Из чего состоят органические вещества
Что необходимо, чтобы построить дом? Конечно же, крепкий фундамент и материалы для стен, пола и крыши. Для строительства важно учитывать определенные нормы, чтобы готовая конструкция получилась прочной и стойкой. В органической химии похожая ситуация. Все органические соединения имеют свою уникальную структуру, которая включает своеобразный фундамент — углеродный скелет, и другие строительные материалы — функциональные группы.
Углеродный скелет — это основа для всех органических веществ, которая представляет собой последовательность связанных между собой атомов углерода. Он является остовом, на котором строятся разнообразные органические вещества, определяет их структуру и свойства. Кроме того, атомы углерода в скелете могут образовывать друг с другом различные вариации химической связи.
Функциональная группа — это атом или группа атомов, которая определяет химические свойства органического вещества и его принадлежность к конкретному классу органических соединений. При этом в одном соединении может быть как одна, так и несколько одинаковых или различных функциональных групп. Если групп несколько, то они различаются по старшинству:
О концепции строения органических молекул более подробно можно узнать из статьи о теории Бутлерова.
Органические соединения классифицируют в зависимости от:
- наличия в структуре молекулы атомов, отличных от атомов углерода и водорода,
- от порядка расположения атомов углерода в скелете,
- а также вариантов химической связи между ними.
Это важно
Различное строение влияет на номенклатуру органических соединений. Дело в том, что под одной и той же брутто-формулой в органике может скрываться сразу несколько веществ, а иногда они даже могут относиться к разным классам, то есть являться изомерами.
Классификация по составу
Состав органических молекул очень разнообразен. Различают углеводороды, кислород- и азотсодержащие соединения, а также галогенпроизводные.
Углеводороды
Если органическое соединение состоит
Это базовые соединения в органике. Все остальные вещества рассматриваются как производные углеводородов, образованные добавлением функциональных групп в их молекулы.
Кислородсодержащие соединения
Кислородсодержащие соединения — органические вещества, в состав которых входят атомы углерода, водорода и кислорода.
Кислород содержат три функциональные группы: гидроксильную, карбонильную, карбоксильную. И, в зависимости от группы, различают такие классы органических соединений: спирты, фенолы, альдегиды и кетоны, карбоновые кислоты, сложные эфиры.
|
Функциональная группа |
Класс соединений |
||
|---|---|---|---|
|
Гидроксильная группа |
ーOH |
Спирты |
 |
|
Фенолы |
 |
||
|
Карбонильная группа |
С＝O |
Альдегиды |
 |
|
Кетоны |
 |
||
|
Карбоксильная группа |
ーСOOH |
Карбоновые кислоты |
 |
|
ーСOOー |
Сложные эфиры |
 |
|
Азотсодержащие соединения
Азотсодержащие соединения — органические вещества, в состав которых входят атомы углерода, водорода, азота и иногда кислорода. К ним относят амины, нитрилы, нитросоединения, амиды, аминокислоты и азотистые гетероциклы.
|
Класс соединений |
Функциональная группа |
Пример |
|---|---|---|
|
Амины |
ーNHー или ーNH2 |
 |
|
Нитрилы |
ーC☰N |
 |
|
Нитросоединения |
ーNO2 |
 |
|
Амиды |
ーCONH2 |
 |
|
Аминокислоты |
ーNH2 |
 |
|
Азотистые гетероциклы |
ーNHー или ーN＝ в составе цикла |
 |
Галогенпроизводные
Галогенпроизводные — органические вещества, содержащие своем составе атомы галогенов: хлора, брома, фтора.
Получи больше пользы от Skysmart:
-
Подготовься к ОГЭ на пятёрку.
-
Подготовься к ЕГЭ на высокие баллы.
Записывайся на бесплатные курсы для детей.
Решай задания в бесплатном тренажёре ЕГЭ.
Классификация по структуре углеродного скелета
Органические вещества можно разделить по структуре углеродного скелета. Выделяют углеродные скелеты, которые содержат открытую цепь атомов углерода, — ациклические:
Если в скелете присутствует замкнутая цепь углеродных атомов, то такие соединения считают карбоциклическими. Карбоциклические соединения также делят на алициклические (не имеющие бензольного кольца) и ароматические.
Гетероциклические соединения содержат отличные от углерода атомы (например, атомы азота, серы, кислорода):
Углеродный скелет может быть линейным, в котором все атомы углерода в молекуле соединены последовательно, или разветвлённым, в котором некоторые атомы углерода образуют ответвления. Если атом углерода связан только с одним атомом углерода, то он первичный, с двумя — вторичный, с тремя — третичный, а если с четырьмя, то четвертичный.
Длина углеродного скелета влияет на свойства соединений, принадлежащих одному классу. Соединения одного класса с похожими химическими свойствами, углеродный скелет которых отличается на одну или несколько групп ーСH2, называются гомологами.
Классификация по кратности связи между атомами углерода
Атомы углерода в молекулах углеводородов связаны между собой, и в зависимости от типа этой связи все соединения делятся на предельные (насыщенные) и непредельные (ненасыщенные).
Предельные углеводороды — это алканы и циклоалканы, связь между атомами углерода в них всего одна, поэтому она называется одинарной (一С一С一).
В молекулах непредельных углеводородов обязательно наличие двойной (一С＝С一) или тройной (一С☰С一) связи между атомами углерода. К ним относят алкены, алкадиены, алкины, ароматические углеводороды.
|
Класс соединений |
Общая формула |
Пример |
|
|---|---|---|---|
|
Предельные углеводороды |
Алканы |
CnH2n+2 |
 |
|
Циклоалканы |
CnH2n |
 |
|
|
Непредельные углеводороды |
Алкены |
CnH2n |
 |
|
Алкадиены |
CnH2n-2 |
 |
|
|
Алкины |
CnH2n-2 |
 |
|
|
Ароматические углеводороды |
CnH2n-6 |
 |
Предельные и непредельные углеводороды можно различить по суффиксу в их названии:
|
Кратность связи |
Суффикс |
Пример названия |
|---|---|---|
|
Одинарная (一С一С一) |
-ан |
Этан |
|
Двойная (一С＝С一) |
-ен |
Этен |
|
Тройная (一С☰С一) |
-ин |
Этин |
Главное о классификации
Мы рассмотрели классификацию органических соединений —вот основные тезисы, которые важно запомнить.
- Углеродный скелет и функциональные группы являются основными элементами, определяющими структуру и свойства соединений.
- Углеводороды считаются родоначальными соединениями, а разнообразные органические вещества рассматриваются как их производные.
- Классификация по структуре углеродного скелета включает ациклические, карбоциклические (алициклические и ароматические) и гетероциклические соединения.
- Классификация не только облегчает наименование и идентификацию соединений, но и позволяет предсказывать их химические и физические свойства.
