ორგანული ნაერთები და მათი კლასიფიკაცია. ორგანული ნაერთები

ყველა ნივთიერება, რომელიც შეიცავს ნახშირბადის ატომს, გარდა კარბონატების, კარბიდების, ციანიდების, თიოციანატების და ნახშირბადის მჟავისა, არის ორგანული ნაერთები. ეს ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ შექმნან ცოცხალი ორგანიზმები ნახშირბადის ატომებისგან ფერმენტული ან სხვა რეაქციების გზით. დღეს მრავალი ორგანული ნივთიერების ხელოვნურად სინთეზირება შესაძლებელია, რაც იძლევა მედიცინისა და ფარმაკოლოგიის განვითარების, ასევე მაღალი სიმტკიცის პოლიმერული და კომპოზიტური მასალების შექმნის საშუალებას.

ორგანული ნაერთების კლასიფიკაცია

ორგანული ნაერთები ნივთიერებების ყველაზე მრავალრიცხოვანი კლასია. აქ დაახლოებით 20 სახის ნივთიერებაა. ისინი განსხვავდებიან ქიმიური თვისებებით და განსხვავდებიან ფიზიკური თვისებებით. განსხვავებულია მათი დნობის წერტილი, მასა, ცვალებადობა და ხსნადობა, ისევე როგორც მათი აგრეგაციის მდგომარეობა ნორმალურ პირობებში. Მათ შორის:

• ნახშირწყალბადები (ალკანები, ალკინები, ალკენები, ალკადიენები, ციკლოალკანები, არომატული ნახშირწყალბადები);
• ალდეჰიდები;
• კეტონები;
• სპირტები (დიჰიდრიული, მონოჰიდრული, პოლიჰიდრული);
• ეთერები;
• ეთერები;
• კარბოქსილის მჟავები;
• ამინები;
• ამინომჟავების;
• ნახშირწყლები;
• ცხიმები;
• ცილები;
• ბიოპოლიმერები და სინთეზური პოლიმერები.

ეს კლასიფიკაცია ასახავს ქიმიური სტრუქტურის მახასიათებლებს და სპეციფიკური ატომური ჯგუფების არსებობას, რომლებიც განსაზღვრავენ განსხვავებას კონკრეტული ნივთიერების თვისებებში. ზოგადად, კლასიფიკაცია, რომელიც დაფუძნებულია ნახშირბადის ჩონჩხის კონფიგურაციაზე, რომელიც არ ითვალისწინებს ქიმიური ურთიერთქმედების მახასიათებლებს, განსხვავებულად გამოიყურება. მისი დებულებების მიხედვით, ორგანული ნაერთები იყოფა:

• ალიფატური ნაერთები;
• არომატიზატორები;
• ჰეტეროციკლური ნივთიერებები.

ორგანული ნაერთების ამ კლასებს შეიძლება ჰქონდეთ იზომერები ნივთიერებების სხვადასხვა ჯგუფში. იზომერების თვისებები განსხვავებულია, თუმცა მათი ატომური შემადგენლობა შეიძლება იყოს იგივე. ეს გამომდინარეობს A.M. Butlerov-ის მიერ დადგენილი დებულებებიდან. ასევე, ორგანული ნაერთების სტრუქტურის თეორია არის ორგანული ქიმიის ყველა კვლევის სახელმძღვანელო საფუძველი. ის მოთავსებულია იმავე დონეზე, როგორც მენდელეევის პერიოდული კანონი.

ქიმიური სტრუქტურის კონცეფცია შემოიღო A.M. Butlerov-ის მიერ. იგი ქიმიის ისტორიაში გამოჩნდა 1861 წლის 19 სექტემბერს. ადრე მეცნიერებაში განსხვავებული მოსაზრებები იყო და ზოგიერთი მეცნიერი მთლიანად უარყოფდა მოლეკულების და ატომების არსებობას. ამიტომ ორგანულ და არაორგანულ ქიმიაში წესრიგი არ არსებობდა. უფრო მეტიც, არ არსებობდა შაბლონები, რომლითაც შეიძლება ვიმსჯელოთ კონკრეტული ნივთიერებების თვისებებზე. ამავე დროს, იყო ნაერთები, რომლებიც ერთი და იგივე შემადგენლობით, სხვადასხვა თვისებებს ავლენდნენ.

A.M. Butlerov-ის განცხადებებმა დიდწილად მიმართა ქიმიის განვითარებას სწორი მიმართულებით და შექმნა მისთვის ძალიან მყარი საფუძველი. მისი მეშვეობით შესაძლებელი გახდა დაგროვილი ფაქტების სისტემატიზაცია, კერძოდ, გარკვეული ნივთიერებების ქიმიური თუ ფიზიკური თვისებების, რეაქციებში მათი შეყვანის შაბლონების და ა.შ. ნაერთების მიღების გზების პროგნოზირებაც კი და ზოგიერთი ზოგადი თვისების არსებობა ამ თეორიის წყალობით გახდა შესაძლებელი. და რაც მთავარია, A.M. Butlerov-მა აჩვენა, რომ ნივთიერების მოლეკულის სტრუქტურა შეიძლება აიხსნას ელექტრული ურთიერთქმედების თვალსაზრისით.

ორგანული ნივთიერებების აგებულების თეორიის ლოგიკა

ვინაიდან 1861 წლამდე ქიმიაში ბევრი უარყოფდა ატომის ან მოლეკულის არსებობას, ორგანული ნაერთების თეორია გახდა რევოლუციური წინადადება სამეცნიერო სამყაროსთვის. და რადგან თავად A.M. Butlerov გამოდის მხოლოდ მატერიალისტური დასკვნებიდან, მან შეძლო ორგანული მატერიის შესახებ ფილოსოფიური იდეების უარყოფა.

მან შეძლო ეჩვენებინა, რომ მოლეკულური სტრუქტურის ამოცნობა შესაძლებელია ექსპერიმენტულად ქიმიური რეაქციების საშუალებით. მაგალითად, ნებისმიერი ნახშირწყლების შემადგენლობა შეიძლება განისაზღვროს მისი გარკვეული რაოდენობის დაწვით და მიღებული წყლისა და ნახშირორჟანგის დათვლით. ამინის მოლეკულაში აზოტის რაოდენობა ასევე გამოითვლება წვის დროს აირების მოცულობის გაზომვით და მოლეკულური აზოტის ქიმიური რაოდენობის იზოლირებით.

თუ საპირისპირო მიმართულებით განვიხილავთ ბუტლეროვის მოსაზრებებს სტრუქტურაზე დამოკიდებული ქიმიური სტრუქტურის შესახებ, ახალი დასკვნა ჩნდება. კერძოდ: ნივთიერების ქიმიური სტრუქტურისა და შემადგენლობის ცოდნა, ემპირიულად შეიძლება ვივარაუდოთ მისი თვისებები. მაგრამ რაც მთავარია, ბუტლეროვმა განმარტა, რომ ორგანულ ნივთიერებებში არის დიდი რაოდენობით ნივთიერებები, რომლებიც ავლენენ განსხვავებულ თვისებებს, მაგრამ აქვთ იგივე შემადგენლობა.

თეორიის ზოგადი დებულებები

ორგანული ნაერთების განხილვისა და შესწავლის შედეგად, A.M. Butlerov-მა გამოიღო რამდენიმე ყველაზე მნიშვნელოვანი პრინციპი. მან გააერთიანა ისინი თეორიაში, რომელიც ხსნის ორგანული წარმოშობის ქიმიური ნივთიერებების სტრუქტურას. თეორია ასეთია:

• ორგანული ნივთიერებების მოლეკულებში ატომები ერთმანეთთან დაკავშირებულია მკაცრად განსაზღვრული თანმიმდევრობით, რაც დამოკიდებულია ვალენტობაზე;
• ქიმიური სტრუქტურა არის უშუალო წესრიგი, რომლის მიხედვითაც ორგანულ მოლეკულებში ატომები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული;
• ქიმიური სტრუქტურა განსაზღვრავს ორგანული ნაერთის თვისებების არსებობას;
• იგივე რაოდენობრივი შემადგენლობის მქონე მოლეკულების სტრუქტურიდან გამომდინარე, შეიძლება გამოჩნდეს ნივთიერების განსხვავებული თვისებები;
• ყველა ატომური ჯგუფი, რომელიც მონაწილეობს ქიმიური ნაერთების ფორმირებაში, ურთიერთზემოქმედებს ერთმანეთზე.

ორგანული ნაერთების ყველა კლასი აგებულია ამ თეორიის პრინციპების მიხედვით. საფუძვლების ჩაყრის შემდეგ, A.M. Butlerov-მა შეძლო ქიმიის, როგორც მეცნიერების დარგის გაფართოება. მან განმარტა, რომ იმის გამო, რომ ორგანულ ნივთიერებებში ნახშირბადი ავლენს ოთხ ვალენტობას, განისაზღვრება ამ ნაერთების მრავალფეროვნება. მრავალი აქტიური ატომური ჯგუფის არსებობა განსაზღვრავს, მიეკუთვნება თუ არა ნივთიერება გარკვეულ კლასს. და სწორედ სპეციფიკური ატომური ჯგუფების (რადიკალების) არსებობის გამო ჩნდება ფიზიკური და ქიმიური თვისებები.

ნახშირწყალბადები და მათი წარმოებულები

ნახშირბადისა და წყალბადის ეს ორგანული ნაერთები შემადგენლობით ყველაზე მარტივია ჯგუფის ყველა ნივთიერებას შორის. ისინი წარმოდგენილია ალკანებისა და ციკლოალკანების (გაჯერებული ნახშირწყალბადები), ალკენების, ალკადიენებისა და ალკატრიენების, ალკინების (უჯერი ნახშირწყალბადები) ქვეკლასით, აგრეთვე არომატული ნივთიერებების ქვეკლასით. ალკანებში ნახშირბადის ყველა ატომი დაკავშირებულია მხოლოდ ერთი C-C ბმით, რის გამოც არც ერთი H ატომი არ შეიძლება ჩაერთოს ნახშირწყალბადის შემადგენლობაში.

უჯერი ნახშირწყალბადებში წყალბადი შეიძლება შევიდეს ორმაგი C=C ​​ბმის ადგილზე. ასევე, C-C ბმა შეიძლება იყოს სამმაგი (ალკინები). ეს საშუალებას აძლევს ამ ნივთიერებებს შევიდნენ ბევრ რეაქციაში, რომელიც მოიცავს რადიკალების შემცირებას ან დამატებით. მათი რეაქციის უნარის შესწავლის მოხერხებულობისთვის, ყველა სხვა ნივთიერება ითვლება ნახშირწყალბადების ერთ-ერთი კლასის წარმოებულებად.

ალკოჰოლური სასმელები

ალკოჰოლი არის ორგანული ქიმიური ნაერთები, რომლებიც უფრო რთულია, ვიდრე ნახშირწყალბადები. ისინი სინთეზირდება ცოცხალ უჯრედებში ფერმენტული რეაქციების შედეგად. ყველაზე ტიპიური მაგალითია დუღილის შედეგად გლუკოზისგან ეთანოლის სინთეზი.

მრეწველობაში ალკოჰოლები მიიღება ნახშირწყალბადების ჰალოგენური წარმოებულებიდან. ჰალოგენის ატომის ჰიდროქსილის ჯგუფით ჩანაცვლების შედეგად წარმოიქმნება სპირტები. მონოჰიდრული სპირტები შეიცავს მხოლოდ ერთ ჰიდროქსილის ჯგუფს, პოლიჰიდრული სპირტები შეიცავს ორ ან მეტს. დიჰიდრული ალკოჰოლის მაგალითია ეთილენგლიკოლი. პოლიჰიდრული ალკოჰოლი არის გლიცერინი. ალკოჰოლების ზოგადი ფორმულა არის R-OH (R არის ნახშირბადის ჯაჭვი).

ალდეჰიდები და კეტონები

მას შემდეგ, რაც ალკოჰოლები შედიან ორგანული ნაერთების რეაქციებში, რომლებიც დაკავშირებულია ალკოჰოლის (ჰიდროქსილის) ჯგუფიდან წყალბადის აბსტრაქციასთან, ჟანგბადსა და ნახშირბადს შორის ორმაგი კავშირი იხურება. თუ ეს რეაქცია მიმდინარეობს ალკოჰოლური ჯგუფის მეშვეობით, რომელიც მდებარეობს ნახშირბადის ტერმინალურ ატომში, ეს იწვევს ალდეჰიდის წარმოქმნას. თუ ნახშირბადის ატომი ალკოჰოლთან ერთად არ მდებარეობს ნახშირბადის ჯაჭვის ბოლოს, მაშინ დეჰიდრატაციის რეაქციის შედეგია კეტონის წარმოება. კეტონების ზოგადი ფორმულა არის R-CO-R, ალდეჰიდები R-COH (R არის ჯაჭვის ნახშირწყალბადის რადიკალი).

ეთერები (მარტივი და რთული)

ამ კლასის ორგანული ნაერთების ქიმიური სტრუქტურა რთულია. ეთერები განიხილება რეაქციის პროდუქტებად ორ ალკოჰოლის მოლეკულას შორის. როდესაც მათგან წყალი ამოღებულია, იქმნება R-O-R ნიმუშის ნაერთი. რეაქციის მექანიზმი: წყალბადის პროტონის აბსტრაქცია ერთი სპირტიდან და ჰიდროქსილის ჯგუფი სხვა ალკოჰოლიდან.

ეთერები არის რეაქციის პროდუქტები ალკოჰოლსა და ორგანულ კარბოქსილის მჟავას შორის. რეაქციის მექანიზმი: წყლის ელიმინაცია ორივე მოლეკულის ალკოჰოლური და ნახშირბადის ჯგუფიდან. წყალბადი გამოყოფილია მჟავისგან (ჰიდროქსილის ჯგუფში), ხოლო თავად OH ჯგუფი გამოყოფილია ალკოჰოლისგან. შედეგად მიღებული ნაერთი გამოსახულია როგორც R-CO-O-R, სადაც წიფელი R აღნიშნავს რადიკალებს - ნახშირბადის ჯაჭვის დარჩენილ ნაწილებს.

კარბოქსილის მჟავები და ამინები

კარბოქსილის მჟავები არის სპეციალური ნივთიერებები, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ უჯრედის ფუნქციონირებაში. ორგანული ნაერთების ქიმიური აგებულება ასეთია: ნახშირწყალბადის რადიკალი (R) მასზე მიმაგრებული კარბოქსილის ჯგუფი (-COOH). კარბოქსილის ჯგუფი შეიძლება განთავსდეს მხოლოდ ყველაზე შორეულ ნახშირბადის ატომში, რადგან C-ის ვალენტობა (-COOH) ჯგუფში არის 4.

ამინები უფრო მარტივი ნაერთებია, რომლებიც ნახშირწყალბადების წარმოებულები არიან. აქ, ნახშირბადის ნებისმიერ ატომში არის ამინის რადიკალი (-NH2). არსებობს პირველადი ამინები, რომლებშიც ჯგუფი (-NH2) ერთვის ერთ ნახშირბადს (ზოგადი ფორმულა R-NH2). მეორად ამინებში აზოტი აერთიანებს ნახშირბადის ორ ატომს (ფორმულა R-NH-R). მესამეულ ამინებში აზოტი დაკავშირებულია სამ ნახშირბადის ატომთან (R3N), სადაც p არის რადიკალი, ნახშირბადის ჯაჭვი.

Ამინომჟავების

ამინომჟავები რთული ნაერთებია, რომლებიც ავლენენ როგორც ამინების, ასევე ორგანული წარმოშობის მჟავების თვისებებს. მათი რამდენიმე ტიპი არსებობს, რაც დამოკიდებულია ამინის ჯგუფის მდებარეობიდან კარბოქსილის ჯგუფთან მიმართებაში. ყველაზე მნიშვნელოვანია ალფა ამინომჟავები. აქ ამინების ჯგუფი მდებარეობს ნახშირბადის ატომზე, რომელსაც კარბოქსილის ჯგუფი ერთვის. ეს საშუალებას აძლევს შექმნას პეპტიდური ბმა და ცილების სინთეზი.

ნახშირწყლები და ცხიმები

ნახშირწყლები არის ალდეჰიდის სპირტები ან კეტო სპირტები. ეს არის ხაზოვანი ან ციკლური სტრუქტურის მქონე ნაერთები, ასევე პოლიმერები (სახამებელი, ცელულოზა და სხვა). მათი ყველაზე მნიშვნელოვანი როლი უჯრედში არის სტრუქტურული და ენერგიული. ცხიმები, უფრო სწორად, ლიპიდები ასრულებენ იგივე ფუნქციებს, მხოლოდ ისინი მონაწილეობენ სხვა ბიოქიმიურ პროცესებში. ქიმიური სტრუქტურის თვალსაზრისით, ცხიმი არის ორგანული მჟავების და გლიცეროლის ესტერი.

ორგანული ნაერთები ბევრია, მაგრამ მათ შორის არის საერთო და მსგავსი თვისებების მქონე ნაერთები. აქედან გამომდინარე, ისინი ყველა კლასიფიცირებულია საერთო მახასიათებლების მიხედვით და გაერთიანებულია ცალკეულ კლასებად და ჯგუფებად. კლასიფიკაცია ემყარება ნახშირწყალბადებს – ნაერთები, რომლებიც შედგება მხოლოდ ნახშირბადის და წყალბადის ატომებისგან. სხვა ორგანული ნივთიერებები ეკუთვნის "ორგანული ნაერთების სხვა კლასები."

ნახშირწყალბადები იყოფა ორ დიდ კლასად: აციკლური და ციკლური ნაერთები.

აციკლური ნაერთები (ცხიმოვანი ან ალიფატური) – ნაერთები, რომელთა მოლეკულები შეიცავს ღია (რგოლში დახურულ) სწორ ან განშტოებულ ნახშირბადის ჯაჭვს ერთ ან მრავალჯერადი ბმებით. აციკლური ნაერთები იყოფა ორ ძირითად ჯგუფად:

გაჯერებული (გაჯერებული) ნახშირწყალბადები (ალკანები),რომელშიც ნახშირბადის ყველა ატომი ერთმანეთთან დაკავშირებულია მხოლოდ მარტივი ბმებით;

უჯერი (უჯერი) ნახშირწყალბადები,რომელშიც ნახშირბადის ატომებს შორის, გარდა ერთი მარტივი ბმისა, არის ორმაგი და სამმაგი ბმები.

უჯერი (უჯერი) ნახშირწყალბადები იყოფა სამ ჯგუფად: ალკენები, ალკინები და ალკადიენები.

ალკენები(ოლეფინები, ეთილენის ნახშირწყალბადები) – აციკლური უჯერი ნახშირწყალბადები, რომლებიც შეიცავს ერთ ორმაგ კავშირს ნახშირბადის ატომებს შორის, ქმნიან ჰომოლოგიურ სერიას ზოგადი ფორმულით CnH2n. ალკენების სახელები წარმოიქმნება შესაბამისი ალკანების სახელებიდან სუფიქსით „-ane“ შეცვლილი სუფიქსით „-ene“. მაგალითად, პროპენი, ბუტენი, იზობუტილენი ან მეთილპროპენი.

ალკინები(აცეტილენის ნახშირწყალბადები) – ნახშირწყალბადები, რომლებიც შეიცავს სამმაგ კავშირს ნახშირბადის ატომებს შორის, ქმნიან ჰომოლოგიურ სერიას ზოგადი ფორმულით CnH2n-2. ალკენების სახელები წარმოიქმნება შესაბამისი ალკანების სახელებიდან, სუფიქსი „-an“ შეცვალა სუფიქსით „-in“. მაგალითად, ეთინი (აციტელენი), ბუტინი, პეპტინი.

ალკადიენები – ორგანული ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ორ ნახშირბად-ნახშირბადის ორმაგ ბმას. იმის მიხედვით, თუ როგორ არის განლაგებული ორმაგი ბმები ერთმანეთთან შედარებით, დიენები იყოფა სამ ჯგუფად: კონიუგირებული დიენები, ალენი და დიენები იზოლირებული ორმაგი ბმებით. როგორც წესი, დიენები მოიცავს აციკლურ და ციკლურ 1,3-დიენებს, რომლებიც წარმოიქმნება ზოგადი ფორმულებით C n H 2n-2 და C n H 2n-4. აციკლური დიენები არის ალკინების სტრუქტურული იზომერები.

ციკლური ნაერთები, თავის მხრივ, იყოფა ორ დიდ ჯგუფად:

1. კარბოციკლური ნაერთები – ნაერთები, რომელთა ციკლები შედგება მხოლოდ ნახშირბადის ატომებისგან; კარბოციკლური ნაერთები იყოფა ალიციკლურებად – გაჯერებული (ციკლოპარაფინები) და არომატული;
2. ჰეტეროციკლური ნაერთები – ნაერთები, რომელთა ციკლები შედგება არა მხოლოდ ნახშირბადის ატომებისგან, არამედ სხვა ელემენტების ატომებისგან: აზოტი, ჟანგბადი, გოგირდი და ა.შ.

როგორც აციკლური, ისე ციკლური ნაერთების მოლეკულებშიწყალბადის ატომები შეიძლება შეიცვალოს სხვა ატომებით ან ატომების ჯგუფებით, ამდენად, ფუნქციური ჯგუფების შემოღებით, ნახშირწყალბადების წარმოებულები მიიღება. ეს თვისება კიდევ უფრო აფართოებს სხვადასხვა ორგანული ნაერთების მიღების შესაძლებლობებს და ხსნის მათ მრავალფეროვნებას.

ორგანული ნაერთების მოლეკულებში გარკვეული ჯგუფების არსებობა განსაზღვრავს მათი თვისებების საერთოობას. ეს არის ნახშირწყალბადების წარმოებულების კლასიფიკაციის საფუძველი.

"ორგანული ნაერთების სხვა კლასები" მოიცავს შემდეგს:

ალკოჰოლური სასმელებიმიიღება ერთი ან მეტი წყალბადის ატომის ჰიდროქსილის ჯგუფებით ჩანაცვლებით – ოჰ. ეს არის ნაერთი საერთო ფორმულით R – (OH)x, სადაც x – ჰიდროქსილის ჯგუფების რაოდენობა.

ალდეჰიდებიშეიცავს ალდეჰიდის ჯგუფს (C=O), რომელიც ყოველთვის გვხვდება ნახშირწყალბადის ჯაჭვის ბოლოს.

კარბოქსილის მჟავებიშეიცავს ერთ ან მეტ კარბოქსილის ჯგუფს – COOH.

ესტერები – ჟანგბადის შემცველი მჟავების წარმოებულები, რომლებიც ფორმალურად წარმოადგენენ ჰიდროქსიდების წყალბადის ატომების ჩანაცვლების პროდუქტებს – OH მჟავე ფუნქცია ნახშირწყალბადის ნარჩენზე; ასევე განიხილება, როგორც ალკოჰოლის აცილის წარმოებულები.

ცხიმები (ტრიგლიცერიდები) – ბუნებრივი ორგანული ნაერთები, გლიცეროლის სრული ეთერები და მონოკომპონენტური ცხიმოვანი მჟავები; მიეკუთვნება ლიპიდების კლასს. ბუნებრივი ცხიმები შეიცავს სამ მჟავას რადიკალს განუშლელი სტრუქტურით და, როგორც წესი, ნახშირბადის ატომების ლუწი რაოდენობით.

ნახშირწყლები – ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავს რამდენიმე ნახშირბადის ატომის სწორ ჯაჭვს, კარბოქსილის ჯგუფს და რამდენიმე ჰიდროქსილის ჯგუფს.

ამინებიშეიცავს ამინოჯგუფს – NH 2

Ამინომჟავების– ორგანული ნაერთები, რომელთა მოლეკულა ერთდროულად შეიცავს კარბოქსილის და ამინის ჯგუფებს.

ციყვები – მაღალმოლეკულური ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ალფა ამინომჟავებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ჯაჭვში პეპტიდური კავშირით.

Ნუკლეინის მჟავა – მაღალი მოლეკულური წონის ორგანული ნაერთები, ბიოპოლიმერები, რომლებიც წარმოიქმნება ნუკლეოტიდის ნარჩენებით.

ჯერ კიდევ გაქვთ შეკითხვები? გსურთ იცოდეთ მეტი ორგანული ნაერთების კლასიფიკაციის შესახებ?
დამრიგებლისგან დახმარების მისაღებად -.
პირველი გაკვეთილი უფასოა!

blog.site, მასალის სრულად ან ნაწილობრივ კოპირებისას საჭიროა ორიგინალური წყაროს ბმული.

წარსულში მეცნიერები ბუნებაში არსებულ ყველა ნივთიერებას პირობითად არაცოცხალად და ცოცხალად ყოფდნენ, ამ უკანასკნელთა შორის ცხოველთა და მცენარეთა სამეფოს ჩათვლით. პირველი ჯგუფის ნივთიერებებს მინერალს უწოდებენ. მეორეში შესულებს კი ორგანული ნივთიერებები ეწოდათ.

Რას ნიშნავს ეს? ორგანული ნივთიერებების კლასი ყველაზე ფართოა ყველა ქიმიურ ნაერთს შორის, რომელიც ცნობილია თანამედროვე მეცნიერებისთვის. კითხვაზე, თუ რა ნივთიერებებია ორგანული, შეიძლება ამ გზით პასუხის გაცემა - ეს არის ქიმიური ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ნახშირბადს.

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ ნახშირბადის შემცველი ყველა ნაერთი არ არის ორგანული. მაგალითად, კორბიდები და კარბონატები, ნახშირმჟავა და ციანიდები და ნახშირბადის ოქსიდები არ შედის.

რატომ არის ამდენი ორგანული ნივთიერება?

ამ კითხვაზე პასუხი ნახშირბადის თვისებებშია. ეს ელემენტი ცნობისმოყვარეა, რადგან მას შეუძლია შექმნას თავისი ატომების ჯაჭვები. და ამავე დროს, ნახშირბადის კავშირი ძალიან სტაბილურია.

გარდა ამისა, ორგანულ ნაერთებში იგი ავლენს მაღალ ვალენტობას (IV), ე.ი. სხვა ნივთიერებებთან ქიმიური ბმების შექმნის უნარი. და არა მხოლოდ ერთჯერადი, არამედ ორმაგი და თუნდაც სამმაგი (სხვაგვარად ცნობილია როგორც მრავლობითი). ბმის სიმრავლის მატებასთან ერთად ატომების ჯაჭვი უფრო მოკლე ხდება და ბმის სტაბილურობა იზრდება.

ნახშირბადი ასევე დაჯილდოებულია წრფივი, ბრტყელი და სამგანზომილებიანი სტრუქტურების ფორმირების უნარით.

ამიტომაა, რომ ორგანული ნივთიერებები ბუნებაში ასე მრავალფეროვანია. თქვენ შეგიძლიათ მარტივად შეამოწმოთ ეს: დადექით სარკის წინ და ყურადღებით დააკვირდით თქვენს ანარეკლს. თითოეული ჩვენგანი ორგანული ქიმიის სასეირნო სახელმძღვანელოა. დაფიქრდით: თქვენი თითოეული უჯრედის მასის მინიმუმ 30% ორგანული ნაერთებია. პროტეინები, რომლებიც აშენებენ თქვენს სხეულს. ნახშირწყლები, რომლებიც ემსახურებიან როგორც "საწვავს" და ენერგიის წყაროს. ცხიმები, რომლებიც ინახავს ენერგიის რეზერვებს. ჰორმონები, რომლებიც აკონტროლებენ ორგანოების მუშაობას და თქვენს ქცევას. ფერმენტები, რომლებიც იწყებენ ქიმიურ რეაქციებს თქვენში. და თუნდაც „წყარო კოდი“, დნმ-ის ჯაჭვები, ყველა ნახშირბადზე დაფუძნებული ორგანული ნაერთებია.

ორგანული ნივთიერებების შემადგენლობა

როგორც თავიდანვე ვთქვით, ორგანული ნივთიერებების ძირითადი სამშენებლო მასალა ნახშირბადია. და პრაქტიკულად ნებისმიერ ელემენტს, ნახშირბადთან შერწყმისას, შეუძლია ორგანული ნაერთების შექმნა.

ბუნებაში ორგანული ნივთიერებები ყველაზე ხშირად შეიცავს წყალბადს, ჟანგბადს, აზოტს, გოგირდს და ფოსფორს.

ორგანული ნივთიერებების სტრუქტურა

პლანეტაზე ორგანული ნივთიერებების მრავალფეროვნება და მათი სტრუქტურის მრავალფეროვნება აიხსნება ნახშირბადის ატომების დამახასიათებელი ნიშნებით.

გახსოვთ, რომ ნახშირბადის ატომებს შეუძლიათ ერთმანეთთან ძალზე ძლიერი ბმების შექმნა, ჯაჭვებით შეერთება. შედეგი არის სტაბილური მოლეკულები. ნახშირბადის ატომების ჯაჭვში (ზიგზაგში განლაგებული) მიერთება მისი სტრუქტურის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელია. ნახშირბადი შეიძლება გაერთიანდეს როგორც ღია ჯაჭვებში, ასევე დახურულ (ციკლურ) ჯაჭვებში.

ასევე მნიშვნელოვანია, რომ ქიმიური ნივთიერებების სტრუქტურა პირდაპირ გავლენას ახდენს მათ ქიმიურ თვისებებზე. ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მოლეკულაში ატომების და ატომების ჯგუფების გავლენა ერთმანეთზე.

სტრუქტურული თავისებურებების გამო, ერთი და იგივე ტიპის ნახშირბადის ნაერთების რაოდენობა ათეულებად და ასეულებად მიდის. მაგალითად, შეგვიძლია განვიხილოთ ნახშირბადის წყალბადის ნაერთები: მეთანი, ეთანი, პროპანი, ბუტანი და ა.შ.

მაგალითად, მეთანი - CH 4. ნორმალურ პირობებში წყალბადის ასეთი ნაერთი ნახშირბადთან არის აგრეგაციის აირისებრ მდგომარეობაში. როდესაც შემადგენლობაში ჟანგბადი ჩნდება, წარმოიქმნება სითხე - მეთილის სპირტი CH 3 OH.

არა მხოლოდ სხვადასხვა თვისებრივი შემადგენლობის მქონე ნივთიერებები (როგორც ზემოთ მოცემულ მაგალითში) ავლენენ განსხვავებულ თვისებებს, არამედ იგივე თვისებრივი შემადგენლობის ნივთიერებებსაც შეუძლიათ ამის უნარი. ამის მაგალითია მეთანის CH 4 და ეთილენის C 2 H 4 განსხვავებული უნარი ბრომთან და ქლორთან რეაქციაში. მეთანს შეუძლია ასეთი რეაქციები მხოლოდ გაცხელების ან ულტრაიისფერი შუქის ზემოქმედების დროს. და ეთილენი რეაგირებს თუნდაც განათების ან გათბობის გარეშე.

განვიხილოთ ეს ვარიანტი: ქიმიური ნაერთების ხარისხობრივი შემადგენლობა იგივეა, მაგრამ რაოდენობრივი შემადგენლობა განსხვავებულია. მაშინ ნაერთების ქიმიური თვისებები განსხვავებულია. როგორც ეს არის აცეტილენის C 2 H 2 და ბენზოლის C 6 H 6 შემთხვევაში.

ამ მრავალფეროვნებაში არანაკლებ როლს ასრულებს ორგანული ნივთიერებების ისეთი თვისებები, რომლებიც "მიბმულია" მათ სტრუქტურასთან, როგორიცაა იზომერიზმი და ჰომოლოგია.

წარმოიდგინეთ, რომ თქვენ გაქვთ ორი ერთი შეხედვით იდენტური ნივთიერება - იგივე შემადგენლობა და იგივე მოლეკულური ფორმულა მათი აღწერისთვის. მაგრამ ამ ნივთიერებების სტრუქტურა ფუნდამენტურად განსხვავებულია, რაც იწვევს განსხვავებას ქიმიურ და ფიზიკურ თვისებებში. მაგალითად, მოლეკულური ფორმულა C 4 H 10 შეიძლება დაიწეროს ორ სხვადასხვა ნივთიერებაზე: ბუტანზე და იზობუტანზე.

ჩვენ ვსაუბრობთ იზომერები- ნაერთები, რომლებსაც აქვთ იგივე შემადგენლობა და მოლეკულური წონა. მაგრამ მათ მოლეკულებში ატომები განლაგებულია სხვადასხვა თანმიმდევრობით (განტოტვილი და განშტოებული სტრუქტურა).

რაც შეეხება ჰომოლოგია- ეს არის ნახშირბადის ჯაჭვის მახასიათებელი, რომელშიც ყოველი მომდევნო წევრის მიღება შესაძლებელია ერთი CH 2 ჯგუფის წინა ჯგუფის დამატებით. თითოეული ჰომოლოგიური სერია შეიძლება გამოისახოს ერთი ზოგადი ფორმულით. და ფორმულის ცოდნით, ადვილია სერიის რომელიმე წევრის შემადგენლობის დადგენა. მაგალითად, მეთანის ჰომოლოგები აღწერილია ფორმულით C n H 2n+2.

როდესაც იზრდება „ჰომოლოგიური განსხვავება“ CH 2, ძლიერდება კავშირი ნივთიერების ატომებს შორის. ავიღოთ მეთანის ჰომოლოგიური რიგი: მისი პირველი ოთხი წევრი არის აირები (მეთანი, ეთანი, პროპანი, ბუტანი), შემდეგი ექვსი არის სითხეები (პენტანი, ჰექსანი, ჰეპტანი, ოქტანი, ნონანი, დეკანი) და შემდეგ მოჰყვება ნივთიერებები მყარ სხეულში. აგრეგაციის მდგომარეობა (პენტადეკანი, ეიკოსანი და სხვ.). და რაც უფრო ძლიერია კავშირი ნახშირბადის ატომებს შორის, მით უფრო მაღალია ნივთიერებების მოლეკულური წონა, დუღილის და დნობის წერტილები.

რა კლასის ორგანული ნივთიერებები არსებობს?

ბიოლოგიური წარმოშობის ორგანული ნივთიერებები მოიცავს:

• ცილები;
• ნახშირწყლები;
• ნუკლეინის მჟავა;
• ლიპიდები.

პირველ სამ წერტილს ასევე შეიძლება ეწოდოს ბიოლოგიური პოლიმერები.

ორგანული ქიმიკატების უფრო დეტალური კლასიფიკაცია მოიცავს არა მხოლოდ ბიოლოგიური წარმოშობის ნივთიერებებს.

ნახშირწყალბადები მოიცავს:

• აციკლური ნაერთები:
  • გაჯერებული ნახშირწყალბადები (ალკანები);
  • უჯერი ნახშირწყალბადები:
    • ალკენები;
    • ალკინები;
    • ალკადიენები.
• ციკლური კავშირები:
  • კარბოციკლური ნაერთები:
    • ალიციკლური;
    • არომატული.
  • ჰეტეროციკლური ნაერთები.

ასევე არსებობს ორგანული ნაერთების სხვა კლასები, რომლებშიც ნახშირბადი ერწყმის წყალბადის გარდა სხვა ნივთიერებებს:

• ალკოჰოლები და ფენოლები;
• ალდეჰიდები და კეტონები;
• კარბოქსილის მჟავები;
• ეთერები;
• ლიპიდები;
• ნახშირწყლები:
  • მონოსაქარიდები;
  • ოლიგოსაქარიდები;
  • პოლისაქარიდები.
  • მუკოპოლისაქარიდები.
• ამინები;
• ამინომჟავების;
• ცილები;
• ნუკლეინის მჟავა.

ორგანული ნივთიერებების ფორმულები კლასის მიხედვით

ორგანული ნივთიერებების მაგალითები

როგორც გახსოვთ, ადამიანის ორგანიზმში სხვადასხვა სახის ორგანული ნივთიერებებია საფუძველი. ეს არის ჩვენი ქსოვილები და სითხეები, ჰორმონები და პიგმენტები, ფერმენტები და ATP და მრავალი სხვა.

ადამიანისა და ცხოველის ორგანიზმში პრიორიტეტი ენიჭება ცილებსა და ცხიმებს (ცხოველური უჯრედის მშრალი მასის ნახევარი ცილებია). მცენარეებში (უჯრედის მშრალი მასის დაახლოებით 80%) - ნახშირწყლები, პირველ რიგში რთული - პოლისაქარიდები. მათ შორის ცელულოზა (რომლის გარეშეც არ იქნებოდა ქაღალდი), სახამებელი.

მოდით ვისაუბროთ ზოგიერთ მათგანზე უფრო დეტალურად.

მაგალითად, დაახლოებით ნახშირწყლები. პლანეტაზე ყველა ორგანული ნივთიერების მასის აღება და გაზომვა რომ შესაძლებელი ყოფილიყო, ეს იქნებოდა ნახშირწყლები, რომლებიც გაიმარჯვებდნენ ამ კონკურსში.

ისინი ემსახურებიან როგორც ენერგიის წყაროს ორგანიზმში, წარმოადგენენ საშენ მასალას უჯრედებისთვის და ასევე ინახავენ ნივთიერებებს. მცენარეები ამ მიზნით სახამებელს იყენებენ, ცხოველები გლიკოგენს.

გარდა ამისა, ნახშირწყლები ძალიან მრავალფეროვანია. მაგალითად, მარტივი ნახშირწყლები. ბუნებაში ყველაზე გავრცელებული მონოსაქარიდებია პენტოზები (მათ შორის დეოქსირიბოზა, რომელიც დნმ-ის ნაწილია) და ჰექსოზები (გლუკოზა, რომელიც თქვენთვის ნაცნობია).

აგურის მსგავსად, ბუნების დიდ სამშენებლო მოედანზე, პოლისაქარიდები აგებულია ათასობით და ათასობით მონოსაქარიდისგან. მათ გარეშე, უფრო ზუსტად, ცელულოზისა და სახამებლის გარეშე, მცენარეები არ იქნებოდა. ხოლო ცხოველებს გლიკოგენის, ლაქტოზის და ქიტინის გარეშე გაუჭირდებათ.

მოდით ყურადღებით დავაკვირდეთ ციყვები. ბუნება მოზაიკისა და თავსატეხების უდიდესი ოსტატია: სულ რაღაც 20 ამინომჟავიდან ადამიანის ორგანიზმში 5 მილიონი სახეობის ცილა იქმნება. პროტეინებს ასევე აქვთ მრავალი სასიცოცხლო ფუნქცია. მაგალითად, კონსტრუქცია, ორგანიზმში მიმდინარე პროცესების რეგულირება, სისხლის შედედება (ამისთვის არის ცალკე ცილები), მოძრაობა, ორგანიზმში გარკვეული ნივთიერებების ტრანსპორტირება, ისინი ასევე ენერგიის წყაროა, ფერმენტების სახით ისინი მოქმედებენ როგორც. რეაქციების კატალიზატორი და უზრუნველყოფს დაცვას. ანტისხეულები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ორგანიზმის დაცვაში უარყოფითი გარე გავლენისგან. და თუ დარღვევა ხდება სხეულის დახვეწაში, ანტისხეულები, გარე მტრების განადგურების ნაცვლად, შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც აგრესორები სხეულის საკუთარი ორგანოებისა და ქსოვილების მიმართ.

ცილები ასევე იყოფა მარტივ (პროტეინებად) და რთულ (პროტეიდებად). და მათ აქვთ მათთვის უნიკალური თვისებები: დენატურაცია (განადგურება, რომელიც არაერთხელ შეგიმჩნევიათ კვერცხის მოხარშვისას) და რენატურაცია (ამ თვისებას ფართო გამოყენება ჰპოვა ანტიბიოტიკების, საკვების კონცენტრატების და ა.შ. წარმოებაში).

ნუ დავაიგნორებთ ლიპიდები(ცხიმები). ჩვენს სხეულში ისინი ემსახურებიან ენერგიის სარეზერვო წყაროს. როგორც გამხსნელები, ისინი ხელს უწყობენ ბიოქიმიურ რეაქციებს. მონაწილეობა მიიღოთ სხეულის მშენებლობაში - მაგალითად, უჯრედული მემბრანების ფორმირებაში.

და კიდევ რამდენიმე სიტყვა ისეთი საინტერესო ორგანული ნაერთების შესახებ, როგორიცაა ჰორმონები. ისინი მონაწილეობენ ბიოქიმიურ რეაქციებში და მეტაბოლიზმში. იმდენად მცირეა, რომ ჰორმონები მამაკაცებს (ტესტოსტერონი) და ქალებს ქალებს (ესტროგენს) აქცევს. ისინი გვახარებენ ან გვაწუხებენ (ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონები მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ განწყობის ცვალებადობაში, ხოლო ენდორფინი გვაძლევს ბედნიერების განცდას). და ისინიც კი განსაზღვრავენ, "ღამის ბუები" ვართ თუ "ლარკები". გსურთ თუ არა გვიან ისწავლოთ თუ გირჩევნიათ ადრე ადგომა და საშინაო დავალების შესრულება სკოლამდე, განისაზღვრება არა მხოლოდ თქვენი ყოველდღიური რუტინით, არამედ გარკვეული თირკმელზედა ჯირკვლის ჰორმონებით.

დასკვნა

ორგანული ნივთიერებების სამყარო მართლაც საოცარია. საკმარისია ცოტათი ჩავუღრმავდეთ მის შესწავლას, რომ სუნთქვა შეგეკრათ დედამიწაზე არსებულ მთელ სიცოცხლესთან ნათესაობის გრძნობისგან. ორი ფეხი, ოთხი ან ფესვი ფეხების ნაცვლად - ჩვენ ყველას გვაერთიანებს დედაბუნების ქიმიური ლაბორატორიის მაგია. ეს იწვევს ნახშირბადის ატომების ჯაჭვებში შეერთებას, რეაქციას და ათასობით სხვადასხვა ქიმიურ ნაერთს.

ახლა თქვენ გაქვთ ორგანული ქიმიის სწრაფი სახელმძღვანელო. რა თქმა უნდა, აქ ყველა შესაძლო ინფორმაცია არ არის წარმოდგენილი. შესაძლოა, თავად მოგიწიოთ რამდენიმე პუნქტის გარკვევა. მაგრამ თქვენ ყოველთვის შეგიძლიათ გამოიყენოთ ის მარშრუტი, რომელიც ჩვენ ავღნიშნეთ თქვენი საკუთარი დამოუკიდებელი კვლევისთვის.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ სტატიაში ორგანული ნივთიერებების განმარტება, კლასიფიკაცია და ორგანული ნაერთების ზოგადი ფორმულები და ზოგადი ინფორმაცია მათ შესახებ სკოლაში ქიმიის გაკვეთილებისთვის მოსამზადებლად.

გვითხარით კომენტარებში ქიმიის რომელი განყოფილება (ორგანული თუ არაორგანული) მოგწონთ ყველაზე მეტად და რატომ. არ დაგავიწყდეთ სტატიის „გაზიარება“ სოციალურ ქსელებში, რათა თქვენმა თანაკლასელებმაც ისარგებლონ.

გთხოვთ შემატყობინოთ, თუ სტატიაში რაიმე უზუსტობას ან შეცდომებს აღმოაჩენთ. ჩვენ ყველანი ადამიანები ვართ და ზოგჯერ ყველა ვუშვებთ შეცდომებს.

blog.site, მასალის სრულად ან ნაწილობრივ კოპირებისას საჭიროა ორიგინალური წყაროს ბმული.

თემა: ორგანული ნივთიერებების კლასიფიკაცია, ორგანული ნაერთების ნომენკლატურის საფუძვლები

გაკვეთილის მიზნები:

საგანმანათლებლო:ჩამოაყალიბეთ იზომერიზმის, სტრუქტურული ფორმულის, იზომერების ცნებები. გააცნოს ორგანული ნაერთების კლასიფიკაციის პრინციპები ნახშირბადის ჯაჭვის სტრუქტურისა და ფუნქციური ჯგუფების მიხედვით და ამის საფუძველზე წარმოადგინოს ორგანული ნაერთების ძირითადი კლასების საწყისი მიმოხილვა. მიეცით ზოგადი წარმოდგენა ორგანული ნაერთების სახელების ჩამოყალიბების ძირითადი პრინციპების შესახებ საერთაშორისო ნომენკლატურის მიხედვით.

საგანმანათლებლო:სამყაროს მეცნიერული სურათის ჩამოყალიბება, პატრიოტიზმის გრძნობის აღზრდა ბუტლეროვის მაგალითის გამოყენებით.

განვითარებადი:განუვითარდეთ მოსწავლეებს შედარების, განზოგადებისა და ანალოგიების გამოსახვის უნარ-ჩვევები.

გაკვეთილის ტიპი: კომბინირებული გაკვეთილი

მართვის მეთოდები:

საერთოა:განმარტებითი და საილუსტრაციო

კერძო: ვერბალურ-ვიზუალური

კონკრეტული: საუბარი

აღჭურვილობა: ორგანული ნაერთების კლასიფიკაციის სქემა

1.ორგანიზაციული მომენტი – 5 წთ.

2.საშინაო დავალების შემოწმება – 25 წთ

3.ახალი მასალის ახსნა და გამაგრება – 55 წთ

4.საშინაო დავალება - 3 წთ

5.გაკვეთილის შეჯამება – 2 წთ

1.ორგანიზაციული მომენტი:მისალმება, დასწრების შემოწმება.

2. საშინაო დავალების შემოწმება

? რა სახის ბმას უწოდებენ სიგმას?

რა არის პი კავშირი?

დაასახელეთ ქიმიური ბმის გაწყვეტის მექანიზმები

3.ახალი მასალის ახსნა:

ბოლო გაკვეთილზე ვისაუბრეთ იმაზე, თუ რამდენად დიდია ცნობილი ორგანული ნაერთების რაოდენობა. გამოცდილი ქიმიკოსისთვისაც კი ადვილია ამ უზარმაზარ ოკეანეში ჩაძირვა. ამიტომ, მეცნიერები ყოველთვის ცდილობენ კლასიფიცირონ ნებისმიერი ნაკრები "თაროებზე" და მოაწესრიგონ ნივთები თავიანთ ოჯახში. სხვათა შორის, თითოეულ ჩვენგანს არ სჭირს ამის გაკეთება ჩვენი ნივთებით, რათა ნებისმიერ დროს ვიცოდეთ სად არის ყველაფერი.

ნივთიერებების კლასიფიცირება შესაძლებელია სხვადასხვა კრიტერიუმების მიხედვით, მაგალითად, შემადგენლობის, სტრუქტურის, თვისებების, გამოყენების მიხედვით - მახასიათებლების ასეთი ნაცნობი ლოგიკური სისტემის მიხედვით. ვინაიდან ყველა ორგანული ნაერთების შემადგენლობა მოიცავს ნახშირბადის ატომებს, მაშინ, ცხადია, ორგანული ნივთიერებების კლასიფიკაციის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელი შეიძლება იყოს მათი კავშირის რიგი, ანუ სტრუქტურა. ამის საფუძველზე, ყველა ორგანული ნივთიერება იყოფა ჯგუფებად იმის მიხედვით, თუ რა სახის ჩონჩხი (ჩონჩხი) წარმოიქმნება ნახშირბადის ატომები და მოიცავს თუ არა ამ ჩონჩხს სხვა ატომებს ნახშირბადის გარდა.

მოდით შევხედოთ ამ კლასიფიკაციას უფრო დეტალურად შემდეგი სქემის გამოყენებით:

ნახშირბადის ატომებს ერთმანეთთან შერწყმისას შეუძლიათ შექმნან სხვადასხვა სიგრძის ჯაჭვები. თუ ასეთი ჯაჭვი არ არის დახურული, ნივთიერება მიეკუთვნება ჯგუფს აციკლური(არაციკლური) ნაერთები. ნახშირბადის ატომების დახურული ჯაჭვი ნივთიერების დასახელების საშუალებას იძლევა ციკლური.ნახშირბადის ატომები ჯაჭვში შეიძლება იყოს დაკავშირებული მარტივი (ერთჯერადი) ან ორმაგი ან სამმაგი (მრავალჯერადი) ბმებით. თუ მოლეკულას აქვს მინიმუმ ერთი მრავალჯერადი ნახშირბად-ნახშირბადის ბმა, მას ე.წ შეუზღუდავიან უჯერი,წინააღმდეგ შემთხვევაში - უკიდურესი (გაჯერებული).თუ ციკლური ნივთიერების დახურული ჯაჭვი შედგება მხოლოდ ნახშირბადის ატომებისგან, მას ე.წ კარბოციკლური.თუმცა, ერთი ან მეტი ნახშირბადის ატომის ნაცვლად, ციკლი შეიძლება შეიცავდეს სხვა ელემენტების ატომებს, მაგალითად, აზოტს, ჟანგბადს, გოგირდს. მათ ზოგჯერ უწოდებენ ჰეტეროატომები,და კავშირი არის ჰეტეროციკლური.კარბოციკლური ნივთიერებების ჯგუფში არის სპეციალური „თარო“, რომელზედაც განლაგებულია რგოლში ორმაგი და ერთჯერადი ბმების განსაკუთრებული განლაგების მქონე ნივთიერებები. ერთ-ერთი ასეთი ნივთიერებაა ბენზოლი. ბენზოლს, მის უახლოეს და შორეულ „ნათესავებს“ უწოდებენ არომატულინივთიერებები და დარჩენილი კარბოციკლური ნაერთები - ალიციკლური.

კლასიფიკაცია ეფუძნება მოლეკულის სტრუქტურას.

აციკლური ნაერთები ნაერთები ნახშირბადის ატომების ღია (დახურული) ჯაჭვით. ასეთ ნაერთებს ასევე უწოდებენ ალიფატურ ნაერთებს ან ცხიმოვან ნაერთებს.

შეზღუდეთ კავშირები - ერთჯერადი ბმების შემცველი ნაერთები.

უჯერი ნაერთები - ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ორმაგ ან სამმაგ (მრავალჯერადი) ბმებს.

ციკლური კავშირები - ნაერთები, რომლებშიც ნახშირბადის ატომები ქმნიან ციკლებს, არის კარბოციკლური და ჰეტეროციკლური.

კარბოციკლური - მხოლოდ ნახშირბადის ატომებით წარმოქმნილი ციკლური ნაერთები არის ალიციკლური და არომატული.

ჰეტეროციკლური ნაერთები - ციკლები, რომლებიც შეიცავს ნახშირბადის ატომების გარდა სხვა ატომებს - ჰეტეროატომებს (აზოტი, გოგირდი, ჟანგბადი)

ორგანული ნაერთების ძირითადი კლასები

ნახშირწყალბადები - უმარტივესი ორგანული ნაერთები, რომლებიც შეიცავს მხოლოდ ნახშირბადს და წყალბადს. ისინი გაჯერებულია (ალკანები), უჯერი (ალკენები, ალკინები, ალკადიენები და სხვ.) და არომატული (არენები).

წყალბადის ატომების ნახშირწყალბადში ჩანაცვლებისას სხვა ატომებით ან ატომების ჯგუფებით -ფუნქციური ჯგუფები - წარმოიქმნება ორგანული ნაერთების მრავალი კლასი (ალკოჰოლები, ალდეჰიდები, კეტონები, კარბოქსილის მჟავები, ეთერები, ამინები, ამინომჟავები და ა.შ.).

დავწეროთ ცხრილი:

ორგანული ნივთიერებების ნომენკლატურა

ნომენკლატურა არის გამოყენებული სახელების სისტემანებისმიერ მეცნიერებაში.

ორგანული ქიმიის განვითარების გარიჟრაჟზე ცოცხალი ბუნების საკმაოდ ბევრი ნივთიერება იყო ცნობილი. იმდროინდელ მეცნიერებს შეეძლოთ შეექმნათ საკუთარი სახელი თითოეული ნივთიერებისთვის, რომელიც ხშირად ერთ სიტყვაშიც კი არ ჯდებოდა და ერთზე მეტსაც კი. ასეთი სახელები ყველაზე ხშირად ასახავდა ნივთიერების წარმოშობას ან მის ყველაზე გასაოცარ თვისებას: ძმარმჟავა, მწარე ნუშის ზეთი (ბენზალდეჰიდი), გლიცერინი (ბერძნულიდან - ტკბილი) , ფორმალდეჰიდი (ლათინურიდან - ჭიანჭველა). ასეთ სახელებს ტრივიალურს უწოდებენ. ტრივიალური ნომენკლატურა - ისტორიულად დამკვიდრებული სახელები.ისინი ფართოდ გამოიყენება ქიმიაში მარტივი სტრუქტურის ნივთიერებების აღსანიშნავად. ექსპერიმენტული მასალის დაგროვებით გაირკვა, რომ ბევრ ნივთიერებას აქვს მსგავსი თვისებები, ანუ ისინი მიეკუთვნებიან ნაერთების იმავე ჯგუფს (კლასს). ნივთიერებების მსგავსი სახელები დაიწყო ამ კლასის ყველა ნივთიერებაზე.

ცნობილი ორგანული ნაერთების რაოდენობა ექსპონენტურად იზრდება. სხვადასხვა ქვეყნის ქიმიკოსებს გაუჭირდათ კომუნიკაცია, რადგან ერთსა და იმავე ნივთიერებებს განსხვავებული სახელები ჰქონდათ და რამდენიმე ნივთიერება იგულისხმებოდა იმავე სახელწოდებით. დიდი სირთულეები წარმოიშვა რთული მოლეკულების სახელებთან დაკავშირებით. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, ქიმიკოსებმა ყველა ქვეყნიდან, რომლებიც არიან სუფთა და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო კავშირის (IUPAC) წევრი, შექმნეს სპეციალური კომიტეტი, რომელმაც შეიმუშავა პრინციპები. საერთოა ყველა ორგანული ნივთიერებისთვისნომენკლატურა. ამ ნომენკლატურას ე.წ საერთაშორისო ან IUPAC ნომენკლატურა.

იმისათვის, რომ შეძლოთ მისი გამოყენება, თქვენ კარგად უნდა იცოდეთ გაჯერებული ნახშირწყალბადების ჰომოლოგიური სერიის პირველი წარმომადგენლების სახელები (ეთანიდან დეკანამდე) და რამდენიმე უმარტივესი გაჯერებული რადიკალის (მეთილი, ეთილი, პროპილი).

დავწეროთ ცხრილი:

IUPAC ნომენკლატურის ძირითადი პრინციპები

1. ნივთიერების სახელწოდების საფუძველია სახელი უკიდურესადნახშირწყალბადის ნახშირბადის ატომების იგივე რაოდენობა, როგორც აციკლური მოლეკულის ყველაზე გრძელ ჯაჭვში.

შემცვლელის პოზიცია, ფუნქციური ჯგუფები და მრავლობითებიკავშირები მთავარ წრეში მითითებულია ნომრების გამოყენებით.

შემცვლელები, ფუნქციური ჯგუფები და მრავალი ბმა მითითებულია სახელში პრეფიქსების (იგივე პრეფიქსები, მაგრამ სპეციფიკური, ქიმიური) და სუფიქსების გამოყენებით.

სახელის წერისას ყველა რიცხვი გამოყოფილია ერთმანეთისგანერთმანეთი მძიმეებით, ხოლო ასოებიდან - დეფისით.

CH 3 – CH = CH - CH 3 H 2 N - CH 2 - COOH

CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 _ - CH 3 CH 3 – CH 2 – CH 2 – OH

CH 3 – CH 2 – NH 2 CH 3 – CH 2 – CH 2 – NO 2

განვიხილოთ ორგანული ნივთიერებების იზომერიზმი

? რა არის იზომერიზმი?

მაგალითი: CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 3 CH 3 – CH 2 (CH 3) – CH 2 – CH 3

3. საშინაო დავალება:

ლ.ა. ცვეტკოვი „ორგანული ქიმია – 10“ §3;

4. შედეგები:ამრიგად, დღეს გავეცანით ორგანული ნივთიერებების კლასიფიკაციას, ნომენკლატურასა და იზომერიზმს. გაკვეთილის ქულები.

ლექციის მიზანი:ორგანული ნაერთების კლასიფიკაციისა და ნომენკლატურის გაცნობა

Გეგმა:

1. ორგანული ქიმიის საგანი და ამოცანები. მისი მნიშვნელობა ფარმაციისთვის.

2. ორგანული ნაერთების კლასიფიკაცია.

3. ტრივიალური და რაციონალური ნომენკლატურის პრინციპები.

4. IUPAC ნომენკლატურის პრინციპები.

ორგანული ქიმიის საგანი და ამოცანები.

ორგანული ქიმია არის ქიმიის ფილიალი, რომელიც ეძღვნება ნახშირწყალბადების და მათი ფუნქციური წარმოებულების სტრუქტურის, სინთეზისა და ქიმიური გარდაქმნების მეთოდებს.

ტერმინი „ორგანული ქიმია“ პირველად შემოიღო შვედმა ქიმიკოსმა იენს იაკობ ბერცელიუსმა 1807 წელს.

მათი სტრუქტურის თავისებურებიდან გამომდინარე, ორგანული ნივთიერებები ძალიან მრავალრიცხოვანია. დღეს მათი რიცხვი 10 მილიონს აღწევს.

ამჟამად ორგანული ქიმიის მდგომარეობა ისეთია, რომ შესაძლებელს ხდის მეცნიერულად დაგეგმოს და განხორციელდეს ნებისმიერი რთული მოლეკულის (ცილები, ვიტამინები, ფერმენტები, წამლები და ა.შ.) სინთეზი.

ორგანული ქიმია მჭიდროდ არის დაკავშირებული ფარმაციასთან. ის საშუალებას აძლევს ცალკეული სამკურნალო ნივთიერებების გამოყოფას მცენარეული და ცხოველური ნედლეულისგან, ასინთეზებს და ასუფთავებს სამკურნალო ნედლეულს, განსაზღვრავს ნივთიერების სტრუქტურას და ქიმიური მოქმედების მექანიზმს და საშუალებას აძლევს ადამიანს განსაზღვროს კონკრეტული სამკურნალო პროდუქტის ავთენტურობა. საკმარისია ითქვას, რომ მედიკამენტების 95% ორგანული ხასიათისაა.

ორგანული ნაერთების კლასიფიკაცია

კლასიფიკაცია საფუძვლად იღებს ორ მნიშვნელოვან მახასიათებელს: სტრუქტურას ნახშირბადის ჩონჩხი და ყოფნა მოლეკულაში ფუნქციური ჯგუფები.

ნახშირბადის ჩონჩხის სტრუქტურა ორგანულია. ნაერთები იყოფა სამ დიდ ჯგუფად.

მე აციკლური(ალიფატური) ნაერთები, რომლებსაც აქვთ ღია ნახშირბადის ჯაჭვი, სწორი ან განშტოებული.

ორგანულ ქიმიაში ძირითადი ნაერთები აღიარებულია ნახშირწყალბადები, რომელიც შედგება მხოლოდ ნახშირბადის და წყალბადის ატომებისგან. სხვადასხვა ორგანული ნაერთები შეიძლება ჩაითვალოს ნახშირწყალბადების წარმოებულებად, რომლებიც მიიღება მათში ფუნქციური ჯგუფების შეყვანით.

ფუნქციური ჯგუფი არის მოლეკულის სტრუქტურული ფრაგმენტი, რომელიც დამახასიათებელია ორგანული ნაერთების მოცემული კლასისთვის და განსაზღვრავს მის ქიმიურ თვისებებს.

მაგალითად, ალკოჰოლების თვისებები განისაზღვრება ჰიდროქსო ჯგუფის არსებობით ( - ის), ამინების თვისებები - ამინოჯგუფები ( - NH 2კარბოქსილის მჟავები მოლეკულაში კარბოქსილის ჯგუფის არსებობით (- UNS) და ასე შემდეგ.

ცხრილი 1. ორგანული ნაერთების ძირითადი კლასები

ეს კლასიფიკაცია მნიშვნელოვანია, რადგან ფუნქციური ჯგუფები დიდწილად განსაზღვრავენ მოცემული კლასის ნაერთების ქიმიურ თვისებებს.

თუ ნაერთები შეიცავს რამდენიმე ფუნქციურ ჯგუფს და ისინი ერთნაირია, მაშინ ასეთ ნაერთებს უწოდებენ მრავალფუნქციური (CH 2 ის- ჩვ ის- CH 2 ის- გლიცერინი), თუ მოლეკულა შეიცავს სხვადასხვა ფუნქციურ ჯგუფს, მაშინ ის არის ჰეტეროფუნქციური კავშირი (CH 3 - CH( ის)- UNS- რძემჟავა). ჰეტეროფუნქციური ნაერთები შეიძლება დაუყოვნებლივ დაიყოს ნაერთების რამდენიმე კლასად.