نظرية التركيب الكيميائي للمركبات العضوية. تصنيف المواد العضوية

المجموعة الوظيفية

اسم

الهيدروكربونات

الأسيتيلين

المركبات المحتوية على الهالوجين

مشتقات الهالوجين

– هال (الهالوجين)

كلوريد الإيثيل، كلوريد الإيثيل

المركبات المحتوية على الأكسجين

الكحولات، الفينولات

CH3CH2OH

الكحول الإيثيلي، الإيثانول

الأثيرات

CH 3 -O-CH 3

ثنائي ميثيل الأثير

الألدهيدات

الأسيتالديهيد، الإيثانال

الأسيتون، البروبانون

الأحماض الكربوكسيلية

حمض الخليك، حمض الإيثانويك

استرات

خلات الإيثيل، خلات الإيثيل

هاليدات الحمض

كلوريد حمض الأسيتيك، كلوريد الأسيتيل

أنهيدريدات

أنهيدريد الخل

أميد حمض الخليك، أسيتاميد

المركبات المحتوية على النيتروجين

مركبات النيترو

نيتروميثان

إيثيلامين

الأسيتونيتريل، نيتريل حمض الأسيتيك

مركبات النيتروسو

نيتروسوبنزين

مركبات هيدرازو

فينيل هيدرازين

مركبات الآزو

ج6 ح5 ن=ن6 ح5

آزوبنزين

أملاح الديازونيوم

كلوريد فينيلديازونيوم

اتصال أساسي

اسم

هيكل جذري

اسم

الجذور أحادية التكافؤ

CH 3 –CH 2 –

CH 3 –CH 2 –CH 3

CH 3 –CH 2 –CH 2 –

الأيزوبروبيل ( الثلاثاء-شرب)

CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH 3

CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH 2 –

الثلاثاء-بوتيل

الأيزوبيوتان

إيزوبوتيل

التدليك-بوتيل

الفصل 3 (الفصل 2) 3 الفصل 3

الفصل 3 (الفصل 2) 3 الفصل 2 –

(ن-الأميل)

الأيزوبنتان

إيزوبنتيل (أيزوأميل)

نيوبنتان

نيوبنتيل

CH 2 = CH – CH 2 –

CH 3 –CH=CH–

البروبينيل

جميع المواد التي تحتوي على ذرة الكربون، ما عدا الكربونات والكربيدات والسيانيد والثيوسيانات وحمض الكربونيك، هي مركبات عضوية. وهذا يعني أنها قابلة للنشوء بواسطة الكائنات الحية من ذرات الكربون من خلال التفاعلات الأنزيمية أو غيرها. اليوم، يمكن تصنيع العديد من المواد العضوية بشكل مصطنع، مما يسمح بتطوير الطب والصيدلة، وكذلك إنشاء بوليمر عالي القوة ومواد مركبة.

تصنيف المركبات العضوية

المركبات العضوية هي فئة المواد الأكثر عددًا. يوجد حوالي 20 نوعًا من المواد هنا. وهي تختلف في الخواص الكيميائية وتختلف في الصفات الفيزيائية. تختلف أيضًا درجة انصهارها وكتلتها وقابليتها للذوبان وقابليتها للذوبان، فضلاً عن حالة تجميعها في الظروف العادية. فيما بينها:

• الهيدروكربونات (الألكانات، الألكينات، الألكينات، الألكادينات، الألكانات الحلقية، الهيدروكربونات العطرية)؛
• الألدهيدات.
• الكيتونات.
• الكحولات (ثنائي الهيدريك، أحادي الهيدريك، متعدد الهيدريك)؛
• الأثيرات.
• استرات.
• الأحماض الكربوكسيلية
• الأمينات.
• الأحماض الأمينية
• الكربوهيدرات.
• الدهون.
• البروتينات.
• البوليمرات الحيوية والبوليمرات الاصطناعية.

ويعكس هذا التصنيف خصائص التركيب الكيميائي ووجود مجموعات ذرية محددة تحدد الفرق في خواص مادة معينة. بشكل عام، فإن التصنيف، الذي يعتمد على تكوين الهيكل الكربوني ولا يأخذ في الاعتبار خصائص التفاعلات الكيميائية، يبدو مختلفًا. وبحسب أحكامه تنقسم المركبات العضوية إلى:

• مركبات أليفاتية؛
• العطريات.
• المواد الحلقية غير المتجانسة.

يمكن أن تحتوي هذه الفئات من المركبات العضوية على أيزومرات في مجموعات مختلفة من المواد. تختلف خصائص الأيزومرات، على الرغم من أن تركيبها الذري قد يكون هو نفسه. وهذا يتبع من الأحكام التي وضعها أ.م. كما أن نظرية بنية المركبات العضوية هي الأساس الموجه لجميع الأبحاث في الكيمياء العضوية. يتم وضعه على نفس مستوى قانون مندليف الدوري.

تم تقديم مفهوم التركيب الكيميائي بواسطة A.M Butlerov. ظهر في تاريخ الكيمياء في 19 سبتمبر 1861. في السابق، كانت هناك آراء مختلفة في العلم، وقد نفى بعض العلماء تمامًا وجود الجزيئات والذرات. لذلك، لم يكن هناك ترتيب في الكيمياء العضوية وغير العضوية. علاوة على ذلك، لم تكن هناك أنماط يمكن من خلالها الحكم على خصائص مواد معينة. وفي الوقت نفسه، كانت هناك مركبات لها نفس التركيبة، ولها خصائص مختلفة.

وجهت تصريحات أ.م.بتليروف إلى حد كبير تطور الكيمياء في الاتجاه الصحيح وخلقت لها أساسًا متينًا للغاية. ومن خلاله أمكن تنظيم الحقائق المتراكمة، وهي الخواص الكيميائية أو الفيزيائية لبعض المواد، وأنماط دخولها في التفاعلات، وغيرها. وحتى التنبؤ بطرق الحصول على المركبات ووجود بعض الخصائص العامة أصبح ممكنا بفضل هذه النظرية. والأهم من ذلك، أظهر أ.م.بتليروف أن بنية جزيء المادة يمكن تفسيرها من وجهة نظر التفاعلات الكهربائية.

منطق نظرية بنية المواد العضوية

منذ ما قبل عام 1861، رفض الكثير من علماء الكيمياء وجود ذرة أو جزيء، وأصبحت نظرية المركبات العضوية اقتراحًا ثوريًا للعالم العلمي. وبما أن A. M. Butlerov نفسه ينطلق فقط من الاستنتاجات المادية، فقد تمكن من دحض الأفكار الفلسفية حول المادة العضوية.

لقد كان قادرًا على إثبات أنه يمكن التعرف على التركيب الجزيئي تجريبيًا من خلال التفاعلات الكيميائية. على سبيل المثال، يمكن تحديد تركيبة أي كربوهيدرات عن طريق حرق كمية معينة منها وحساب الماء وثاني أكسيد الكربون الناتج عنها. يتم أيضًا حساب كمية النيتروجين في جزيء الأمين أثناء الاحتراق عن طريق قياس حجم الغازات وعزل الكمية الكيميائية للنيتروجين الجزيئي.

إذا نظرنا إلى أحكام بتليروف حول البنية الكيميائية المعتمدة على البنية في الاتجاه المعاكس، فسوف ينشأ استنتاج جديد. وهي: معرفة التركيب الكيميائي وتركيب المادة، يمكن للمرء أن يفترض خصائصها تجريبيا. لكن الأهم من ذلك هو أن بتلروف أوضح أنه يوجد في المادة العضوية عدد كبير من المواد التي لها خصائص مختلفة، ولكن لها نفس التركيب.

أحكام عامة للنظرية

من خلال دراسة ودراسة المركبات العضوية، استخلص أ.م.بتليروف بعضًا من أهم المبادئ. قام بدمجها في نظرية تشرح بنية المواد الكيميائية ذات الأصل العضوي. النظرية هي كما يلي:

• في جزيئات المواد العضوية، ترتبط الذرات ببعضها البعض في تسلسل محدد بدقة، والذي يعتمد على التكافؤ؛
• التركيب الكيميائي هو الترتيب المباشر الذي ترتبط به الذرات في الجزيئات العضوية؛
• يحدد التركيب الكيميائي وجود خصائص مركب عضوي؛
• اعتمادًا على بنية الجزيئات التي لها نفس التركيب الكمي، قد تظهر خصائص مختلفة للمادة؛
• جميع المجموعات الذرية المشاركة في تكوين مركب كيميائي لها تأثير متبادل على بعضها البعض.

يتم بناء جميع فئات المركبات العضوية وفقًا لمبادئ هذه النظرية. بعد أن وضع الأساس، تمكن A. M. Butlerov من توسيع الكيمياء كمجال علمي. وأوضح أنه نظرا لحقيقة أن الكربون في المواد العضوية يظهر تكافؤا قدره أربعة، يتم تحديد تنوع هذه المركبات. إن وجود العديد من المجموعات الذرية النشطة يحدد ما إذا كانت المادة تنتمي إلى فئة معينة. ويرجع ذلك على وجه التحديد إلى وجود مجموعات ذرية محددة (جذور) تظهر الخصائص الفيزيائية والكيميائية.

الهيدروكربونات ومشتقاتها

هذه المركبات العضوية من الكربون والهيدروجين هي الأبسط في التركيب بين جميع المواد الموجودة في المجموعة. يتم تمثيلها بفئة فرعية من الألكانات والألكانات الحلقية (الهيدروكربونات المشبعة)، والألكينات، والألكاديينات والكاترينات، والألكينات (الهيدروكربونات غير المشبعة)، بالإضافة إلى فئة فرعية من المواد العطرية. في الألكانات، ترتبط جميع ذرات الكربون فقط برابطة CC-C واحدة، ولهذا السبب لا يمكن دمج ذرة H واحدة في التركيبة الهيدروكربونية.

في الهيدروكربونات غير المشبعة، يمكن دمج الهيدروجين في موقع الرابطة المزدوجة C=C. كما يمكن أن تكون الرابطة CC-C ثلاثية (الألكينات). وهذا يسمح لهذه المواد بالدخول في العديد من التفاعلات التي تنطوي على تقليل أو إضافة الجذور. لسهولة دراسة قدرتها على التفاعل، تعتبر جميع المواد الأخرى مشتقات من إحدى فئات الهيدروكربونات.

الكحوليات

الكحولات عبارة عن مركبات كيميائية عضوية أكثر تعقيدًا من الهيدروكربونات. يتم تصنيعها نتيجة للتفاعلات الأنزيمية في الخلايا الحية. المثال الأكثر شيوعًا هو تخليق الإيثانول من الجلوكوز نتيجة التخمير.

في الصناعة، يتم الحصول على الكحول من مشتقات الهالوجين من الهيدروكربونات. نتيجة لاستبدال ذرة الهالوجين بمجموعة الهيدروكسيل تتشكل الكحولات. تحتوي الكحولات أحادية الهيدريك على مجموعة هيدروكسيل واحدة فقط، بينما تحتوي الكحولات متعددة الهيدرات على مجموعتين أو أكثر. مثال على الكحول ثنائي الهيدريك هو جلايكول الإثيلين. الكحول متعدد الهيدريك هو الجلسرين. الصيغة العامة للكحولات هي R-OH (R هي سلسلة الكربون).

الألدهيدات والكيتونات

بعد دخول الكحوليات في تفاعلات المركبات العضوية المرتبطة باستخلاص الهيدروجين من مجموعة الكحول (الهيدروكسيل)، تنغلق الرابطة المزدوجة بين الأكسجين والكربون. إذا استمر هذا التفاعل من خلال مجموعة الكحول الموجودة عند ذرة الكربون الطرفية، فإنه يؤدي إلى تكوين الألدهيد. إذا لم تكن ذرة الكربون مع الكحول موجودة في نهاية سلسلة الكربون، فإن نتيجة تفاعل الجفاف هي إنتاج الكيتون. الصيغة العامة للكيتونات هي R-CO-R، الألدهيدات R-COH (R هو الجذر الهيدروكربوني للسلسلة).

استرات (بسيطة ومعقدة)

التركيب الكيميائي للمركبات العضوية من هذه الفئة معقد. تعتبر الإثيرات بمثابة منتجات تفاعل بين جزيئين من الكحول. عند إزالة الماء منها، يتكون مركب من نمط R-O-R. آلية التفاعل: استخلاص بروتون الهيدروجين من كحول واحد ومجموعة الهيدروكسيل من كحول آخر.

الاسترات هي منتجات التفاعل بين الكحول وحمض الكربوكسيل العضوي. آلية التفاعل: إزالة الماء من مجموعة الكحول والكربون لكلا الجزيئين. يتم فصل الهيدروجين عن الحمض (في مجموعة الهيدروكسيل)، ويتم فصل مجموعة OH نفسها عن الكحول. يتم تصوير المركب الناتج على أنه R-CO-O-R، حيث يشير خشب الزان R إلى الجذور - الأجزاء المتبقية من سلسلة الكربون.

الأحماض الكربوكسيلية والأمينات

الأحماض الكربوكسيلية هي مواد خاصة تلعب دورًا مهمًا في عمل الخلية. التركيب الكيميائي للمركبات العضوية هو كما يلي: جذر الهيدروكربون (R) مع مجموعة الكربوكسيل (-COOH) المرتبطة به. لا يمكن وضع مجموعة الكربوكسيل إلا في ذرة الكربون الخارجية، لأن تكافؤ C في المجموعة (-COOH) هو 4.

الأمينات هي مركبات أبسط وهي مشتقات من الهيدروكربونات. هنا، عند أي ذرة كربون يوجد جذر أمين (-NH2). هناك أمينات أولية ترتبط فيها مجموعة (-NH2) بذرة كربون واحدة (الصيغة العامة R-NH2). في الأمينات الثانوية، يتحد النيتروجين مع ذرتين من الكربون (الصيغة R-NH-R). في الأمينات الثلاثية، يرتبط النيتروجين بثلاث ذرات كربون (R3N)، حيث p عبارة عن سلسلة كربون جذرية.

الأحماض الأمينية

الأحماض الأمينية هي مركبات معقدة تظهر خصائص كل من الأمينات والأحماض ذات الأصل العضوي. ويوجد منها عدة أنواع، وذلك حسب موقع مجموعة الأمين بالنسبة لمجموعة الكربوكسيل. وأهمها أحماض ألفا الأمينية. هنا تقع مجموعة الأمين عند ذرة الكربون التي ترتبط بها مجموعة الكربوكسيل. وهذا يسمح بإنشاء رابطة الببتيد وتخليق البروتينات.

الكربوهيدرات والدهون

الكربوهيدرات هي كحولات ألدهيد أو كحولات كيتو. هذه مركبات ذات بنية خطية أو دورية، وكذلك البوليمرات (النشا والسليلوز وغيرها). أهم دور لهم في الخلية هو الدور الهيكلي والحيوي. تؤدي الدهون، أو بالأحرى الدهون، نفس الوظائف، ولكنها تشارك فقط في العمليات الكيميائية الحيوية الأخرى. من وجهة نظر التركيب الكيميائي، الدهون هي استر من الأحماض العضوية والجلسرين.

في تاريخ تطور الكيمياء العضوية، يتم التمييز بين فترتين: التجريبية (من منتصف القرن السابع عشر إلى نهاية القرن الثامن عشر)، والتي حدثت فيها معرفة المواد العضوية وطرق عزلها ومعالجتها بشكل تجريبي، والتحليلية (أواخر القرن الثامن عشر - منتصف القرن التاسع عشر)، المرتبط بظهور طرق لتحديد تركيب المواد العضوية. وتبين خلال فترة التحليل أن جميع المواد العضوية تحتوي على الكربون. ومن بين العناصر الأخرى التي تشكل المركبات العضوية تم اكتشاف الهيدروجين والنيتروجين والكبريت والأكسجين والفوسفور.

تحظى الفترة الهيكلية (النصف الثاني من القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين) بأهمية كبيرة في تاريخ الكيمياء العضوية، والتي تميزت بميلاد النظرية العلمية لتركيب المركبات العضوية، والتي كان مؤسسها أ.م. بتليروف.

المبادئ الأساسية لنظرية بنية المركبات العضوية:

• ترتبط الذرات الموجودة في الجزيئات ببعضها البعض بترتيب معين بواسطة روابط كيميائية وفقًا لتكافؤها. الكربون الموجود في جميع المركبات العضوية رباعي التكافؤ؛
• خصائص المواد لا تعتمد فقط على تركيبها النوعي والكمي، ولكن أيضًا على ترتيب ارتباط الذرات؛
• الذرات الموجودة في الجزيء تؤثر بشكل متبادل على بعضها البعض.

يتم وصف ترتيب اتصال الذرات في الجزيء بصيغة هيكلية يتم فيها تمثيل الروابط الكيميائية بشرطات.

الخصائص المميزة للمواد العضوية

هناك العديد من الخصائص المهمة التي تميز المركبات العضوية في فئة منفصلة وفريدة من المركبات الكيميائية:

1. تكون المركبات العضوية عادة غازات أو سوائل أو مواد صلبة منخفضة الانصهار، على عكس المركبات غير العضوية، والتي تكون في الغالب مواد صلبة ذات نقطة انصهار عالية.
2. يتم تنظيم المركبات العضوية في الغالب بشكل تساهمي، في حين يتم تنظيم المركبات غير العضوية بشكل أيوني.
3. تؤدي الطوبولوجيا المختلفة لتكوين الروابط بين الذرات التي تشكل مركبات عضوية (ذرات الكربون في المقام الأول) إلى ظهور الأيزومرات - وهي مركبات لها نفس التركيب والوزن الجزيئي، ولكن لها خصائص فيزيائية وكيميائية مختلفة. وتسمى هذه الظاهرة الايزومرية.
4. ظاهرة التماثل هي وجود سلسلة من المركبات العضوية تختلف فيها صيغة أي اثنين من جيران السلسلة (المتجانسات) بنفس المجموعة - الفرق التماثلي CH 2. حرق المواد العضوية.

تصنيف المواد العضوية

يعتمد التصنيف على ميزتين مهمتين - بنية الهيكل العظمي للكربون ووجود مجموعات وظيفية في الجزيء.

في جزيئات المواد العضوية تتحد ذرات الكربون مع بعضها البعض لتشكل ما يسمى. هيكل عظمي أو سلسلة من الكربون. يمكن أن تكون السلاسل مفتوحة ومغلقة (دورية)، ويمكن أن تكون السلاسل المفتوحة غير متفرعة (عادية) ومتفرعة:

بناءً على هيكل الهيكل العظمي الكربوني، يتم تقسيمها إلى:

- المواد العضوية الحلقية ذات السلسلة الكربونية المفتوحة المتفرعة وغير المتفرعة. على سبيل المثال،

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (البيوتان)

CH 3 -CH (CH 3) -CH 3 (أيزوبيوتان)

- المواد العضوية الحلقية الكربونية التي تكون فيها سلسلة الكربون مغلقة في دورة (حلقة). على سبيل المثال،

- مركبات عضوية حلقية غير متجانسة لا تحتوي في الدورة على ذرات الكربون فحسب، بل تحتوي أيضًا على ذرات عناصر أخرى، غالبًا ما تكون النيتروجين أو الأكسجين أو الكبريت:

المجموعة الوظيفية هي ذرة أو مجموعة ذرات غير هيدروكربونية تحدد ما إذا كان المركب ينتمي إلى فئة معينة. العلامة التي يتم من خلالها تصنيف المادة العضوية إلى فئة أو أخرى هي طبيعة المجموعة الوظيفية (الجدول 1).

الجدول 1. المجموعات والطبقات الوظيفية.

قد تحتوي المركبات على أكثر من مجموعة وظيفية واحدة. إذا كانت هذه المجموعات هي نفسها، فإن المركبات تسمى متعددة الوظائف، على سبيل المثال الكلوروفورم، والجلسرين. تسمى المركبات التي تحتوي على مجموعات وظيفية مختلفة بمركبات غير متجانسة؛ ويمكن تصنيفها في نفس الوقت إلى عدة فئات من المركبات، على سبيل المثال، يمكن اعتبار حمض اللاكتيك حمضًا كربوكسيليًا وكحولًا، ويمكن اعتبار الكولامين أمينًا وكحولًا.

أرز. 5. فريدريش فولر
(1800–1882)

أرز. 6. الكسندر
ميخائيلوفيتش بتلروف
(1828–1886)

يمكن صياغة جوهر نظرية التركيب الكيميائي التي ابتكروها في شكل ثلاث افتراضات.
1. ترتبط الذرات في الجزيئات بترتيب معين حسب تكافؤها، والكربون في المركبات العضوية رباعي التكافؤ.
2. يتم تحديد خصائص المواد ليس فقط من خلال التركيب النوعي والكمي للعناصر، ولكن أيضًا من خلال ترتيب اتصالات الذرات في الجزيئات، أي. التركيب الكيميائي.
3. الذرات الموجودة في الجزيئات لها تأثير متبادل على بعضها البعض مما يؤثر على خواص المواد.
* كيميائي ألماني. قام بأبحاث في مجال الكيمياء العضوية وغير العضوية. أثبت وجود ظاهرة الأيزومرية، ولأول مرة قام بتخليق مادة عضوية (اليوريا) من مادة غير عضوية. تلقى بعض المعادن (الألومنيوم والبريليوم وغيرها).
** كيميائي روسي بارز، مؤلف النظرية الكيميائية
هيكل المواد العضوية. مرتكز علىمفاهيم البنية أوضحت ظاهرة الأيزومرية، وتنبأت بوجود أيزومرات لعدد من المواد وقامت بتصنيعها لأول مرة. وكان أول من قام بتركيب مادة سكرية. مؤسس مدرسة الكيمياء الروسيةIkov، والتي ضمت V. V. Markovnikov، A. M Zaitsev، E. E. Vagner، A. E. Favorsky وآخرون.

يبدو من غير المعقول اليوم أنه حتى منتصف القرن التاسع عشر، خلال فترة الاكتشافات العظيمة في العلوم الطبيعية، لم يكن لدى العلماء سوى القليل من الفهم للبنية الداخلية للمادة. وكان بتليروف هو من أدخل مصطلح "البنية الكيميائية"، ويعني به نظام الروابط الكيميائية بين الذرات في الجزيء وترتيبها النسبي في الفضاء. وبفضل هذا الفهم لبنية الجزيء، أصبح من الممكن تفسير ظاهرة الأيزومرية، والتنبؤ بوجود أيزومرات غير معروفة، وربط خصائص المواد ببنيتها الكيميائية. لتوضيح ظاهرة الأيزومرية، نقدم صيغ وخصائص مادتين - الكحول الإيثيلي والإيثر ثنائي الميثيل، اللتين لهما نفس التركيب العنصري C2H6O، ولكن في التركيب الكيميائي المختلف (الجدول 2).
الجدول 2

رسم توضيحي لاعتماد خصائص المادةمن هيكلها

تعتبر ظاهرة الأيزومرية المنتشرة بشكل كبير في الكيمياء العضوية أحد أسباب تنوع المواد العضوية. سبب آخر لتنوع المواد العضوية هو القدرة الفريدة لذرة الكربون على تكوين روابط كيميائية مع بعضها البعض، مما ينتج عنه سلاسل الكربون
ذات أطوال وهياكل مختلفة: غير متفرعة، متفرعة، مغلقة. على سبيل المثال، يمكن لأربع ذرات كربون أن تشكل سلاسل كالتالي:

إذا أخذنا في الاعتبار أنه بين ذرتي الكربون يمكن أن توجد ليس فقط روابط C-C بسيطة (مفردة)، ولكن أيضًا مزدوجة C=C وثلاثية C≡C، فإن عدد متغيرات سلاسل الكربون، وبالتالي، العضوية المختلفة المواد تزيد بشكل كبير.
يعتمد تصنيف المواد العضوية أيضًا على نظرية بتليروف للتركيب الكيميائي. اعتمادًا على الذرات التي يتم تضمين العناصر الكيميائية فيها في الجزيء، يتم تحديد جميع المجموعات العضوية: الهيدروكربونات، والمركبات المحتوية على الأكسجين، والمركبات المحتوية على النيتروجين.
الهيدروكربونات هي مركبات عضوية تتكون فقط من ذرات الكربون والهيدروجين.
بناءً على بنية سلسلة الكربون ووجود أو عدم وجود روابط متعددة فيها، تنقسم جميع الهيدروكربونات إلى عدة فئات. يتم عرض هذه الفئات في الرسم البياني 2.
إذا لم يحتوي الهيدروكربون على روابط متعددة ولم تكن سلسلة ذرات الكربون مغلقة، فهو كما تعلم ينتمي إلى فئة الهيدروكربونات المشبعة، أو الألكانات. جذر هذه الكلمة عربي الأصل، واللاحقة -an موجودة في أسماء جميع الهيدروكربونات من هذه الفئة.
المخطط 2

تصنيف الهيدروكربونات

إن وجود رابطة مزدوجة واحدة في جزيء الهيدروكربون يسمح بتصنيفه على أنه ألكين، ويتم التأكيد على علاقته بهذه المجموعة من المواد
لاحقة -en في الاسم. أبسط الألكين هو الإيثيلين، الذي له الصيغة CH2=CH2. يمكن أن يكون هناك رابطتين مزدوجتين C=C في الجزيء؛ وفي هذه الحالة، تنتمي المادة إلى فئة القلويات.
حاول شرح معنى اللواحق -diene. على سبيل المثال، 1,3 بوتادين له الصيغة البنائية: CH2=CH–CH=CH2.
تسمى الهيدروكربونات التي تحتوي على رابطة ثلاثية بين الكربون والكربون في الجزيء بالألكينات. تشير اللاحقة -in إلى أن المادة تنتمي إلى هذه الفئة. سلف فئة الألكينات هو الأسيتيلين (الإيثين)، وصيغته الجزيئية هي C2H2، والصيغة الهيكلية هي HC≡CH. من مركبات ذات سلسلة كربون مغلقة
أهم الذرات هي الأرينات - فئة خاصة من الهيدروكربونات، اسم الممثل الأول الذي سمعته على الأرجح هو البنزين C6H6، وصيغته البنائية معروفة أيضًا لكل شخص ثقافي:

كما فهمت بالفعل، بالإضافة إلى الكربون والهيدروجين، يمكن أن تحتوي المواد العضوية على ذرات عناصر أخرى، وخاصة الأكسجين والنيتروجين. في أغلب الأحيان، تشكل ذرات هذه العناصر في مجموعات مختلفة مجموعات تسمى وظيفية.
المجموعة الوظيفية هي مجموعة من الذرات التي تحدد الخواص الكيميائية المميزة للمادة وانتمائها إلى فئة معينة من المركبات.
يتم عرض الفئات الرئيسية للمركبات العضوية التي تحتوي على مجموعات وظيفية في المخطط 3.
المخطط 3
الفئات الرئيسية للمواد العضوية التي تحتوي على مجموعات وظيفية

المجموعة الوظيفية –OH تسمى الهيدروكسيل وتحدد العضوية في واحدة من أهم فئات المواد العضوية – الكحولات.
يتم تشكيل أسماء الكحوليات باستخدام اللاحقة -ol. على سبيل المثال، أشهر ممثل للكحوليات هو الكحول الإيثيلي، أو الإيثانول، C2H5OH.
يمكن ربط ذرة الأكسجين بذرة الكربون بواسطة رابطة كيميائية مزدوجة. تسمى المجموعة >C=O بالكربونيل. مجموعة الكربونيل هي جزء من عدة
المجموعات الوظيفية، بما في ذلك الألدهيد والكربوكسيل. تسمى المواد العضوية التي تحتوي على هذه المجموعات الوظيفية الألدهيدات والأحماض الكربوكسيلية على التوالي. أشهر ممثلي الألدهيدات هم الفورمالديهايد HCOH والأسيتالديهيد CH3SON. ربما يكون الجميع على دراية بحمض الأسيتيك CH3COOH، والذي يسمى محلوله خل المائدة. من السمات الهيكلية المميزة للمركبات العضوية المحتوية على النيتروجين، وقبل كل شيء الأمينات والأحماض الأمينية، وجود المجموعة الأمينية –NH2 في جزيئاتها.
التصنيف أعلاه للمواد العضوية هو أيضًا نسبي جدًا. مثلما يمكن أن يحتوي جزيء واحد (على سبيل المثال، الألكاديين) على رابطتين متعددتين، يمكن أن تحتوي المادة على مجموعتين وظيفيتين أو أكثر. وبالتالي، فإن الوحدات الهيكلية للناقلات الرئيسية للحياة على الأرض - جزيئات البروتين - هي الأحماض الأمينية. تحتوي جزيئات هذه المواد بالضرورة على مجموعتين وظيفيتين على الأقل - مجموعة الكربوكسيل والأمينية. أبسط حمض أميني يسمى الجلايسين وله الصيغة:

مثل هيدروكسيدات مذبذبة، تجمع الأحماض الأمينية بين خصائص الأحماض (بسبب مجموعة الكربوكسيل) والقواعد (بسبب وجود مجموعة أمينية في الجزيء).
بالنسبة لتنظيم الحياة على الأرض، فإن الخصائص المذبذبة للأحماض الأمينية لها أهمية خاصة - بسبب تفاعل المجموعات الأمينية ومجموعات الكربوكسيل من الأحماض الأمينية.
ترتبط الكثير في سلاسل البوليمر من البروتينات.
؟ 1. ما هي الأحكام الرئيسية لنظرية التركيب الكيميائي لـ A.M Butlerov. ما الدور الذي لعبته هذه النظرية في تطور الكيمياء العضوية؟
2. ما هي فئات الهيدروكربونات التي تعرفها؟ وعلى أي أساس تم هذا التصنيف؟
3. ما هي المجموعة الوظيفية للمركب العضوي؟ ما هي المجموعات الوظيفية التي يمكنك تسميتها؟ ما هي فئات المركبات العضوية التي تحتوي على المجموعات الوظيفية المسماة؟ اكتب الصيغ العامة لفئات المركبات وصيغ ممثليها.
4. حدد الأيزومرية، واكتب صيغ الأيزومرات المحتملة للمركبات ذات التركيبة C4H10O. باستخدام مصادر المعلومات المختلفة، قم بتسمية كل منها وأعد تقريرًا عن أحد المركبات.
5. تصنيف المواد التي صيغها: C6H6، C2H6، C2H4، HCOOH، CH3OH، C6H12O6، إلى أصناف المركبات العضوية المقابلة لها. باستخدام مصادر المعلومات المختلفة، قم بتسمية كل منها وأعد تقريرًا عن أحد المركبات.
6. الصيغة الهيكلية للجلوكوز: إلى أي فئة من المركبات العضوية تصنف هذه المادة؟ لماذا يسمى مركب ثنائي الوظيفة؟
7. قارن بين المركبات العضوية وغير العضوية المذبذبة.
8. لماذا تصنف الأحماض الأمينية على أنها مركبات ذات وظائف مزدوجة؟ ما هو الدور الذي تلعبه هذه الميزة الهيكلية للأحماض الأمينية في تنظيم الحياة على الأرض؟
9. إعداد رسالة حول موضوع "الأحماض الأمينية - "اللبنات الأساسية" للحياة" باستخدام الإنترنت.
10. أعط أمثلة على نسبية تقسيم المركبات العضوية إلى فئات معينة. ارسم أوجه تشابه مع النسبية المماثلة للمركبات غير العضوية.