Органично или минерално съединение. Класификация на органичните съединения

Вещество, състоящо се от два или повече компонента, е сложно органично или минерално съединение. В зависимост от идентичността на неговите характеристики, състав и други показатели. Химичните съединения присъстват в околната среда в големи количества. Някои от тях имат благоприятен ефект, а някои - катастрофален ефект върху живите организми. Минералните съединения се намират в неживата природа. Те включват, по-специално, сяра, графит, пясък и други. Има няколко признака, върху които се определя органично или минерално съединение.

Исторически контекст

Концепцията за "органично съединение" се появява в ранните етапи на развитието на химическата наука. Този клас включва вещества, в които е налице въглерод (с изключение на въглеродната киселина, цианидите, карбидите, карбонатите, въглероден моноксид). В момент, когато преобладават vitalistic перспектива, продължава традицията на Аристотел и Плиний Стари за разделението на целия свят върху неодушевено и живеещи вещества се разделят в зависимост от това, към която принадлежеше царството те: животински и растителни или минерални. Освен това се смята, че синтезата на първия изисква специална "жизнена сила". В тази връзка получаваме от органична неорганична субстанция беше невъзможно. Това предположение обаче беше отхвърлено през 1828 г. от Велер. Той синтезира органичен карбамид от неорганичен амониев цианат. Това разделение обаче е запазено в терминологията и в настоящето. По какви критерии се определя органичното или минералното съединение? За това по-късно в статията.

Обща информация

Най-обширният клас днес са органичните съединения. В момента има повече от десет милиона от тях. Такова разнообразие се дължи на особеното свойство на въглерода за образуване на атомните вериги. Това, от своя страна, се дължи на стабилността на връзката. Веригата въглерод-въглерод може да бъде единична или многократно тройна, двойна. С увеличаването на мултипликацията енергията (стабилността) на връзката се увеличава, а дължината, напротив, намалява. Благодарение на високата валентност на въглерода и способността да се образуват такива вериги, се образуват структури с различни размери (обемни, равни, линейни). Минералните видове са съединенията, открити в природата. Тези вещества имат специален състав и структура, физични характеристики. Най-общо, структурата на неорганичните вещества е една и съща. Съставът може да варира в рамките на определени граници. Особеността на минералните съединения е редовното и правилно подреждане на атомите. Основите на систематиката на тези вещества са поставени през 1814 г. от Берзелиус.

Съставът като една от основните отличителни белези на веществата

Принадлежността към този или онзи друг вид се определя от компонентите на състава. Веществото е органично или минерално съединение със специфична структура и състав. Основните групи вещества от биологичен произход включват протеини, въглехидрати, липиди. Нуклеиновите киселини, принадлежащи към този клас, освен въглерод, съдържат главно азот, водород, фосфор, сяра, кислород. Тези елементи са част от "класическите" органични съединения като основни като правило. Така веществата могат да съдържат най-различни компоненти. По този начин основната характеристика, според която се определя какво представлява веществото - органично или минерално съединение - е присъствието в състава на въглерода и основните елементи, посочени по-горе.

Концепцията за минерално съединение може да бъде проучена чрез разглеждане на различни природни вещества - гранати. Те имат различни физически характеристики. Те зависят от състава, въпреки промените, при които структурата остава същата. Тук може да се каже само за различията в положението на определени атоми и редица междупланински разстояния.

Класификация на органичните съединения

Днес се прилага номенклатурата на IUPAC. Класификацията на органичните съединения в тази система се основава на важен принцип. В съответствие с това характеристиките на веществото се определят първо чрез два основни критерия. Първият е въглеродният скелет (структурата на органичните съединения), а вторият е неговите функционални групи. В съответствие с естеството на структурата на веществото се разделя на циклични и ациклични. Последните, на свой ред, включват ненаситени и ограничаващи. Групата от циклични вещества включва хетероциклични и карбоциклени. Някои формули на органични съединения:

- CH3CH2CH2COOH - маслена киселина.

- CH3COCH3 - ацетон.

- CH3COOC2H5-етил ацетат.

- CH3CH (OH) COOH е млечна киселина.

Структурен анализ

Днес органичните химични съединения се характеризират с различни методи. Най-точни Рентгенов дифракционен анализ (Кристалография). Използването на този метод обаче изисква висококачествен кристал с необходимия размер, който позволява получаване на висока разделителна способност. В тази връзка кристалографията не се използва толкова често. Елементарният анализ е деструктивен метод, който се използва за количествено определяне на съдържанието на компонентите в молекулата. Инфрачервена спектроскопия се използва за доказване липсата или наличието на специфични функционални групи. Масспектрометрията е определянето на молекулното тегло на веществото и методите на фрагментация.

Химични свойства на органични съединения. Карбоксилни киселини

Човешкият живот е тясно свързан с тези вещества. Много хора знаят такива имена като оцетна, мравчена, лимонена киселина. Тези съединения се използват в производството на лекарства (ацетилсалицилова киселина), в хранителната промишленост, както и за производството на сапуни и синтетични детергенти. Някои съединения се произвеждат от насекоми (например мравки) и служат като протектори. Провеждат се биохимичните процеси на клетъчно ниво пирогроздена киселина, и в окисляването на много вещества, които проникват в човешкото тяло, се образува оцетна или млечна киселина. Когато се разглежда структурата на карбоксилната група, трябва да се отбележи наличието в нея на двойна С = О връзка. В тази връзка тя трябва да се припише на ненаситени функционални групи. В допълнение, в структурата на веществата има връзка между водородния атом на О-Н-подвижен. Общите свойства на тези съединения се наблюдават в стеаринова, оцетна, акрилова киселина, и мравчена киселина комбинира не само основните характеристики на киселини, но и алдехиди. В зависимост от радикала, с който се свързва карбоксилната група, се разграничават ароматни, ненаситени, ограничаващи и други вещества. Съгласно броя на групите в молекулата се изолират двуосновни, моноосновни и други. При разглеждането на някои характеристики на веществата може да се отбележи известна прилика на неорганични и органични киселини. Например и двете вещества могат да взаимодействат с метали, основи.

Ароматни въглеводороди

Тези органични съединения, в състава на които съществуват водородни, въглеродни и бензолни ядра. Най-важните и "класически" представители на тази група са бензол (I) и хомолози (диметилбензен, метилбензен). Има доста ароматни въглеводороди с бензенови ядра. Например, те включват дифенил С6Н5-С6Н5, разглеждайки формулата, на която е лесно да се разбере какъв вид вещество е органично или минерално съединение. Основният източник на ароматни въглеводороди са продуктите за коксуване на въглища. Така че от тон каменовъглен катран се получават средно един и половина килограма толуен, 3,5 кг бензол и два килограма нафталин.

Основни характеристики на ароматните въглеводороди

По отношение на техните химични свойства, ароматните въглероди се различават от алициклените ненаситени комплексни вещества. В това отношение за тях е определена отделна група. Под въздействието на азотни, сярни киселини, халогени и други реагенти ароматните въглеводороди заменят водородните атоми. В резултат на това се образуват сулфонови киселини, халобензоли и други. Всички тези вещества са междинни продукти, използвани в производството на бои, лекарства.

алкани

Тази група от сложни вещества, която включва най-малко активните съединения. Всички С-Н и С-С връзки присъстващи в тях са единични връзки. Това причинява неспособността на алканите да участват в реакциите на добавяне. При хлорирането на тези комплексни вещества, като се започне с пропан, първият хлорен атом може да замести различни водородни атоми. Посоката на този процес ще зависи от силата на връзката CH. Колкото по-слаба е веригата, толкова по-бързо е заместването на определен атом. Първичните връзки обикновено имат по-голяма сила, второстепенните са по-стабилни от третичните връзки и т.н.

Участие в реакциите

Различната реактивност може да доведе до факта, че вероятно от възможни продукти само един ще преобладава. При температура от 25 градуса, хлорирането на вторичната верига се извършва четири и половина пъти по-бързо от основното. Флуорирането на алкани се извършва при висока, често експлозивна скорост. В този случай се образуват всички видове полифлуоро производни на изходното вещество. Енергията, която се отделя по време на реакцията, е толкова голяма, че в някои случаи провокира разпадането на радикали на молекулите на продуктите. В резултат на това скоростта на реакцията се увеличава в лавините, което води до експлозии дори при достатъчно ниски температури. Характерна особеност на флуорирането на алкани е възможността за разрушаване с флуорни атоми на въглеродния скелет и образуването на CF4 - крайния продукт.