Органична химия, науката, фендъм задвижвани от Wikia

Предишен ◈ Следващото

Органична химия изучава въглеродни съединения с други елементи - така наречените органични съединения и техните закони трансформация. Способността на въглерод свързан с повечето елементи и образуват молекули с различен състав и структура определя разнообразие от органични съединения (XX век до края на техния брой надхвърли 10 Mill.).







Предметът на органичната химия включва следните цели, експерименталните методи и теоретични понятия:

  • Изолиране на отделни вещества от растителен, животински или минерални суровини
  • Синтез и пречистване на съединенията
  • Определяне на структурата на веществата
  • Определяне на механизмите на химични реакции
  • Идентификационни връзки между структурата на органични съединения и техните свойства

Има Новосибирск Институт по органична химия. NN Vorozhtsova RAS (NIOCh, Новосибирск). Институт по органична химия. Zelinsky (МОК, София). Институт по органична химия (IOC UC RAS, Ufa). Налице е "вестник по органична химия."

правна история

Методи за получаване на различни органични съединения са известни от древността. Египтяни и римляни, използвани ализаринови и индиго. съдържащи се в растителните материали. Много хора знаят тайните на производството на спиртни напитки и оцет sahar- и съдържащи нишесте суровини.

В беше добавено от Средновековието до това нищо не е известно, известен напредък започна само 16-17: някои продукти са получени главно чрез дестилация на някои растителни продукти. В 1769-1785 н Scheele идентифицирани няколко органични киселини. като ябълка. вино. лимонена. галия. млечна и оксалова. В 1773, Ruel изолиран от човешка урина карбамид.

Изолирани от животински или растителни суровини са много по-чести, но различен от неорганичните съединения. Така стана терминът "Organic Chemistry" - разрез на химията, която изучава въпроса. изолирани от микроорганизми (определение на Берцелиус. 1807). Смята се, че тези вещества могат да бъдат получени само в живите организми, дължащи се на "жизнеността".

Както обикновено се смята, органичната химия като наука дойде през 1828, когато Фридрих Voler за първи път органично вещество - урея - в резултат на изпаряване на водния разтвор на амониев цианат (NH4 OCN).

Важна стъпка е разработването на теорията на валентност Купър и Кекуле през 1857 г., както и химически структури Butlerov теория през 1861 г. В основата на тези теории са били пуснати четривалентен въглерод и способността му да формира вериги. През 1865 Кекуле предложен структурна формула бензол. който е един от най-важните открития в органичната химия. През 1875 Van't Hoff и Le Bel предложи четиристенен модел на въглеродния атом. при което въглеродни валенции са насочени към върховете на тетраедър. ако въглеродния атом, поставен в центъра на тетраедъра. През 1917 г. Люис предложи да се помисли за химична връзка с помощта на електронни двойки.

През 1931 г. на Huckel прилага квантовата теория да обясни свойствата на ароматни въглеводороди. отколкото създадена една нова тенденция в органичната химия - квантовата химия. В 1 933 грама. Ingold прекарва изучаване заместване реакционни кинетики на наситени въглеродни атоми, които са довели до голям мащаб проучване на кинетиката на повечето органични реакции.

История на органичната химия за да представи във връзка с открития, направени в структурата на органични съединения, но това твърдение има повече общо с историята на химията като цяло. Много по-интересно да се разгледа историята на органична химия от гледна точка на материалната база, т.е.. Е. Действителната предмета на органичната химия.

В зората на органична химия, обект на изследване са предимно вещество с биологичен произход. Той е този факт по органична химия дължи името си. Научно-техническият прогрес не стои все още, и в крайна сметка основният материал, въз основа на органична химия започна да каменовъглен катран. освободен в получаване кокс калциниране въглища. Тя се основава на обработката на въглищен катран в края на 19 век възниква основния органичен синтез. През 50-60 години на миналия век е имало смяна на основния органичен синтез на новата база - масло. По този начин една нова област на химията - нефтохимията. Огромният потенциал, който е положен в новите суровините предизвика бум в органичната химия и химията като цяло. Появата и бързото развитие на области като полимерната химия дължи главно на нов суровинната база.

Въпреки факта, че съвременната органична химия като базов материал все още използва суровини от биологичен произход, както и въглищен катран, размерът на обработка на тези видове химически суровини в сравнение с преработката на нефт е малък. Промяната на материал и суровина база на органичната химия е причинена главно чрез увеличаване на производствените възможности.

Класификация на органични съединения Edit

Правила и характеристики на правилата за класификация

Класификацията се основава на структурата на органични съединения. В основата на описанието на структурата - структурна формула. Атомите на елементите, означени с римски символи, тъй като те са посочени в периодичната таблица на химичните елементи (Менделеев таблицата). Ковалентни връзки са обозначени с права функция, броят на връзките се характеризира с валентността на елементите. Водородът и електрон дефицитни комуникация обозначен с пунктираната линия, посочвайки йонни връзки означени заряд на частиците в молекулата. Тъй като по-голямата част от органични молекули включват водород. това обикновено не представлява изображение на структурата. Така, ако структурата на един от атомите е изобразен недостатъчно валентност. означава близо атома е един или повече водородни атоми.







Атомите могат да образуват циклични и ароматни системи.

Основните класове органични съединения Edit

  • Въглеводороди - съединения, състоящи се само от въглеродни и водородни атоми. Те от своя страна се разделят на:
    • Наситен - максимален брой водородни атоми на въглероден атом.
    • Ненаситена - се състои от най-малко една двойна връзка.
    • С отворена верига
    • Със затворена верига - съдържа цикъл
  • Съединения с хетероатоми в функционални групи - съединения, в които R е въглеводороден радикал, свързани с функционална група. Поради естеството на функционалните групи са разпределени в:
    • халогенирани
    • Алкохоли. феноли
    • Етери (Eterija)
    • Естери (естери)
    • Съединения, съдържащи карбонилна група
      • алдехиди
      • кетони
      • хинони
    • Съединения, съдържащи карбоксилна група (карбоксилова киселина. Естери)
    • сяра-съдържащи съединения
    • азот-съдържащи съединения
    • органометални съединения
  • Хетероциклените - съдържащ хетероатоми в пръстена. Те се различават по броя на атомите в цикъла, като се позовава хетероатома, броят на хетероатоми в пръстена.
  • Органичен произход - обикновено много сложни съставни структури често принадлежат към няколко класове на органични вещества, често полимери. Поради това, те са трудни за класифициране и ги разпредели в отделен клас вещества.
  • Полимери - вещества много високо молекулно тегло, които се състоят от повтарящи се части - мономери.

Структурата на органични молекули Edit

Органични молекули са предимно неполярни образуват ковалентни връзки С-С, или полярен тип ковалентна С-О, C-N, С-Hal. Според теорията октет на Lewis и Kossel молекула е стабилен, ако външните орбитите на атомите е изцяло запълнена. За такива елементи като В. Н. О. Халогениди 8 електрони, необходими за запълване на външните орбитите валентност. водород трябва само 2 електрони. Полярността се дължи на изместване на електронната плътност в посока на по-електроотрицателна атом.

Класическата теория на валентните връзки не са в състояние да обясни всички видове връзки, които съществуват в органични съединения, така че съвременната теория се използват методите на молекулни орбитали и квантовата химични методи.

Структурата на органична материя Редактиране

Свойствата на органични вещества се определя не само структурата на молекулите, но също така и на броя и естеството на техните взаимодействия с съседните молекули, както и взаимното пространственото подреждане. Повечето от тези фактори ясно изразява в разликата между свойствата на веществата, които са в различни състояния на агрегация. Така вещества взаимодействащи лесно под формата на газ, не могат да реагират напълно в твърдо състояние, или да доведе до други продукти.

В твърди органични вещества, в които най-силно изразено от тези фактори се различи органичен кристално и аморфно тяло. Тяхното описание сделки Science "органична химия на твърдите вещества". чиято основа е свързана с името на съветския физик и кристалографите А. Kitaigorodskii. Примери за приложими органични твърди вещества - органични фосфорни, различни полимери, сензори, катализатори, електрически проводници, магнити и др.

Характеристики на органични реакции Редактиране

йони обикновено участват в неорганични реакции. те минават бързо, за да сложи край на стайна температура. скъсване на ковалентни връзки да се образува нов често се появява в органични реакции. Обикновено тези процеси изискват специални условия: определена температура, реакционно време и често присъствието на катализатор. Обикновено един не протича, както и няколко реакции, следователно добив от желания продукт често не надвишава 50%. Ето защо, когато изображението не използва органични реакции уравнение, както и веригата за изчисление без стехиометрия.

Реакциите могат да протичат много сложен начин и в няколко стъпки не непременно така, тъй като реакцията е показано на Схема конвенционално. Като междинни съединения могат да се появят карбокатиони R +. - R карбанйоните. радикали R ·. карбени CX2. катионни радикали. анионни радикали. и други активни или нестабилни частици, обикновено от втори живот. Подробно описание на всички преобразувания срещащи на молекулярно ниво по време на реакцията, реакционната механизъм се нарича.

Реакциите са класифицирани в съответствие с методите на свързване прекъсване и методи реакции възбуждане, неговото молекулно.

Определяне на структурата на органични съединения Edit

По време на целия наличието на органичната химия като наука, важна задача е да се определи структурата на органични съединения. Това означава да се знае кои атоми са част от връзката, реда, по който тези атоми са свързани един с друг и как са разположени в пространството.

Има няколко начина за решаване на тези проблеми.

  • Елементарен анализ. Се състои в това, че веществото се разлага на прости молекули, броят на които може да се определи броя на атоми, включени в съединението. С този метод, не е възможно да се установи от порядъка на връзки между атоми. Често се използва само за потвърждение на приема структура.
  • Инфрачервена спектроскопия и Raman спектроскопия (IR спектроскопия и Raman спектроскопия). Веществото взаимодейства с електромагнитното лъчение (светлина) на инфрачервения диапазон (IR-абсорбционна спектроскопия се наблюдава в Raman спектроскопия - разсейване на радиация). Тази светлина при абсорбиране възбужда вибрационните и ротационни нива на молекулите. Сравнителни данни са броя, честотата и интензивността на вибрациите на молекулата, свързан с промяната в момента дипол (IR спектроскопия) или поляризуемост (Raman спектроскопия). Методи възможно да се установи наличието на някои функционални групи в молекулата. Често се използва за потвърждаване на идентичността на веществото, като някои вече са известни вещество чрез сравняване на спектъра.
  • Маса спектроскопия. Веществото при определени условия (електронен удар, химична йонизация, и т.н.) се превръща в йони без загуба на атомите (молекулен йон) и загуби (раздробяване). Тя ви позволява да се определи молекулната маса, а понякога и ви позволява да се установи наличието на различни функционални групи.
  • метод ядрено-магнитен резонанс (ЯМР). Тя се основава на взаимодействието на ядрата, притежаващи вътрешен магнитен импулс (спин) и се поставят във външно постоянно магнитно поле с радиочестотна електромагнитна радиация. Един от основните методи, които могат да бъдат използвани за определяне на химическата структура. Методът се използва също за проучване на пространствената структура на молекули, молекулна динамика. В зависимост от ядра, които взаимодействат с радиация различават, например:
    • протон метод магнитен резонанс (TMR). Това позволява да се определи позицията, 1 Н водородните атоми в молекулата.
    • 19 Е. NMR метод за определяне на присъствието и позицията на атомите флуорни в молекулата.
    • ЯМР 31 P. Методът позволява да се определи наличието, местоположението и валентно състояние на фосфорни атоми в молекулата.
    • 13C-NMR метод позволява да се определи броя и вида на въглеродни атоми в молекулата. Използва се за изучаване на формата на въглеродния скелет на молекулата.

За разлика от първите три в последния метод използва малка изотоп елемент, тъй като основния ядрото на въглерод изотоп - 12 С има нула въртене и не може да се наблюдава чрез ядрено-магнитен резонанс, както и ядрото 16 О - естествено кислород изотоп.

  • Метод ултравиолетова спектроскопия (UV спектроскопия) или спектроскопия електронни преходи. Методът се основава на абсорбцията на електромагнитно излъчване на ултравиолетова и видимата област на спектъра в прехода на електрони в молекулата от върха на запълнените нива на свободни енергийните нива (молекула възбуждане). Най-често се използва за определяне на присъствието и характеристиките на спрегнати п-системи.
  • Методи за аналитична химия. Възможно да се определи наличието на някои функционални групи от специфични химични реакции, факт, който може да бъде фиксиран поток визуално или чрез други методи.
  • Рентгенов анализ.

Горните техники обикновено са достатъчни, за да се определи напълно структурата на неизвестно вещество.

Позоваването Редактиране

Редактиране на връзките







Предишен ◈ Следващото