Що вивчає органічна хімія?
Органічна хімія — це хімія сполук Карбону (вуглецю). Вуглець унікальний: його атоми можуть з'єднуватися один з одним у довгі ланцюги, кільця та складні структури. 📊 Цікаво: неорганічних сполук відомо близько 700 000, а органічних — понад 20 мільйонів!
Чому Карбон особливий?
Унікальні властивості атома Карбону:
- 4 валентні електрони — може утворювати 4 зв'язки
- Атоми C легко з'єднуються між собою (C-C, C=C, C≡C)
- Утворює стійкі зв'язки з H, O, N, S, галогенами
- Може утворювати ланцюги будь-якої довжини
- Може утворювати цикли (кільця) різного розміру
Основні класи вуглеводнів
⛽ АЛКАНИ (насичені): тільки одинарні зв'язки CH₄ — метан (природний газ) C₂H₆ — етан C₃H₈ — пропан (у балонах) C₈H₁₈ — октан (бензин) 🧪 АЛКЕНИ: є подвійний зв'язок C=C C₂H₄ — етен (етилен) — для дозрівання фруктів! 🔥 АЛКІНИ: є потрійний зв'язок C≡C C₂H₂ — етин (ацетилен) — для зварювання 💍 АРЕНИ: бензольне кільце C₆H₆ — бензен
Функціональні групи
Атоми або групи атомів, що визначають властивості речовини:
- 🍷 -OH (гідроксильна) → СПИРТИ: метанол, етанол, гліцерин
- 🍋 -COOH (карбоксильна) → КАРБОНОВІ КИСЛОТИ: оцтова, лимонна
- 🧴 -CHO (альдегідна) → АЛЬДЕГІДИ: формальдегід, ванілін
- 💊 -NH₂ (аміногрупа) → АМІНИ: анілін, амінокислоти
🧪 Дослід: Виявлення етанолу в спирті
Мідну спіраль розжарюють у полум'ї до почорніння (утворюється CuO). Гарячу спіраль опускають в етанол. Спіраль знову стає мідного кольору! Відчувається характерний запах. Реакція: C₂H₅OH + CuO → CH₃CHO + Cu + H₂O Етанол окиснюється до оцтового альдегіду, а оксид міді відновлюється до міді.
Полімери: епоха пластику
Полімери — це гігантські молекули довжелезних ланцюгів, що складаються з тисяч однакових ланок (мономерів). Етилен (газ) полімеризується у поліетилен (пакети, пляшки). Найдивовижніше те, що природа створювала полімери ще до нас: ДНК, білки, целюлоза (деревина), крохмаль — це все природні полімери!
Ізомерія — ті самі атоми, різні речовини
В органічній хімії молекули з однаковою формулою можуть мати зовсім різні властивості!
- Формула C₂H₆O може бути етанолом (спирт, рідина, можна пити).
- Та сама формула може бути диметиловим етером (отруйний газ).
- Це відбувається через різний порядок з'єднання атомів (структурна ізомерія).
- Існує також просторова ізомерія (дзеркальна): молекули виглядають як ліва і права рука. Відомий сумний випадок з талідомідом: "ліва" версія молекули лікувала нудоту вагітних, а "права" — викликала мутації.