leagă atomii de carbon. În funcție de topologia structurii scheletului de carbon, hidrocarburile sunt împărțite în aciclice și carbociclice . În funcție de multiplicitatea legăturilor carbon-carbon, hidrocarburile sunt împărțite în saturate ( alcani ) și nesaturate ( alchene , alchine , diene ). Hidrocarburile ciclice sunt împărțite în aliciclice și aromatice .

Alcoolii

compuși organici care conțin una sau mai multe grupări hidroxil (hidroxil, - O H ) conectate direct la un atom de carbon saturat (fiind în stare de sp ³-hibridare ) [10] . Alcoolii pot fi considerați ca derivați ai apei ( H−O−H ) în care un atom de hidrogen este înlocuit cu o grupare funcțională organică : R−O−H . În nomenclatura IUPAC pentru compușii în care gruparea hidroxil este legată de un atom de carbon nesaturat ( sp² -hibrid ), denumirile „ enoli ” (hidroxilul este legat de o legătură vinil C=C) [11] și „ fenoli ” (hidroxil). este legat de benzen sau alt inel aromatic) [12] . Alcoolii sunt o clasă extinsă și diversă de compuși: sunt foarte comune în natură și îndeplinesc adesea funcții importante în organismele vii. Alcoolii sunt compuși importanți în ceea ce privește sinteza organică , nu doar de interes ca produse finite, ci și ca intermediari care au o serie de proprietăți chimice unice. În plus, alcoolii sunt produse importante din punct de vedere industrial și găsesc cea mai largă utilizare posibilă atât în ​​industrie, cât și în aplicațiile de zi cu zi.

Eteri

Eteri sunt substanţe organice având formula R - O - R1 , unde R şi R1  sunt radicali hidrocarburi . Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că o astfel de grupă poate face parte din alte grupări funcționale de compuși care nu sunt simpli eteri (vezi compuși organici care conțin oxigen ).

Esterii sunt derivați ai oxoacizilor (atât carboxilici , cât și minerali ) R k E (= O) l (OH) m , (l ≠ 0), care sunt formal produșii de substituție a atomilor de hidrogen ai hidroxililor -OH ai funcției acid pt. un reziduu de hidrocarbură (alifatic, alchenil, aromatic sau heteroaromatic); sunt considerate și derivați acilici ai alcoolilor . În nomenclatura IUPAC, esterii includ, de asemenea, derivați acil ai analogilor de calcogenuri ai alcoolilor ( tioli , selenoli și teluroli) [13] . Ele diferă de eteri , în care doi radicali de hidrocarburi sunt legați printr-un atom de oxigen (R1 - O-R2 ) .

Aldehide

O clasă de compuși organici care conține o grupare carbonil (C=O) cu un substituent alchil sau arii . Aldehidele și cetonele sunt foarte asemănătoare, diferența constă în faptul că acestea din urmă au doi substituenți la grupa carbonil . Polarizarea dublei legături „carbon-oxigen” după principiul conjugării mezomerice face posibilă notarea următoarelor structuri rezonante : . O astfel de separare a sarcinilor este confirmată de metodele fizice de cercetare și determină în mare măsură reactivitatea aldehidelor ca electrofili pronunțați . În general, proprietățile chimice ale aldehidelor sunt similare cu cetonele , cu toate acestea, aldehidele sunt mai active, ceea ce este asociat cu o polarizare mai mare a legăturilor. În plus, aldehidele sunt caracterizate prin reacții care nu sunt caracteristice cetonelor, de exemplu, hidratarea într-o soluție apoasă: pentru metanal , datorită polarizării și mai mari a legăturilor, este completă, iar pentru alte aldehide, este parțială: . Cele mai simple aldehide au un miros caracteristic ascuțit (de exemplu, benzaldehida  - miros de migdale ). Sub acțiunea hidroxilaminei, acestea sunt transformate în oxime :

Cetone

Substanțe organice în moleculele cărora gruparea carbonil este legată de doi radicali hidrocarburi. Formula generală a cetonelor: R1 - CO- R2 . Printre alți compuși carbonilici, prezența în cetone a exact doi atomi de carbon legați direct de gruparea carbonil îi deosebește de acizii carboxilici și derivații lor, precum și de aldehide .

Acizi carboxilici

O clasă de compuși organici ale căror molecule conțin una sau mai multe grupări carboxil funcționale -COOH. Proprietățile acide sunt explicate prin faptul că acest grup poate despărți relativ ușor un proton . Cu rare excepții, acizii carboxilici sunt slabi. De exemplu, acidul acetic CH 3 COOH are o constantă de aciditate de 1,75⋅10 −5 . Acizii di- și tricarboxilici sunt mai puternici decât acizii monocarboxilici.

Amides

Derivați ai oxoacizilor (atât carboxilici , cât și minerali ) R k E (= O) l (OH) m , (l ≠ 0), care sunt în mod formal produși de substituție a grupărilor hidroxil -OH ai funcției acid cu o grupare amino (nesubstituită și înlocuit); sunt considerate și derivați acilici ai aminelor . Compușii cu unul, doi sau trei substituenți acil pe atomul de azot se numesc amide primare, secundare și terțiare, amidele secundare sunt numite și imide . Amidele acizilor carboxilici - carboxamidele RCO–NR 1 R 2 (unde R 1 și R 2 sunt hidrogen, acil sau alchil, arii sau alt radical hidrocarbură) sunt de obicei denumite amide, în cazul altor acizi, în conformitate cu IUPAC recomandări la denumirea unei amide ca prefix, denumirea reziduului acid este indicată, de exemplu, amidele acizilor sulfonici RS (= O 2 NH 2 se numesc sulfamide . Analogii amidelor, care sunt în mod formal produse de substituție a oxigenului cu calcogen , se numesc tioamide , selenoamide și teluroamide [14] .

Amine

Compuși organici care sunt derivați ai amoniacului , în molecula cărora unul, doi sau trei atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu radicali de hidrocarburi . După numărul de atomi de hidrogen substituiți, se disting aminele primare (se înlocuiește un atom de hidrogen), secundare (se înlocuiesc doi din trei atomi de hidrogen) și , respectiv, terțiare (se înlocuiesc trei din trei atomi de hidrogen). Un compus de amoniu cuaternar de forma [ R4N ] + Cl- este un analog organic al sării de amoniu . Prin natura grupării organice asociate cu azotul, se disting aminele alifatice CH 3 - N <, aromatice C 6 H 5 - N < și gras - aromatice (conțin radicali aromatici și alifatici). În funcție de numărul de grupări NH2 din moleculă, aminele sunt împărțite în monoamine , diamine , trei amine și așa mai departe.

Număr de înregistrare CAS

Tuturor substanțelor chimice și, prin urmare, tuturor compușilor chimici descriși în literatura științifică, li se atribuie un număr CAS , un serviciu abstract chimic, prin care substanța poate fi identificată în baze de date precum PubChem .

Literatură

  1. Alcooli // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron  : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.
  2. Alcoolii grași superiori (domenii de aplicare, metode de producție, proprietăți fizice și chimice) / Editat de S. M. Loktev. - M . : „Chimie”, 1970. - 329 p.
  3. Kurts A. L., Brusova G. P., Demyanovich V. M. Alcooli mono și dihidroxilici, eteri și analogii lor de sulf . Materiale educative. Chimie organică . Chemnet. Facultatea de Chimie, Universitatea de Stat din Moscova (1999). Preluat: 10 iulie 2010.
  4. Markizova N. F., Grebenyuk A. N., Basharin V. A., Bonitenko E. Yu. Alcooli. - Sankt Petersburg. : „Foliant”, 2004. - 112 p. — (Toxicologie pentru medici). - ISBN 5-93929-089-2 .
  5. Reutov O. A., Kurts A. L., Butin K. P. Chimie organică. - Ed. a III-a - M . : Binom. Laboratorul de cunoștințe, 2010. - Vol. 2. - ISBN 978-5-94774-614-9 .
  6. Alcoolii . Enciclopedia protecției și siguranței muncii. Volumul IV. Secțiunea XVIII. Carti de referinta. Prezentare generală a compuşilor chimici . Institutul de securitate industrială, protecția muncii și parteneriat social. Preluat: 27 decembrie 2010.

Vezi și

Note

  1. ↑ vezi Metoda Privirii Paralele
  2. ↑ Compus chimic - articol din Marea Enciclopedie Sovietică . 
  3. ↑ Proust, J.-L. (1799). Cercetări asupra cuprului, Ann. chim. 32 :26-54 . Extras , în Henry M. Leicester și Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry, 1400-1900 , Cambridge, MA: Harvard, 1952. Accesat 2008-05-08.
  4. ↑ Helmenstine, Anne Law of Multiple Proportions Problem . 1 . Data accesului: 31 ianuarie 2012. Arhivat din original pe 7 decembrie 2012.
  5. ↑ definiția legii proporțiilor multiple
  6. ↑ legea proporțiilor multiple (chimie  ) . — articol din Encyclopædia Britannica Online .
  7. ↑ aug. Kekule. Über die sg gepaarten Verbindungen und die Theorie der mehratomigen Radicale  (germană)  // Annalen der Chemie und Pharmacie : magazin. - 1857. - Bd. 104 , nr. 2 . - S. 129-150 . - doi : 10.1002/jlac.18571040202 .
  8. ↑ aug. Kekule. Ueber die Constitution und die Metamorphosen der chemischen Verbindungen und über die chemische Natur des Kohlenstoffs  (germană)  // Annalen der Chemie und Pharmacie : magazin. - 1858. - Bd. 106 , nr. 2 . - S. 129-159 . - doi : 10.1002/jlac.18581060202 .
  9. ↑ Khomchenko G.P. Un manual de chimie pentru solicitanții la universități. - Ed. a 3-a. corect si suplimentare - M .: Editura New Wave SRL, Editura CJSC ONIKS, 2000. p. 334. ISBN 5-7864-0103-0 , ISBN 5-249-00264-1
  10. ↑ Alcooluri  _ _ IUPAC. Compendiu de terminologie chimică, ed. a II-a. („Cartea de Aur”). doi : 10.1351/goldbook.A00204 . Consultat la 2 septembrie 2010. Arhivat din original pe 21 august 2011.
  11. ↑ Enoli  . _ IUPAC. Compendiu de terminologie chimică, ed. a II-a. („Cartea de Aur”). doi : 10.1351/goldbook.E02124 . Consultat la 2 septembrie 2010. Arhivat din original pe 21 august 2011.
  12. ↑ Fenolii  . _ IUPAC. Compendiu de terminologie chimică, ed. a II-a. („Cartea de Aur”). doi : 10.1351/goldbook.P04539 . Consultat la 2 septembrie 2010. Arhivat din original pe 21 august 2011.
  13. ↑ esteri // IUPAG Gold Book
  14. ↑ amide // Cartea de aur IUPAC

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice