Введение в органическую химию. Классификация органических соединений

Предмет органической химии
Органическая химия – это химия соединений углерода с другими элементами (Ф.А. Кекуле, середина XIX в.).
Органическая химия – это химия углеводородов и их производных (К. Шорлеммер, 1889 г.).
Органогены – это химические элементы, входящие в состав молекул органических соединений (С, Н, N, P, O, S).

Причины выделения органической химии в отдельную науку
четырехвалентность атома углерода;
способность атомов углерода образовывать длинные цепи и кольца;
способность атомов углерода образовывать устойчивые химические связи с другими атомами элементов-органогенов;
из всех элементов периодической системы именно атом углерода играет главную и определяющую роль в биологическом мире.

Особенности органических соединений
Неограниченная сложность и бесконечное многообразие молекул
Низкая полярность ковалентных связей
Явление изомерии
Низкая реакционная способность молекул
Необратимость большинства химических реакций

Основные положения теории химического строения органических соединений
А.М. Бутлерова
Атомы в молекулах органических соединений связаны друг с другом химическими связями в соответствии с их валентностью.
Свойства органических соединений зависят не только от числа и природы входящих в их состав атомов, но и от химического строения молекул;
В молекулах органических соединений существует взаимное влияние атомов как связанных, так и непосредственно друг с другом не связанных.

Изомерия органических соединений
Изомеры - это соединения, имеющие одинаковый состав, но отличающиеся последовательностью соединения атомов в молекуле или расположением их в пространстве, и поэтому обладающие различными свойствами.

Классификация изомеров
ИЗОМЕРЫ
Структурные
Пространственные
Изомеры углеродного скелета
Изомеры положения кратных связей и функциональных групп
Изомеры функциональных групп
Геометрические
Оптические

Признаки классификации органических соединений
Строение углеродного скелета молекулы;
Наличие в молекуле функциональных групп.

Классификация по строению углеродного скелета
Ациклические
Гетероциклические
Карбоциклические

Функциональная группа – это атом или группа атомов, определяющие химические свойства соединения и принадлежность его к определенному классу.

Классификация по наличию функциональных групп
Монофункциональные
Гетерофункциональные
Полифункциональные

Исследование органических соединений
Установление качественного и количественного состава
Установление последовательности связывания атомов
Элементный анализ Масс-спектрометрия
высокого разрешения
ЯМР, ИК, УФ спектроскопия
Масс-спектрометрия

Качественный элементный анализ
Определение углерода и водорода
CnHmOх + CuO → CO2 + H2O + Cu
CO2 + Ba(OH) 2 → BaCO3 + H2O
H2O + CuSO4 → CuSO4×5H2O
Определение галогенов – проба Бейльштейна
Иодорганические соединения - чисто зеленая окраска.
Броморганические и хлорорганические соединения - голубовато-зеленый цвет.
Фторорганические соединения не обнаруживаются, так как фториды меди менее летучи.