Allt om kemi. Allt om kemi Huvudklasser av organiska föreningar

Den gren av kemin som studerar strukturen, egenskaperna och metoderna för syntes av kolföreningar kallas organisk kemi. Organiska ämnen är grunden för den levande världen.

Berättelse

Studiet av organisk kemi började med studiet av material av biologiskt ursprung. En kort historia av organisk kemi ges nedan.

Ris. 1. Alexander Butlerov.

Med utvecklingen av vetenskap och industri uppstod en gren av organisk kemi - organisk syntes, som studerar metoder för att framställa organiska föreningar av biologiskt, fysikaliskt och kemiskt värde.

Med utvecklingen av oljeindustrin dök petrokemi upp. Från olja har man isolerat föreningar som används industriellt för att tillverka plast, bränsle, syntetiskt gummi och många andra material.

Det finns 141 miljoner organiska föreningar i världen.

Organiska ämnens struktur

Alla organiska föreningar bildas:

• kolskelett eller kedja - successivt anslutna kolatomer;
• funktionell grupp - en grupp atomer som bestämmer de kemiska egenskaperna hos ett ämne.

Formler för organisk kemi skrivs i två former:

• kort - liknar att skriva oorganisk kemi (C 5 H 12);
• strukturell - visar ordningen och arrangemanget av atomer anslutna med valensbindningar (anges med streck) - CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3.

Kemi. Självinstruktionsmanual. Frenkel E.N.

M.: 20 1 7. - 3 51 sid.

Handledningen är baserad på en teknik som författaren har använt framgångsrikt i mer än 20 år. Med hennes hjälp kunde många skolbarn komma in på kemifakulteter och medicinska universitet. Den här boken är en självlärare, inte en lärobok. Du kommer inte att stöta på en enkel beskrivning av vetenskapliga fakta och egenskaper hos ämnen här. Materialet är uppbyggt på ett sådant sätt att du omedelbart hittar författarens förklaring om du stöter på komplexa frågor som orsakar svårigheter. I slutet av varje kapitel finns testuppgifter och övningar för att konsolidera materialet. För en nyfiken läsare som helt enkelt vill vidga sina vyer, kommer Självläraren att ge möjligheten att bemästra detta ämne "från grunden." Efter att ha läst den kan du inte låta bli att bli kär i denna mest intressanta vetenskap - kemi!

Formatera: pdf

Storlek: 2,7 MB

Titta, ladda ner:drive.google

Innehållsförteckning
Från författaren 7
DEL 1. ELEMENT I ALLMÄN KEMI 9
Kapitel 1. Grundläggande begrepp och lagar i ämnet ”Kemi” 9
1.1. De enklaste begreppen: ämne, molekyl, atom, kemiskt element 9
1.2. Enkla och komplexa ämnen. Valence 13
1.3. Kemiska reaktionsekvationer 17
Kapitel 2. Huvudklasser av oorganiska föreningar 23
2.1. Oxider 23
2.2. Syror 32
2.3. Baser 38
2.4. Salter 44
Kapitel 3. Grundläggande information om atomens struktur 55
3.1. Strukturen i det periodiska systemet för Mendeleev 55
3.2. Kärnan i en atom. Isotoper 57
3.3. Fördelning av elektroner i fältet för en atoms kärna 60
3.4. Atomstruktur och egenskaper hos grundämnen 65
Kapitel 4. Begreppet kemisk bindning 73
4.1. Jonbindning 73
4.2. Kovalent bindning 75
4.3. Kemisk bindning och aggregationstillstånd av materia. Kristallgaller 80
Kapitel 5. Kemisk reaktionshastighet 87
5.1. Beroende av hastigheten för en kemisk reaktion på olika faktorer 87
5.2. Reversibilitet av kemiska processer. Le Chateliers princip 95
Kapitel 6. Lösningar 101
6.1. Koncept för lösningar 101
6.2. Elektrolytisk dissociation 105
6.3. Jonisk-molekylära reaktionsekvationer 111
6.4. Begreppet pH (vätevärde) 113
6.5. Hydrolys av salter 116
Kapitel 7. Begreppet redoxreaktioner123
DEL 2. ELEMENTER I OORGANISK KEMI 130
Kapitel 8. Metallers allmänna egenskaper 130
8.1. Metallernas inre struktur och fysikaliska egenskaper 131
8.2. Legeringar 133
8.3. Metallers kemiska egenskaper 135
8.4. Metallkorrosion 139
Kapitel 9. Alkali- och jordalkalimetaller 142
9.1. Alkalimetaller 142
9.2. Alkaliska jordartsmetaller 145
Kapitel 10. Aluminium 153
Kapitel 11. Järn 158
11.1. Egenskaper hos järn och dess föreningar 158
11.2. Tillverkning av järn (järn och stål) 160
Kapitel 12. Väte och syre 163
12.1. Väte 163
12.2. Syre 165
12.3. Vatten 166
Kapitel 13. Kol och kisel 170
13.1. Atomstruktur och egenskaper hos kol 170
13.2. Kolföreningars egenskaper 173
13.3. Atomstruktur och egenskaper hos kisel 176
13.4. Kiselsyra och silikater 178
Kapitel 14. Kväve och fosfor 182
14.1. Atomstruktur och kvävets egenskaper 182
14.2. Ammoniak och ammoniumsalter 184
14.3. Salpetersyra och dess salter 187
14.4. Atomstruktur och egenskaper hos fosfor 189
14.5. Fosforföreningars egenskaper och betydelse 191
Kapitel 15. Svavel 195
15.1. Atomstruktur och svavelegenskaper 195
15.2. Svavelväte 196
15.3. Svaveldioxid och svavelsyra 197
15.4. Svavelsyraanhydrid och svavelsyra 198
Kapitel 16. Halogener 202
16.1. Atomstruktur och egenskaper hos halogener 202
16.2. Saltsyra 205
AVSNITT 3. ELEMENT AV ORGANISK KEMI 209
Kapitel 17. Grundläggande begrepp i organisk kemi 210
17.1. Ämne organisk kemi. Teori om organiska ämnens struktur 210
17.2. Funktioner i strukturen av organiska föreningar 212
17.3. Klassificering av organiska föreningar 213
17.4. Formler för organiska föreningar 214
17.5. Isomerism 215
17.6. Homologer 217
17.7. Namn på kolväten. Regler för internationell nomenklatur 218
Kapitel 18. Alkaner 225
18.1. Begreppet alkaner 225
18.2. Homolog serie, nomenklatur, isomerism 225
18.3. Molekylstruktur 226
18.4. Egenskaper för alkaner 226
18.5. Beredning och användning av alkaner 229
Kapitel 19. Alkenes 232
19.1. Homolog serie, nomenklatur, isomerism 232
19.2. Molekylstruktur 234
19.3. Egenskaper för alkener 234
19.4. Beredning och användning av alkener 238
19.5. Begreppet alkadiener (diener) 239
Kapitel 20. Alkynes 244
20.1. Definition. Homolog serie, nomenklatur, isomerism 244
20.2. Molekylstruktur 245
20.3. Egenskaper för alkyner 246
20.4. Beredning och användning av acetylen 248
Kapitel 21. Cykliska kolväten. Arenas 251
21.1. Begreppet cykliska kolväten. Cykloalkaner 251
21.2. Begreppet aromatiska kolväten 252
21.3. Historia om upptäckten av bensen. Molekylstruktur 253
21.3. Homolog serie, nomenklatur, isomerism 255
21.4. Egenskaper för bensen 256
21.5. Egenskaper för bensenhomologer 259
21.6. Framställning av bensen och dess homologer 261
Kapitel 22. Alkoholer 263
22.1. Definition 263
22.2. Homolog serie, nomenklatur, isomerism 264
22.3. Molekylernas struktur 265
22.4. Envärda alkoholers egenskaper 266
22.5. Beredning och användning av alkoholer (med exemplet etylalkohol) 268
22.6. Flervärda alkoholer 269
22.7. Begreppet fenoler 271
Kapitel 23. Aldehyder 276
23.1. Definition. Homolog serie, nomenklatur, isomerism 276
23.2. Molekylstruktur 277
23.3. Egenskaper för aldehyder 278
23.4. Framställning och användning av aldehyder med exemplet acetaldehyd 280
Kapitel 24. Karboxylsyror 282
24.1. Definition 282
24.2. Homolog serie, nomenklatur, isomerism 283
24.3. Molekylstruktur 284
24.4. Syrors egenskaper 285
24.5. Beredning och användning av syror 287
Kapitel 25. Estrar. Fett 291
Kapitel 26. Kolhydrater 297
Kapitel 27. Kvävehaltiga föreningar 304
27.1. Amines 304
27.2. Aminosyror 306
27.3. Proteiner 308
Kapitel 28. Begreppet polymerer 313
DEL 4. LÖSA PROBLEM 316
Kapitel 29. Grundläggande beräkningsbegrepp 317
Kapitel 30. Problem lösta med standardformler 320
30.1. Problem på ämnet "Gaser" 320
30.2. Problem om ämnet "Metoder för att uttrycka koncentrationen av lösningar" 324
Kapitel 31. Problem lösta med hjälp av reaktionsekvationer 330
31.1. Förberedelse av beräkningar med hjälp av reaktionsekvationer 330
31.2. Problem om ämnet "Kvantitativ sammansättning av blandningar" 333
31.3. Problem med "överskottsbrist" 337
31.4. Problem att fastställa formeln för ett ämne 342
31,5. Problem som tar hänsyn till "utbytet" av det resulterande ämnet 349

Om du har kommit in på universitetet, men vid det här laget inte har förstått denna svåra vetenskap, är vi redo att avslöja några hemligheter för dig och hjälpa dig att studera organisk kemi från grunden (för dummies). Allt du behöver göra är att läsa och lyssna.

Grunderna i organisk kemi

Organisk kemi särskiljs som en separat undertyp på grund av det faktum att föremålet för dess studie är allt som innehåller kol.

Organisk kemi är en gren av kemin som handlar om studiet av kolföreningar, strukturen hos sådana föreningar, deras egenskaper och metoder för sammanfogning.

Som det visade sig bildar kol oftast föreningar med följande element - H, N, O, S, P. Förresten, dessa element kallas för organogener.

Organiska föreningar, vars antal i dag uppgår till 20 miljoner, är mycket viktiga för alla levande organismers fulla existens. Ingen tvivlade dock på det, annars skulle personen helt enkelt ha kastat studien av detta okända i den bakre brännaren.

Den organiska kemins mål, metoder och teoretiska begrepp presenteras enligt följande:

• Separering av fossilt, animaliskt eller växtmaterial till enskilda ämnen;
• Rening och syntes av olika föreningar;
• Identifiering av ämnens struktur;
• Bestämning av mekaniken för kemiska reaktioner;
• Att hitta sambandet mellan struktur och egenskaper hos organiska ämnen.

Lite historia om organisk kemi

Du kanske inte tror det, men i antiken förstod invånarna i Rom och Egypten något om kemi.

Som vi vet använde de naturliga färgämnen. Och ofta var de tvungna att inte använda ett färdigt naturligt färgämne, utan extrahera det genom att isolera det från en hel växt (till exempel alizarin och indigo som finns i växter).

Vi kan också minnas kulturen att dricka alkohol. Hemligheterna med att producera alkoholhaltiga drycker är kända i alla länder. Dessutom kände många forntida folk recept för att bereda "varmt vatten" från stärkelse- och sockerhaltiga produkter.

Detta pågick i många, många år och först på 1500- och 1600-talen började vissa förändringar och små upptäckter.

På 1700-talet lärde sig en viss Scheele att isolera äppelsyra, vinsyra, oxalsyra, mjölksyra, gallsyra och citronsyra.

Då stod det klart för alla att de produkter som isolerats från växt- eller djurråvaror hade många gemensamma drag. Samtidigt skilde de sig mycket från oorganiska föreningar. Därför behövde vetenskapens tjänare omedelbart separera dem i en separat klass, och det var så termen "organisk kemi" dök upp.

Trots det faktum att organisk kemi i sig som vetenskap dök upp först 1828 (det var då som herr Wöhler lyckades isolera urea genom att förånga ammoniumcyanat), introducerade Berzelius 1807 den första termen i nomenklaturen i organisk kemi för dummies:

Den gren av kemin som studerar ämnen som erhålls från organismer.

Nästa viktiga steg i utvecklingen av organisk kemi är teorin om valens, som föreslogs 1857 av Kekule och Cooper, och teorin om kemisk struktur för Mr. Butlerov från 1861. Redan då började forskare upptäcka att kol var fyrvärt och kapabelt att bilda kedjor.

I allmänhet, sedan dess, har vetenskapen regelbundet upplevt chocker och spänning tack vare nya teorier, upptäckter av kedjor och föreningar, som möjliggjorde den aktiva utvecklingen av organisk kemi.

Vetenskapen själv uppstod på grund av det faktum att vetenskapliga och tekniska framsteg inte kunde stå stilla. Han fortsatte och krävde nya lösningar. Och när det inte längre fanns tillräckligt med stenkolstjära i industrin var folk helt enkelt tvungna att skapa en ny organisk syntes, som med tiden växte till upptäckten av ett otroligt viktigt ämne, som än i dag är dyrare än guld - olja. Förresten, det var tack vare organisk kemi som dess "dotter" föddes - en undervetenskap som kallades "petrokemi".

Men det här är en helt annan historia som du kan studera själv. Därefter inbjuder vi dig att titta på en populärvetenskaplig video om organisk kemi för dummies:

Tja, om du inte har tid och akut behöver hjälp proffs, du vet alltid var du hittar dem.

HANDLA OM organisk kemi , en gren av kemi, en naturvetenskaplig disciplin, vars ämne för studie är föreningar av kol med andra grundämnen, som kallasorganiska föreningar, såväl som lagarna för omvandling av dessa ämnen. Kol bildar föreningar med de flesta grundämnen och har den mest uttalade förmågan, jämfört med andra grundämnen, att bilda molekyler av en kedja och cyklisk struktur. Skelettet av sådana molekyler kan bestå av ett nästan obegränsat antal kolatomer direkt kopplade till varandra, eller innefatta, tillsammans med kol, atomer av andra grundämnen. Den mest karakteristiska egenskapen hos kolföreningar är fenomenet isomerism, det vill säga förekomsten av ämnen som är identiska i sammansättning och molmassa, men som skiljer sig i sekvensen av atomär koppling eller deras placering i rymden och, som ett resultat, i kemiska och fysikaliska egenskaper. Som ett resultat av dessa egenskaper är antalet organiska ämnen extremt högt, på 70-talet. 1900-talet Mer än 3 miljoner är kända, medan föreningar av alla andra element är något mer än 100 tusen.
Organiska föreningar är kapabla till komplexa och mångfaldiga omvandlingar, som skiljer sig väsentligt från omvandlingar av oorganiska ämnen, och spelar en viktig roll i konstruktionen och vital aktivitet hos växt- och djurorganismer. Organiska föreningar inkluderar kolhydrater och proteiner, som är associerade med metabolism; hormoner som reglerar denna ämnesomsättning; nukleinsyror, som är materiella bärare av organismens ärftliga egenskaper; vitaminer etc. O. x. representerar så. som om det vore en sorts "bro" mellan de vetenskaper som studerar livlös materia och den högsta formen av existens av materia - livet. Många fenomen och mönster inom kemisk vetenskap, såsom isomerism, upptäcktes först i studien av organiska föreningar.

TILLklassificering av organiska föreningar . Alla organiska föreningar är indelade i tre huvudserier, eller klasser: acykliska, isocykliska och heterocykliska. Den första klassen av (fettiga eller alifatiska) föreningar inkluderar kolväten och deras derivat med öppna kedjor: den homologa serien av metankolväten, även kallad en serie mättade kolväten, eller alkaner; homolog serie av omättade kolväten - eten (alkener), acetylen (alkyner), diener, etc. (se Acykliska föreningar). Klassen av isocykliska (karbocykliska) föreningar inkluderar kolväten och deras derivat, vars molekyler innehåller cykler av kolatomer: kolväten och deras derivat av cykloparaffin, eller polymetylen, serier, cykliska omättade föreningar (se Alicykliska föreningar, Cykloalkaner), samt som aromatiska kolväten och deras derivat innehållande bensenringar (i synnerhet polynukleära aromatiska föreningar, till exempel naftalen, antracen). Klassen av heterocykliska föreningar inkluderar organiska ämnen vars molekyler innehåller cykler som innehåller, förutom kol, atomer av O, N, S, P, As eller andra grundämnen.
Från varje kolväte bildas en separat genetisk serie (se Homolog serie), vars representanter formellt framställs genom att ersätta väteatomen i kolvätet med en eller annan funktionell grupp som bestämmer föreningens kemiska egenskaper. Således inkluderar den genetiska serien av metan CH4 metylklorid CH3Cl, metylalkohol CH3OH, metylamin CH3NH2, nitrometan CH3NO2, etc. På samma sätt, representanter för den genetiska serien av bensen C6H6 - klorbensen C6H5Cl, fenol C6H5H5OH, anilin C26, nitrobensen C26, nitrobensen H26 etc. Samma substituerade representanter för olika genetiska serier är homologa serier av derivat: halogenhaltiga föreningar, alkoholer, aminer, nitroföreningar, etc.

Ärtorisk referens. Ursprunget till O. x. gå tillbaka till antiken (även då visste de om alkohol- och ättiksyrajäsning, indigo och alizarinfärgning). Men redan under medeltiden (alkemins period) var endast ett fåtal individuella organiska ämnen kända. All forskning under denna period reducerades huvudsakligen till operationer med hjälp av vilka, som man då trodde, vissa enkla ämnen kunde omvandlas till andra. Sedan 1500-talet. (perioden av iatrokemi), var forskningen främst inriktad på isolering och användning av olika medicinska substanser: ett antal eteriska oljor isolerades från växter, dietyleter framställdes, trä(metyl)alkohol och ättiksyra erhölls genom torrdestillation av trä, vinsyra erhölls från tandsten, destillation av blysocker - ättiksyra, destillation av bärnsten - bärnstenssyra. Stor roll i utvecklingen av O. x. tillhör A. Lavoisier, som utvecklade de grundläggande kvantitativa metoderna för att bestämma sammansättningen av kemiska föreningar, senare successivt förbättrade av L. Tenard, J. Berzelius, J. Liebig, J. Dumas. Principerna för dessa metoder (förbränning av ett prov av ett ämne i en syreatmosfär, infångning och vägning av förbränningsprodukter - CO2 och H2O) ligger till grund för modern elementaranalys, inklusive mikroanalys. Som ett resultat av analysen av ett stort antal olika ämnen försvann gradvis den tidigare dominerande idén om en grundläggande skillnad mellan ämnen av vegetabiliskt och animaliskt ursprung.
Namnet "organiska föreningar" uppträdde först i slutet av 1700-talet. Termen "O. x." introducerades av Berzelius 1827 (i den första handboken om kemisk medicin skrev han). Fenomenet isomerism upptäcktes av F. Wöhler och Liebig 1822-23. Den första syntesen av ett organiskt ämne utfördes av Wöhler, som erhöll oxalsyra från cyanogen 1824 och urea genom att värma ammoniumcyanat 1828. Sedan mitten av 1800-talet. antalet organiska ämnen som produceras syntetiskt ökar snabbt. Sålunda erhöll N. N. Zinin 1842 anilin genom att reducera nitrobensen, 1845 syntetiserade A. Kolbe ättiksyra och 1854 syntetiserade P. Berthelot ämnen såsom fetter. År 1861 erhöll A. M. Butlerov den första konstgjorda sockerhaltiga substansen, som han kallade metylenenitan, från vilken akros därefter isolerades. Syntetisk riktning i O. x. blir allt viktigare. Som ett resultat av framgångarna med syntes avvisades den rådande idealistiska idén om behovet av "vital kraft" för att skapa organiska ämnen.
Teoretiska begrepp i O. x. började utvecklas under 2:a kvartalet av 1800-talet, när den radikala teorin skapades (Liebig, Wöhler, E. Frankland, R. Bunsen, etc.). Dess huvudposition om övergången av en grupp atomer - radikaler från en förening till en annan i oförändrad form förblir giltig i ett stort antal fall till denna dag. Många fysikaliska och kemiska metoder för att studera ämnen med okänd struktur är baserade på denna idé. Därefter (1834-39) visade Dumas möjligheten att ersätta positivt laddade atomer i en radikal med elektronegativa utan allvarliga förändringar i radikalens elektrokemiska karaktär, vilket ansågs omöjligt före Dumas.
Teorin om radikaler ersattes av teorin om typer (1848-51, 1853), skapad av Dumas, C. Gerard och O. Laurent. Den senare lyckades klassificera organiska ämnen efter de enklaste oorganiska föreningarna. Således ansågs alkoholer föreningar som vatten, aminer - som ammoniak, haloalkyl - som väteklorid. Senare etablerade F.A. Kekule den fjärde typen - metantypen, från vilken han producerade alla kolväten. Teorin om typer gjorde det möjligt att skapa en tydlig klassificering av organiska föreningar, vilket ligger till grund för den moderna klassificeringen av organiska ämnen. Men denna teori försökte bara förklara organiska ämnens reaktivitet och förnekade den grundläggande möjligheten att känna till deras struktur. 1853 introducerade Frankland, medan han studerade organometalliska föreningar, begreppet valens. 1857 uttryckte Kekule idén om möjligheten att binda kolatomer till varandra och bevisade kolets tetravalens. År 1858 avviker A. Cooper, med hjälp av valensregeln och Kekules ståndpunkt om kolatomers sammanhållning, för första gången från teorin om typer och skriver formler för organiska ämnen som ligger mycket nära de moderna. Typteorins idéer förblev dock mycket starka och skapandet av teorin fortsatte att släpa efter experimentets utveckling.
År 1861 skapade Butlerov en teori om den kemiska strukturen hos organiska ämnen. Han introducerade i O. x. ett antal nya begrepp: om kemiska bindningar, ordningen för bindningar av atomer i en molekyl, om det ömsesidiga inflytandet av atomer som är direkt anslutna eller inte anslutna till varandra, etc. Butlerovs strukturteori förklarade lysande fall av isomerism kända vid den tiden som förblev obegripligt. År 1864 förutspådde Butlerov möjligheten av isomerism av kolväten och bekräftade snart (1867) detta med syntesen av isobutan. Den sammanhängande doktrin som Butlerov skapade ligger till grund för moderna idéer om organiska ämnens kemiska struktur. En av de viktigaste bestämmelserna i strukturteorin - om atomernas ömsesidiga inflytande - utvecklades senare av V.V. Markovnikov. En detaljerad studie av detta inflytande bidrog till vidareutvecklingen av teorin om struktur och idéer om fördelningen av elektrondensitet och reaktiviteten hos organiska föreningar.
1869 visade I. Vislicenus att fenomenet isomerism också observeras när sekvensen av atomer i molekylen är helt identisk. Han bevisade identiteten för strukturen hos vanlig mjölksyra och kött- och mejerisyra och kom till slutsatsen att subtila skillnader i egenskaperna hos molekyler med samma struktur borde sökas i det olika arrangemanget av deras atomer i rymden. År 1874 skapade J. Van't Hoff och den franske kemisten J. Le Bel teorin om rymden. arrangemang av atomer i en molekyl - stereokemi. Denna teori, enligt Van't Hoff, är baserad på idén om den tetraedriska modellen av den fyrvärda kolatomen och det faktum att optisk isomerism är en konsekvens av den rumsliga asymmetrin hos molekylen, i vilken kolatomen är ansluten till fyra olika substituenter. Van't Hoff föreslog också möjligheten till en annan typ av rumslig isomerism i frånvaro av en asymmetrisk kolatom i molekylen. Vislicenus bevisade snart att fumarsyra, som tidigare ansågs vara en polymer av maleinsyra, är dess geometriska isomer (geometrisk, eller cis-trans-isomerism). Det är tydligt att den stereokemiska doktrinen endast kunde skapas på grundval av idéer om strukturen (strukturen) av molekylen i Butlerovs förståelse.
I slutet av 1800-talet. en stor mängd faktamaterial har samlats, inklusive på aromatiska föreningar; i synnerhet studerades flitigt bensens kemi, upptäckt av M. Faraday 1825. Den första sk. "Bensenteorin" om strukturen hos aromatiska föreningar skapades 1865 av Kekul. Det tyder på att kolatomer i organiska föreningar kan bilda ringar. Enligt denna teori har bensen en symmetrisk struktur på grund av den ringformade strukturen av sex metin CH-grupper kopplade växelvis med enkel- och dubbelbindningar. Men baserat på strukturen av bensen enligt Kekul var det nödvändigt att anta närvaron av två orto-substituerade homologer eller derivat av bensen, vilket faktiskt inte observerades. Beständighet hos bensen mot starka oxidationsmedel och några andra sk. De aromatiska egenskaperna hos bensen och dess derivat stred mot den föreslagna formeln. Därför introducerade Kekule (1872) konceptet med oscillation (snabb rörelse) av dubbelbindningar och eliminerade de formella skillnaderna mellan de två ortopositionerna. Trots det faktum att strukturen av bensen enligt Kekul var i konflikt med data om dess fysikaliska och kemiska egenskaper, accepterades den under lång tid utan några förändringar av det överväldigande antalet kemister. Därmed återstår ett antal frågor som inte kan lösas utifrån den "klassiska" strukturteorin. Dessa frågor inkluderar också de unika egenskaperna hos många andra föreningar med konjugerade bindningssystem. Strukturen av bensen och andra aromatiska system kunde fastställas endast med tillkomsten av fysikaliska forskningsmetoder och med utvecklingen av kvantkemiska idéer om strukturen hos organiska ämnen.
Elektroniska representationer [V. Kossel (1916) och G. Lewis (1916)] gav fysiskt innehåll åt begreppet en kemisk bindning (ett par generaliserade elektroner); Men i den form som de formulerades kunde dessa idéer inte återspegla de subtila övergångarna från kovalenta till jonbindningar i syre. förblev i stort sett formell. Endast med hjälp av kvantkemisk undervisning introducerades ett i grunden nytt innehåll i den elektroniska teorins i grunden korrekta idéer.
Lewis idéer om ett elektronpar som bildar en bindning och alltid strikt lokaliserad till denna bindning visade sig vara ungefärliga och kunde i de flesta fall inte accepteras.

Moderna begrepp om teorin om struktur och betydelseÅh. Med hänsyn till elektronens kvantegenskaper har begreppet elektrondensitet och interaktionen mellan elektroner i konjugerade system öppnat nya möjligheter att överväga frågor om strukturen, ömsesidig påverkan av atomer i en molekyl och reaktiviteten hos organiska föreningar (se Elektroniska teorier i organisk kemi, kvantkemi). I mättade kolväten realiseras C-C enkelbindningar (s-bindningar) faktiskt av ett par elektroner; i symmetriska kolväten är elektrontätheten i utrymmet mellan de anslutna C-C-atomerna större än summan av motsvarande elektrondensiteter för samma isolerade atomer och är symmetriskt fördelad i förhållande till axeln som förbinder atomernas centra. Ökningen i elektrondensitet är resultatet av överlappande elektronmoln av atomer längs en rät linje som förbinder deras centra. I asymmetriska paraffiner uppträder möjligheten för ofullständig symmetri i elektrondensitetsfördelningen; emellertid är denna asymmetri så liten att dipolmomenten för alla paraffinkolväten är nästan oupptäckbara. Detsamma gäller symmetriskt uppbyggda omättade kolväten (till exempel eten, butadien), där C-atomerna är förbundna med varandra genom en dubbelbindning (s- och p-bindning). Införandet av en elektrondonerande metylgrupp i dessa ämnens molekyler på grund av p-bindningens höga polariserbarhet leder till en förskjutning av elektrontätheten till den yttersta kolatomen, och propen (I) har redan ett dipolmoment på 0,35 D och 1-metylbutadien - 0,68 D. Fördelning av elektrondensiteter i dessa fall visas vanligtvis i ett av följande diagram:(Tecknen d+ och d- indikerar de resulterande partiella laddningarna på C-atomerna) Ett antal empiriska regler för syrekemi passar väl in i begreppet elektrondensitetsfördelning. Sålunda, från ovanstående formel för propen, följer att under den heterolytiska tillsatsen av vätehalogenider till den, bör protonen fixeras på platsen för den högsta elektrondensiteten, dvs vid den mest "hydrerade" kolatomen. Införandet i kolvätemolekyler av atomer eller grupper som skiljer sig mycket i elektronegativitet från kol- eller väteatomer har en mycket starkare effekt. Till exempel leder införandet av en elektrofil substituent i kolvätemolekyler till en förändring i rörligheten av väteatomer i C-H, O-H, etc. bindningar.
Från ungefär andra hälften av 1900-talet. Åh. har gått in i en ny fas. Många områden av den utvecklades så intensivt att de växte till stora specialiserade sektioner, kallade på vetenskaplig eller tillämpad basis (stereokemi, polymerkemi, naturliga substanser, antibiotika, vitaminer, hormoner, organometalliska föreningar, organofluorföreningar, färgämnen, etc.). Framsteg inom teori och utveckling av fysikaliska forskningsmetoder (till exempel röntgendiffraktion av molekyler, ultraviolett och infraröd spektroskopi, Ramanspektroskopi, kärnmagnetisk resonans, kemiskt inducerad dynamisk polarisering av kärnor, masspektrometri), samt metoder för att identifiera och att separera olika ämnen med hjälp av kromatografi, har gjort det möjligt att snabbt strukturellt analysera de mest komplexa organiska föreningarna, samband och snabba lösningar på många viktiga problem. Användningen av fysikaliska metoder för att studera kinetiken för reaktioner hos organiska ämnen gör det möjligt att studera reaktioner med en halveringstid på 10-8-10-9 sekunder. Korrelationsekvationer baserade på principen om linjäritet för fri energi gör det möjligt att kvantifiera sambanden mellan struktur och reaktivitet hos organiska föreningar, även de som har fysiologiska effekter.O. X. visade sig vara nära förknippad med relaterade naturvetenskaper - biokemi, medicin och biologi, tillämpningen av idéer och metoder för O. x. i dessa vetenskaper till stor del bestämt utvecklingen av en ny riktning - molekylärbiologi.

MetoderÅh. tillsammans med fysikaliska forskningsmetoder spelade de en viktig roll för att etablera strukturen av nukleinsyror, många proteiner och komplexa naturliga föreningar; med deras hjälp avslöjades mekanismen och regleringen av proteinsyntes (se genetisk kod). Syrekemins syntetiska förmåga har ökat enormt, vilket ledde till produktionen av så komplexa naturliga ämnen som klorofyll, vitamin B12 (R. Woodworth), polynukleotider med en viss växling av enheter (A. Todd, H. G. Korana) etc. Enormt Framgången för dessa metoder är utvecklingen av automatisk syntes av många polypeptider, inklusive enzymer.

Om du har kommit in på universitetet, men vid det här laget inte har förstått denna svåra vetenskap, är vi redo att avslöja några hemligheter för dig och hjälpa dig att studera organisk kemi från grunden (för dummies). Allt du behöver göra är att läsa och lyssna.

Grunderna i organisk kemi

Organisk kemi särskiljs som en separat undertyp på grund av det faktum att föremålet för dess studie är allt som innehåller kol.

Organisk kemi är en gren av kemin som handlar om studiet av kolföreningar, strukturen hos sådana föreningar, deras egenskaper och metoder för sammanfogning.

Som det visade sig bildar kol oftast föreningar med följande element - H, N, O, S, P. Förresten, dessa element kallas för organogener.

Organiska föreningar, vars antal i dag uppgår till 20 miljoner, är mycket viktiga för alla levande organismers fulla existens. Ingen tvivlade dock på det, annars skulle personen helt enkelt ha kastat studien av detta okända i den bakre brännaren.

Den organiska kemins mål, metoder och teoretiska begrepp presenteras enligt följande:

• Separering av fossilt, animaliskt eller växtmaterial till enskilda ämnen;
• Rening och syntes av olika föreningar;
• Identifiering av ämnens struktur;
• Bestämning av mekaniken för kemiska reaktioner;
• Att hitta sambandet mellan struktur och egenskaper hos organiska ämnen.

Lite historia om organisk kemi

Du kanske inte tror det, men i antiken förstod invånarna i Rom och Egypten något om kemi.

Som vi vet använde de naturliga färgämnen. Och ofta var de tvungna att inte använda ett färdigt naturligt färgämne, utan extrahera det genom att isolera det från en hel växt (till exempel alizarin och indigo som finns i växter).

Vi kan också minnas kulturen att dricka alkohol. Hemligheterna med att producera alkoholhaltiga drycker är kända i alla länder. Dessutom kände många forntida folk recept för att bereda "varmt vatten" från stärkelse- och sockerhaltiga produkter.

Detta pågick i många, många år och först på 1500- och 1600-talen började vissa förändringar och små upptäckter.

På 1700-talet lärde sig en viss Scheele att isolera äppelsyra, vinsyra, oxalsyra, mjölksyra, gallsyra och citronsyra.

Då stod det klart för alla att de produkter som isolerats från växt- eller djurråvaror hade många gemensamma drag. Samtidigt skilde de sig mycket från oorganiska föreningar. Därför behövde vetenskapens tjänare omedelbart separera dem i en separat klass, och det var så termen "organisk kemi" dök upp.

Trots det faktum att organisk kemi i sig som vetenskap dök upp först 1828 (det var då som herr Wöhler lyckades isolera urea genom att förånga ammoniumcyanat), introducerade Berzelius 1807 den första termen i nomenklaturen i organisk kemi för dummies:

Den gren av kemin som studerar ämnen som erhålls från organismer.

Nästa viktiga steg i utvecklingen av organisk kemi är teorin om valens, som föreslogs 1857 av Kekule och Cooper, och teorin om kemisk struktur för Mr. Butlerov från 1861. Redan då började forskare upptäcka att kol var fyrvärt och kapabelt att bilda kedjor.

I allmänhet, sedan dess, har vetenskapen regelbundet upplevt chocker och spänning tack vare nya teorier, upptäckter av kedjor och föreningar, som möjliggjorde den aktiva utvecklingen av organisk kemi.

Vetenskapen själv uppstod på grund av det faktum att vetenskapliga och tekniska framsteg inte kunde stå stilla. Han fortsatte och krävde nya lösningar. Och när det inte längre fanns tillräckligt med stenkolstjära i industrin var folk helt enkelt tvungna att skapa en ny organisk syntes, som med tiden växte till upptäckten av ett otroligt viktigt ämne, som än i dag är dyrare än guld - olja. Förresten, det var tack vare organisk kemi som dess "dotter" föddes - en undervetenskap som kallades "petrokemi".

Men det här är en helt annan historia som du kan studera själv. Därefter inbjuder vi dig att titta på en populärvetenskaplig video om organisk kemi för dummies:

Tja, om du inte har tid och akut behöver hjälp proffs, du vet alltid var du hittar dem.