Creato da A.M. Butlerov negli anni '60 del XIX secolo, la teoria della struttura chimica dei composti organici ha portato la necessaria chiarezza alle ragioni della diversità dei composti organici, ha rivelato la relazione tra la struttura e le proprietà di queste sostanze, ha permesso di spiegare il proprietà di già note e predicono le proprietà di composti organici che non sono stati ancora scoperti.

Le scoperte nel campo della chimica organica (la natura tetravalente del carbonio, la capacità di formare lunghe catene) permisero a Butlerov nel 1861 di formulare le principali generazioni della teoria:

1) Gli atomi nelle molecole sono collegati in base alla loro valenza (carbonio-IV, ossigeno-II, idrogeno-I), la sequenza di connessione degli atomi è riflessa da formule strutturali.

2) Le proprietà delle sostanze dipendono non solo dalla composizione chimica, ma anche dall'ordine di connessione degli atomi in una molecola (struttura chimica). Esistere isomeri, cioè sostanze che hanno la stessa composizione quantitativa e qualitativa, ma una diversa struttura e, di conseguenza, diverse proprietà.

C 2 H 6 O: CH 3 CH 2 OH - alcool etilico e CH 3 OCH 3 - etere dimetilico

C 3 H 6 - propene e ciclopropano - CH 2 \u003d CH−CH 3

3) Gli atomi si influenzano reciprocamente, questa è una conseguenza della diversa elettronegatività degli atomi che formano le molecole (O>N>C>H), e questi elementi hanno un effetto diverso sullo spostamento di coppie di elettroni comuni.

4) Secondo la struttura di una molecola di sostanza organica, le sue proprietà possono essere previste e, in base alle proprietà, la struttura può essere determinata.

TSOS ha ricevuto ulteriore sviluppo dopo l'istituzione della struttura dell'atomo, l'adozione del concetto dei tipi di legami chimici, i tipi di ibridazione, la scoperta del fenomeno dell'isomerismo spaziale (stereochimica).

Biglietto numero 7 (2)

L'elettrolisi come processo redox. Elettrolisi di fusi e soluzioni sull'esempio del cloruro di sodio. Applicazione pratica dell'elettrolisi.

Elettrolisi- questo è un processo redox che si verifica sugli elettrodi quando una corrente elettrica costante passa attraverso il fuso o la soluzione elettrolitica

L'essenza dell'elettrolisi è l'implementazione dell'energia chimica a scapito dell'energia elettrica. Reazioni - riduzione al catodo e ossidazione all'anodo.

Il catodo(-) dona elettroni ai cationi e l'anodo(+) accetta elettroni dagli anioni.

Elettrolisi fusa di NaCl

NaCl-―> Na + +Cl -

K(-): Na + +1e-―>Na 0 | 2 per cento recupero

A(+) :2Cl-2e-―>Cl 2 0 | 1 per cento ossidazione

2Na + +2Cl - -―>2Na+Cl 2

Elettrolisi di una soluzione acquosa di NaCl

Nell'elettrolisi di NaC| Gli ioni Na + e Cl -, così come le molecole d'acqua, partecipano all'acqua. Quando la corrente passa, i cationi Na + si muovono verso il catodo e gli anioni Cl - si muovono verso l'anodo. Ma al catodo invece degli ioni Na, le molecole d'acqua sono ridotte:

2H 2 O + 2e-―> H 2 + 2OH -

e gli ioni cloruro sono ossidati all'anodo:

2Cl - -2e-―>Cl 2

Di conseguenza, l'idrogeno è sul catodo, il cloro è sull'anodo e NaOH si accumula nella soluzione

In forma ionica: 2H 2 O+2e-―>H 2 +2OH-

2Cl - -2e-―>Cl 2

elettrolisi

2H 2 O+2Cl - -―>H 2 +Cl 2 +2OH -

elettrolisi

In forma molecolare: 2H 2 O+2NaCl-―> 2NaOH+H 2 +Cl 2

Applicazione dell'elettrolisi:

1) Protezione dei metalli dalla corrosione

2) Ottenere metalli attivi (sodio, potassio, alcalino terrosi, ecc.)

3) Purificazione di alcuni metalli dalle impurità (raffinazione elettrica)

Biglietto numero 8 (1)

Informazioni correlate:

1. A) Teoria della conoscenza - una scienza che studia le forme, i metodi e le tecniche dell'emergere e dello sviluppo della conoscenza, il suo rapporto con la realtà, i criteri per la sua verità.

Le basi per la creazione della teoria della struttura chimica dei composti organici A.M. Butlerov era la teoria atomica e molecolare (opere di A. Avagadro e S. Cannizzaro). Sarebbe sbagliato presumere che prima della sua creazione il mondo non sapesse nulla delle sostanze organiche e non si tentasse di sostanziare la struttura dei composti organici. Nel 1861 (l'anno in cui AM Butlerov creò la teoria della struttura chimica dei composti organici), il numero di composti organici conosciuti raggiunse le centinaia di migliaia e la separazione della chimica organica come scienza indipendente avvenne già nel 1807 (J. Berzelius) .

Cenni sulla teoria della struttura dei composti organici

Un ampio studio sui composti organici iniziò nel XVIII secolo con il lavoro di A. Lavoisier, che dimostrò che le sostanze ottenute dagli organismi viventi sono costituite da diversi elementi: carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo e fosforo. L'introduzione dei termini "radicale" e "isomerismo" è stata di grande importanza, così come la formazione della teoria dei radicali (L. Giton de Morvo, A. Lavoisier, J. Liebig, J. Dumas, J. Berzelius) , successo nella sintesi di composti organici (urea, anilina, acido acetico, grassi, sostanze zuccherine, ecc.).

Il termine "struttura chimica", così come i fondamenti della teoria classica della struttura chimica, furono pubblicati per la prima volta da A.M. Butlerov il 19 settembre 1861 nella sua relazione al Congresso dei naturalisti e medici tedeschi a Speyer.

Le principali disposizioni della teoria della struttura dei composti organici A.M. Butlerov

1. Gli atomi che formano la molecola di una sostanza organica sono interconnessi in un certo ordine e una o più valenze di ciascun atomo vengono spese per legarsi tra loro. Non ci sono valenze libere.

Butlerov ha chiamato la sequenza di connessione degli atomi "struttura chimica". Graficamente, i legami tra gli atomi sono indicati da una linea o da un punto (Fig. 1).

Riso. 1. Struttura chimica della molecola di metano: A - formula strutturale, B - formula elettronica

2. Le proprietà dei composti organici dipendono dalla struttura chimica delle molecole, ad es. le proprietà dei composti organici dipendono dall'ordine in cui gli atomi sono collegati nella molecola. Studiando le proprietà, puoi rappresentare la sostanza.

Considera un esempio: una sostanza ha la formula lorda C 2 H 6 O. È noto che quando questa sostanza interagisce con il sodio, viene rilasciato idrogeno e quando un acido agisce su di essa, si forma acqua.

C 2 H 6 O + Na = C 2 H 5 ONa + H 2

C 2 H 6 O + HCl \u003d C 2 H 5 Cl + H 2 O

Questa sostanza può corrispondere a due formule strutturali:

CH 3 -O-CH 3 - acetone (dimetilchetone) e CH 3 -CH 2 -OH - alcol etilico (etanolo),

sulla base delle proprietà chimiche caratteristiche di questa sostanza, concludiamo che si tratta di etanolo.

Gli isomeri sono sostanze che hanno la stessa composizione qualitativa e quantitativa, ma diversa struttura chimica. Esistono diversi tipi di isomeria: strutturale (lineare, ramificato, scheletro di carbonio), geometrico (isomerismo cis e trans, caratteristico dei composti con un doppio legame multiplo (Fig. 2)), ottico (specchio), stereo (spaziale, caratteristica delle sostanze, capaci di essere localizzate nello spazio in modi diversi (Fig. 3)).

Riso. 2. Un esempio di isomeria geometrica

3. Le proprietà chimiche dei composti organici sono influenzate anche da altri atomi presenti nella molecola. Tali gruppi di atomi sono chiamati gruppi funzionali, poiché la loro presenza nella molecola di una sostanza le conferisce proprietà chimiche speciali. Ad esempio: -OH (gruppo idrossido), -SH (gruppo tio), -CO (gruppo carbonile), -COOH (gruppo carbossilico). Inoltre, le proprietà chimiche della materia organica dipendono in misura minore dallo scheletro dell'idrocarburo che dal gruppo funzionale. Sono i gruppi funzionali che forniscono la varietà di composti organici, per cui sono classificati (alcoli, aldeidi, acidi carbossilici, ecc. I gruppi funzionali a volte includono legami carbonio-carbonio (multipli doppi e tripli). Se ce ne sono diversi identici gruppi funzionali, allora si chiama omopolifunzionale (CH 2 (OH) -CH (OH) -CH 2 (OH) - glicerolo), se diversi, ma diversi - eteropolifunzionali (NH 2 -CH (R) -COOH - amminoacidi) .

Fig.3. Un esempio di stereoisomeria: a - cicloesano, forma "sedia", b - cicloesano, forma "bagno"

4. La valenza del carbonio nei composti organici è sempre quattro.

Tutte le sostanze che contengono un atomo di carbonio, oltre a carbonati, carburi, cianuri, tiocianati e acido carbonico, sono composti organici. Ciò significa che possono essere creati da organismi viventi da atomi di carbonio attraverso reazioni enzimatiche o di altro tipo. Oggi molte sostanze organiche possono essere sintetizzate artificialmente, il che consente lo sviluppo della medicina e della farmacologia, nonché la creazione di polimeri e materiali compositi ad alta resistenza.

Classificazione dei composti organici

I composti organici sono la classe di sostanze più numerosa. Ci sono circa 20 tipi di sostanze qui. Sono diversi nelle proprietà chimiche, differiscono nelle qualità fisiche. Diversi sono anche il loro punto di fusione, massa, volatilità e solubilità, nonché il loro stato di aggregazione in condizioni normali. Tra loro:

• idrocarburi (alcani, alchini, alcheni, alcadieni, cicloalcani, idrocarburi aromatici);
• aldeidi;
• chetoni;
• alcoli (diidrico, monoidrico, poliidrico);
• eteri;
• esteri;
• acidi carbossilici;
• ammine;
• aminoacidi;
• carboidrati;
• grassi;
• proteine;
• biopolimeri e polimeri sintetici.

Questa classificazione riflette le caratteristiche della struttura chimica e la presenza di specifici gruppi atomici che determinano la differenza nelle proprietà di una sostanza. In termini generali, la classificazione, che si basa sulla configurazione dello scheletro di carbonio, che non tiene conto delle caratteristiche delle interazioni chimiche, ha un aspetto diverso. Secondo le sue disposizioni, i composti organici sono suddivisi in:

• composti alifatici;
• sostanze aromatiche;
• composti eterociclici.

Queste classi di composti organici possono avere isomeri in diversi gruppi di sostanze. Le proprietà degli isomeri sono diverse, sebbene la loro composizione atomica possa essere la stessa. Ciò risulta dalle disposizioni stabilite da A. M. Butlerov. Inoltre, la teoria della struttura dei composti organici è la base guida di tutta la ricerca in chimica organica. È messo sullo stesso piano della legge periodica di Mendeleev.

Il concetto stesso di struttura chimica è stato introdotto da A. M. Butlerov. Nella storia della chimica, è apparso il 19 settembre 1861. In precedenza, c'erano opinioni diverse nella scienza e alcuni scienziati negavano completamente l'esistenza di molecole e atomi. Pertanto, non c'era ordine nella chimica organica e inorganica. Inoltre, non vi erano regolarità con cui fosse possibile giudicare le proprietà di determinate sostanze. Allo stesso tempo, c'erano anche composti che, a parità di composizione, mostravano proprietà diverse.

Le dichiarazioni di A. M. Butlerov in molti modi hanno indirizzato lo sviluppo della chimica nella giusta direzione e hanno creato solide basi per esso. Attraverso di essa è stato possibile sistematizzare i fatti accumulati, vale a dire le proprietà chimiche o fisiche di determinate sostanze, i modelli del loro ingresso nelle reazioni e così via. Anche la previsione di modi per ottenere composti e la presenza di alcune proprietà comuni è diventata possibile grazie a questa teoria. E, soprattutto, A. M. Butlerov ha dimostrato che la struttura di una molecola di sostanza può essere spiegata in termini di interazioni elettriche.

La logica della teoria della struttura delle sostanze organiche

Poiché prima del 1861 molti in chimica rifiutavano l'esistenza di un atomo o di una molecola, la teoria dei composti organici divenne una proposta rivoluzionaria per il mondo scientifico. E poiché lo stesso A. M. Butlerov procede solo da conclusioni materialistiche, è riuscito a confutare le idee filosofiche sulla materia organica.

Riuscì a dimostrare che la struttura molecolare può essere riconosciuta empiricamente attraverso reazioni chimiche. Ad esempio, la composizione di qualsiasi carboidrato può essere determinata bruciandone una certa quantità e contando l'acqua e l'anidride carbonica risultanti. La quantità di azoto nella molecola di ammina viene calcolata anche durante la combustione misurando il volume dei gas e rilasciando la quantità chimica di azoto molecolare.

Se consideriamo i giudizi di Butlerov sulla struttura chimica, a seconda della struttura, nella direzione opposta, allora si suggerisce una nuova conclusione. Vale a dire: conoscendo la struttura chimica e la composizione di una sostanza, se ne possono assumere empiricamente le proprietà. Ma soprattutto, Butlerov ha spiegato che nella materia organica c'è un numero enorme di sostanze che mostrano proprietà diverse, ma hanno la stessa composizione.

Disposizioni generali della teoria

Considerando e studiando i composti organici, A. M. Butlerov ha dedotto alcuni dei modelli più importanti. Li ha combinati nelle disposizioni della teoria che spiega la struttura delle sostanze chimiche di origine organica. Le disposizioni della teoria sono le seguenti:

• nelle molecole delle sostanze organiche gli atomi sono interconnessi in una sequenza rigorosamente definita, che dipende dalla valenza;
• la struttura chimica è l'ordine diretto secondo il quale gli atomi sono collegati nelle molecole organiche;
• la struttura chimica determina la presenza delle proprietà di un composto organico;
• a seconda della struttura delle molecole con la stessa composizione quantitativa, possono apparire diverse proprietà della sostanza;
• tutti i gruppi atomici coinvolti nella formazione di un composto chimico hanno un'influenza reciproca l'uno sull'altro.

Tutte le classi di composti organici sono costruite secondo i principi di questa teoria. Avendo gettato le basi, A. M. Butlerov è stato in grado di espandere la chimica come campo della scienza. Ha spiegato che a causa del fatto che il carbonio mostra una valenza di quattro nelle sostanze organiche, la varietà di questi composti è determinata. La presenza di molti gruppi atomici attivi determina se una sostanza appartiene a una certa classe. Ed è proprio per la presenza di specifici gruppi atomici (radicali) che compaiono le proprietà fisiche e chimiche.

Idrocarburi e loro derivati

Questi composti organici di carbonio e idrogeno sono i più semplici nella composizione tra tutte le sostanze del gruppo. Sono rappresentati da una sottoclasse di alcani e cicloalcani (idrocarburi saturi), alcheni, alcadieni e alcatrieni, alchini (idrocarburi insaturi), nonché da una sottoclasse di sostanze aromatiche. Negli alcani, tutti gli atomi di carbonio sono collegati solo da un singolo legame CC, motivo per cui non è possibile incorporare un singolo atomo di H nella composizione dell'idrocarburo.

Negli idrocarburi insaturi, l'idrogeno può essere incorporato nel sito del doppio legame C=C. Inoltre, il legame CC può essere triplo (alchini). Ciò consente a queste sostanze di entrare in molte reazioni associate alla riduzione o all'aggiunta di radicali. Tutte le altre sostanze, per comodità di studiare la loro capacità di entrare in reazioni, sono considerate come derivati ​​di una delle classi di idrocarburi.

Alcoli

Gli alcoli sono chiamati composti chimici organici più complessi degli idrocarburi. Sono sintetizzati a seguito di reazioni enzimatiche nelle cellule viventi. L'esempio più tipico è la sintesi di etanolo dal glucosio come risultato della fermentazione.

Nell'industria, gli alcoli sono ottenuti da derivati ​​alogeni di idrocarburi. Come risultato della sostituzione di un atomo di alogeno con un gruppo ossidrile, si formano alcoli. Gli alcoli monoidrici contengono solo un gruppo ossidrile, polivalente - due o più. Un esempio di alcol diidrico è il glicole etilenico. L'alcool polivalente è il glicerolo. La formula generale degli alcoli è R-OH (R è una catena di carbonio).

Aldeidi e chetoni

Dopo che gli alcoli entrano in reazioni di composti organici associati all'eliminazione dell'idrogeno dal gruppo alcolico (idrossile), si chiude un doppio legame tra ossigeno e carbonio. Se questa reazione avviene nel gruppo alcolico situato nell'atomo di carbonio terminale, come risultato si forma un'aldeide. Se l'atomo di carbonio con alcol non si trova all'estremità della catena di carbonio, il risultato della reazione di disidratazione è la produzione di un chetone. La formula generale dei chetoni è R-CO-R, aldeidi R-COH (R è il radicale idrocarburico della catena).

Esteri (semplici e complessi)

La struttura chimica dei composti organici di questa classe è complicata. Gli eteri sono considerati prodotti di reazione tra due molecole di alcol. Quando l'acqua viene scissa da loro, si forma un composto del campione R-O-R. Meccanismo di reazione: eliminazione di un protone idrogeno da un alcol e un gruppo ossidrile da un altro alcol.

Gli esteri sono prodotti di reazione tra un alcol e un acido carbossilico organico. Meccanismo di reazione: eliminazione dell'acqua dai gruppi alcolici e carbonio di entrambe le molecole. L'idrogeno viene separato dall'acido (lungo il gruppo ossidrile) e il gruppo OH stesso viene separato dall'alcol. Il composto risultante è rappresentato come R-CO-O-R, dove il faggio R indica i radicali, il resto della catena di carbonio.

Acidi carbossilici e ammine

Gli acidi carbossilici sono chiamati sostanze speciali che svolgono un ruolo importante nel funzionamento della cellula. La struttura chimica dei composti organici è la seguente: un radicale idrocarburico (R) con un gruppo carbossilico (-COOH) attaccato ad esso. Il gruppo carbossilico può essere localizzato solo nell'atomo di carbonio estremo, perché la valenza C nel gruppo (-COOH) è 4.

Le ammine sono composti più semplici derivati ​​dagli idrocarburi. Qui, qualsiasi atomo di carbonio ha un radicale amminico (-NH2). Esistono ammine primarie in cui il gruppo (-NH2) è legato a un carbonio (formula generale R-NH2). Nelle ammine secondarie, l'azoto si combina con due atomi di carbonio (formula R-NH-R). Le ammine terziarie hanno azoto attaccato a tre atomi di carbonio (R3N), dove p è un radicale, una catena di carbonio.

Aminoacidi

Gli amminoacidi sono composti complessi che presentano le proprietà sia delle ammine che degli acidi di origine organica. Ne esistono diversi tipi, a seconda della posizione del gruppo amminico rispetto al gruppo carbossilico. Gli alfa aminoacidi sono i più importanti. Qui il gruppo amminico si trova nell'atomo di carbonio a cui è attaccato il gruppo carbossilico. Ciò consente di creare un legame peptidico e sintetizzare le proteine.

Carboidrati e grassi

I carboidrati sono alcoli aldeidici o alcoli cheto. Questi sono composti con una struttura lineare o ciclica, nonché polimeri (amido, cellulosa e altri). Il loro ruolo più importante nella cellula è strutturale ed energetico. I grassi, o meglio i lipidi, svolgono le stesse funzioni, solo che partecipano ad altri processi biochimici. Chimicamente, il grasso è un estere di acidi organici e glicerolo.

Lezione 15

Teoria della struttura delle sostanze organiche. Principali classi di composti organici.

Chimica organica - la scienza che studia la materia organica. In caso contrario, può essere definito come chimica dei composti del carbonio. Quest'ultimo occupa un posto speciale nel sistema periodico di D.I. Mendeleev in termini di varietà di composti, di cui sono noti circa 15 milioni, mentre il numero di composti inorganici è di cinquecentomila. Sostanze organiche sono note all'uomo da molto tempo come zucchero, grassi vegetali e animali, sostanze coloranti, profumate e medicinali. A poco a poco, le persone hanno imparato a elaborare queste sostanze per ottenere una varietà di preziosi prodotti organici: vino, aceto, sapone, ecc. I progressi nella chimica organica si basano sui risultati nel campo della chimica delle proteine, degli acidi nucleici, delle vitamine, ecc. Chimica organica è di grande importanza per lo sviluppo della medicina, poiché la stragrande maggioranza dei farmaci sono composti organici non solo di origine naturale, ma anche ottenuti principalmente per sintesi. Valore eccezionale vagato macromolecolare composti organici (resine sintetiche, plastiche, fibre, gomme sintetiche, coloranti, erbicidi, insetticidi, fungicidi, defoglianti…). L'importanza della chimica organica per la produzione di prodotti alimentari e industriali è enorme.

La moderna chimica organica è penetrata in profondità nei processi chimici che avvengono durante la conservazione e la lavorazione dei prodotti alimentari: i processi di essiccazione, rancidità e saponificazione degli oli, fermentazione, cottura al forno, decapaggio, ottenimento di bevande, nella produzione di latticini, ecc. Anche la scoperta e lo studio di enzimi, profumi e cosmetici hanno svolto un ruolo importante.

Uno dei motivi della grande varietà di composti organici è la particolarità della loro struttura, che si manifesta nella formazione di legami e catene covalenti da parte di atomi di carbonio, diversi per tipo e lunghezza. Il numero di atomi di carbonio legati in essi può raggiungere decine di migliaia e la configurazione delle catene di carbonio può essere lineare o ciclica. Oltre agli atomi di carbonio, la catena può includere ossigeno, azoto, zolfo, fosforo, arsenico, silicio, stagno, piombo, titanio, ferro, ecc.

La manifestazione di queste proprietà da parte del carbonio è associata a diversi motivi. È stato confermato che le energie dei legami C–C e C–O sono comparabili. Il carbonio ha la capacità di formare tre tipi di ibridazione degli orbitali: quattro sp 3 - orbitali ibridi, il loro orientamento nello spazio è tetraedrico e corrisponde a semplice legami covalenti; tre ibridi sp 2 - orbitali situati sullo stesso piano, in combinazione con una forma orbitale non ibrida doppi multipli connessioni (─С = С─); anche con l'aiuto di sp - sorgono orbitali ibridi di orientamento lineare e orbitali non ibridi tra atomi di carbonio tripli multipli legami (─ C ≡ C ─) Allo stesso tempo, questi tipi di legami formano atomi di carbonio non solo tra loro, ma anche con altri elementi. Pertanto, la moderna teoria della struttura della materia spiega non solo un numero significativo di composti organici, ma anche l'influenza della loro struttura chimica sulle proprietà.

Conferma pienamente anche i fondamenti teorie della struttura chimica, sviluppato dal grande scienziato russo A.M. Butlerov. Disposizioni principali ITS:

1) nelle molecole organiche, gli atomi sono collegati tra loro in un certo ordine secondo la loro valenza, che determina la struttura delle molecole;

2) le proprietà dei composti organici dipendono dalla natura e dal numero dei loro atomi costituenti, nonché dalla struttura chimica delle molecole;

3) ogni formula chimica corrisponde ad un certo numero di possibili strutture isomeriche;

4) ogni composto organico ha una formula e ha determinate proprietà;

5) nelle molecole c'è un'influenza reciproca degli atomi l'uno sull'altro.

Classi di composti organici

Secondo la teoria, i composti organici sono divisi in due serie: composti aciclici e ciclici.

1. Composti aciclici.(alcani, alcheni) contengono una catena di carbonio aperta e aperta - diritta o ramificata:

N N N N N N N

│ │ │ │ │ │ │

N─ S─S─S─S─ N N─S─S─S─N

│ │ │ │ │ │ │

N N N N N │ N

Butano isobutano normale (metil propano)

2. a) Composti aliciclici- composti che hanno catene di carbonio chiuse (cicliche) nelle molecole:

ciclobutano cicloesano

b) Composti aromatici, nelle molecole di cui c'è uno scheletro di benzene - un ciclo a sei membri con legami singoli e doppi alternati (areni):

c) Composti eterociclici- composti ciclici contenenti, oltre agli atomi di carbonio, azoto, zolfo, ossigeno, fosforo e alcuni oligoelementi, detti eteroatomi.

pirrolo furano piridina

In ogni riga, le sostanze organiche sono suddivise in classi: idrocarburi, alcoli, aldeidi, chetoni, acidi, esteri, secondo la natura dei gruppi funzionali delle loro molecole.

Esiste anche una classificazione in base al grado di saturazione e ai gruppi funzionali. In base al grado di saturazione si distinguono:

1. Limite saturo Ci sono solo legami singoli nello scheletro di carbonio.

─С─С─С─

2. Insaturi insaturi– ci sono legami multipli (=, ≡) nello scheletro di carbonio.

─С=С─ ─С≡С─

3. aromatico– cicli illimitati con coniugazione ad anello di (4n + 2) π-elettroni.

Per gruppi funzionali

1. Alcoli R-CH 2 OH

2. Fenoli

3. Aldeidi R─COH Chetoni R─C─R

4. Acidi carbossilici R─COOH O

5. Esteri R─COOR 1

Teoria di A.M. Butlerov

1. Gli atomi nelle molecole sono interconnessi in una certa sequenza da legami chimici secondo la loro valenza. L'ordine di legame degli atomi è chiamato struttura chimica. Il carbonio in tutti i composti organici è tetravalente.

2. Le proprietà delle sostanze sono determinate non solo dalla composizione qualitativa e quantitativa delle molecole, ma anche dalla loro struttura.

3. Atomi o gruppi di atomi si influenzano a vicenda, da cui dipende la reattività della molecola.

4. La struttura delle molecole può essere stabilita sulla base dello studio delle loro proprietà chimiche.

I composti organici hanno una serie di caratteristiche che li distinguono da quelli inorganici. Quasi tutti (salvo rare eccezioni) sono combustibili; la maggior parte dei composti organici non si dissocia in ioni, il che è dovuto alla natura del legame covalente nelle sostanze organiche. Il tipo di legame ionico si realizza solo in sali di acidi organici, ad esempio CH3COONa.

serie omologa- questa è una serie infinita di composti organici che hanno una struttura simile e, quindi, proprietà chimiche simili e differiscono tra loro per un numero qualsiasi di gruppi CH2 (differenza omologa).

Già prima della creazione della teoria della struttura erano note sostanze della stessa composizione elementare, ma con proprietà diverse. Tali sostanze erano chiamate isomeri e questo fenomeno stesso era chiamato isomeria.

Al centro dell'isomerismo, come dimostra A.M. Butlerov, sta la differenza nella struttura delle molecole costituite dallo stesso insieme di atomi.

isomeria- questo è il fenomeno dell'esistenza di composti che hanno la stessa composizione qualitativa e quantitativa, ma una diversa struttura e, di conseguenza, diverse proprietà.

Esistono 2 tipi di isomeria: strutturale isomeria e spaziale isomeria.

Isomeria strutturale

Isomeri strutturali- composti della stessa composizione qualitativa e quantitativa, diversi nell'ordine degli atomi leganti, cioè nella struttura chimica.

Isomeria spaziale

isomeri spaziali(stereoisomeri) con la stessa composizione e la stessa struttura chimica differiscono nella disposizione spaziale degli atomi nella molecola.
Gli isomeri spaziali sono isomeri ottici e cis-trans (geometrici).

Isomeria cis-trans

risiede nella possibilità che i sostituenti si trovino su uno o sui lati opposti del piano del doppio legame o dell'anello non aromatico. isomeri cis i sostituenti sono sullo stesso lato del piano dell'anello o del doppio legame, in isomeri trans- in diversi modi.

Nella molecola butene-2 ​​CH3–CH=CH–CH3, i gruppi CH3 possono trovarsi su un lato del doppio legame, nell'isomero cis, o su lati opposti, nell'isomero trans.

Isomeria ottica

Appare quando il carbonio ha quattro diversi sostituenti.
Se due di essi vengono scambiati, si ottiene un altro isomero spaziale della stessa composizione. Le proprietà fisico-chimiche di tali isomeri differiscono in modo significativo. I composti di questo tipo si distinguono per la loro capacità di ruotare di una certa quantità il piano della luce polarizzata passata attraverso la soluzione di tali composti. In questo caso, un isomero ruota il piano della luce polarizzata in una direzione e il suo isomero nella direzione opposta. A causa di tali effetti ottici, questo tipo di isomeria è chiamato isomeria ottica.