Substâncias orgânicas e suas propriedades químicas. Disciplina de Química Orgânica

Toda ciência está cheia de conceitos e, se esses conceitos não forem dominados, ou tópicos indiretos podem ser muito difíceis de aprender. Um dos conceitos que deve ser bem compreendido por toda pessoa que se considera mais ou menos instruída é a divisão dos materiais em orgânicos e inorgânicos. Não importa a idade de uma pessoa, esses conceitos estão na lista daqueles com os quais determinam o nível geral de desenvolvimento em qualquer fase. vida humana. Para entender as diferenças entre esses dois termos, primeiro você precisa descobrir o que é cada um deles.

Compostos orgânicos – o que são?

As substâncias orgânicas são um grupo de compostos químicos com estrutura heterogênea, que incluem elementos de carbono, covalentemente ligados entre si. As exceções são carbonetos, carvão, ácidos carboxílicos. Além disso, uma das substâncias constituintes, além do carbono, são os elementos hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre, fósforo e halogênio.

Tais compostos são formados devido à capacidade dos átomos de carbono de formar ligações simples, duplas e triplas.

O habitat dos compostos orgânicos são os seres vivos. Podem fazer parte de seres vivos ou surgir como resultado de suas atividades vitais (leite, açúcar).

Os produtos da síntese de substâncias orgânicas são alimentos, remédios, artigos de vestuário, materiais de construção, equipamentos diversos, explosivos, tipos diferentes fertilizantes minerais, polímeros, aditivos alimentares, cosméticos e muito mais.

Substâncias inorgânicas – o que são?

As substâncias inorgânicas são um grupo de compostos químicos que não contêm os elementos carbono, hidrogênio ou compostos químicos cujo elemento constituinte é o carbono. Tanto orgânicos quanto inorgânicos são componentes das células. Os primeiros na forma de elementos vitais, outros na composição de água, minerais e ácidos, além de gases.

O que as substâncias orgânicas e inorgânicas têm em comum?

O que poderia ser comum entre dois conceitos aparentemente antônimos? Acontece que eles têm algo em comum, a saber:

1. Substâncias de origem orgânica e inorgânica são compostas de moléculas.
2. Substâncias orgânicas e inorgânicas podem ser obtidas como resultado de uma determinada reação química.

Substâncias orgânicas e inorgânicas - qual a diferença

1. Os orgânicos são mais conhecidos e estudados cientificamente.
2. Existem muito mais substâncias orgânicas no mundo. O número de orgânicos conhecidos pela ciência é de cerca de um milhão, inorgânicos – centenas de milhares.
3. A maioria dos compostos orgânicos estão ligados uns aos outros usando a natureza covalente do composto; os compostos inorgânicos podem ser ligados uns aos outros usando um composto iônico;
4. Também há uma diferença na composição dos elementos recebidos. As substâncias orgânicas consistem em carbono, hidrogênio, oxigênio e, menos comumente, elementos nitrogênio, fósforo, enxofre e halogênio. Inorgânico – consiste em todos os elementos da tabela periódica, exceto carbono e hidrogênio.
5. As substâncias orgânicas são muito mais suscetíveis à influência das altas temperaturas e podem ser destruídas mesmo em baixas temperaturas. A maioria dos inorgânicos são menos suscetíveis aos efeitos do calor extremo devido à natureza do tipo de composto molecular.
6. As substâncias orgânicas são os elementos constituintes da parte viva do mundo (biosfera), as substâncias inorgânicas são as partes não vivas (hidrosfera, litosfera e atmosfera).
7. A composição das substâncias orgânicas é mais complexa em estrutura do que a composição das substâncias inorgânicas.
8. As substâncias orgânicas se distinguem por uma ampla variedade de possibilidades de transformações e reações químicas.
9. Devido ao tipo covalente de ligação entre compostos orgânicos, as reações químicas duram um pouco mais do que as reações químicas em compostos inorgânicos.
10. As substâncias inorgânicas não podem ser um produto alimentar para os seres vivos; além disso, algumas deste tipo de combinação podem ser mortais para um organismo vivo. As substâncias orgânicas são um produto produzido pela natureza viva, bem como um elemento da estrutura dos organismos vivos.

Como você sabe, todas as substâncias podem ser divididas em duas grandes categorias - minerais e orgânicas. Você pode citar um grande número de exemplos de substâncias inorgânicas ou minerais: sal, refrigerante, potássio. Mas que tipos de conexões se enquadram na segunda categoria? As substâncias orgânicas estão presentes em qualquer organismo vivo.

Esquilos

O exemplo mais importante de substâncias orgânicas são as proteínas. Eles contêm nitrogênio, hidrogênio e oxigênio. Além deles, às vezes átomos de enxofre também podem ser encontrados em algumas proteínas.

As proteínas estão entre os compostos orgânicos mais importantes e são os mais comumente encontrados na natureza. Ao contrário de outros compostos, as proteínas têm alguns traços de caráter. Sua principal propriedade é o enorme peso molecular. Por exemplo, o peso molecular de um átomo de álcool é 46, o do benzeno é 78 e a hemoglobina é 152.000. Em comparação com as moléculas de outras substâncias, as proteínas são verdadeiros gigantes, contendo milhares de átomos. Às vezes, os biólogos os chamam de macromoléculas.

As proteínas são as mais complexas de todas as estruturas orgânicas. Eles pertencem à classe dos polímeros. Se você examinar uma molécula de polímero ao microscópio, verá que é uma cadeia que consiste em estruturas mais simples. Eles são chamados de monômeros e são repetidos muitas vezes em polímeros.

Além das proteínas, existe um grande número de polímeros - borracha, celulose e também amido comum. Além disso, muitos polímeros foram criados por mãos humanas - náilon, lavsan, polietileno.

Formação de proteínas

Como as proteínas são formadas? São um exemplo de substâncias orgânicas, cuja composição nos organismos vivos é determinada pelo código genético. Na sua síntese, na grande maioria dos casos, são utilizadas diversas combinações

Além disso, novos aminoácidos podem ser formados já quando a proteína começa a funcionar na célula. No entanto, contém apenas alfa aminoácidos. A estrutura primária da substância descrita é determinada pela sequência de resíduos de aminoácidos. E na maioria dos casos, quando uma proteína é formada, a cadeia polipeptídica é torcida em uma espiral, cujas voltas estão localizadas próximas umas das outras. Como resultado da formação de compostos de hidrogênio, apresenta uma estrutura bastante forte.

Gorduras

Outro exemplo de substâncias orgânicas são as gorduras. O homem conhece muitos tipos de gorduras: manteiga, óleo de carne e peixe, óleos vegetais. As gorduras são formadas em grandes quantidades nas sementes das plantas. Se você colocar uma semente de girassol descascada em uma folha de papel e pressioná-la, uma mancha oleosa permanecerá na folha.

Carboidratos

Os carboidratos não são menos importantes na natureza viva. Eles são encontrados em todos os órgãos das plantas. A classe de carboidratos inclui açúcar, amido e fibra. Tubérculos de batata e banana são ricos neles. É muito fácil detectar amido nas batatas. Ao reagir com o iodo, esse carboidrato fica colorido Cor azul. Você pode verificar isso colocando um pouco de iodo em uma batata cortada.

Os açúcares também são fáceis de detectar – todos têm sabor doce. Muitos carboidratos desta classe são encontrados nos frutos de uvas, melancias, melões e maçãs. São exemplos de substâncias orgânicas que também são produzidas em condições artificiais. Por exemplo, o açúcar é extraído da cana-de-açúcar.

Como os carboidratos são formados na natureza? O exemplo mais simples é o processo de fotossíntese. Os carboidratos são substâncias orgânicas que contêm uma cadeia de vários átomos de carbono. Eles também contêm vários grupos hidroxila. Durante a fotossíntese, o açúcar inorgânico é formado a partir de monóxido de carbono e enxofre.

Celulose

Outro exemplo de matéria orgânica é a fibra. A maior parte é encontrada em sementes de algodão, bem como em caules e folhas de plantas. A fibra consiste em polímeros lineares, seu peso molecular varia de 500 mil a 2 milhões.

EM forma puraé uma substância que carece de odor, sabor e cor. É utilizado na fabricação de filmes fotográficos, celofane e explosivos. A fibra não é absorvida pelo corpo humano, mas é parte necessária da dieta alimentar, pois estimula o funcionamento do estômago e dos intestinos.

Substâncias orgânicas e inorgânicas

Podemos dar muitos exemplos de formação de minerais orgânicos e, em segundo lugar, sempre provenientes de minerais - aqueles não vivos que se formam nas profundezas da terra. Eles também são encontrados em várias rochas.

Em condições naturais, as substâncias inorgânicas são formadas durante a destruição de minerais ou substâncias orgânicas. Por outro lado, as substâncias orgânicas são constantemente formadas a partir de minerais. Por exemplo, as plantas absorvem água com compostos dissolvidos nela, que posteriormente passam de uma categoria para outra. Os organismos vivos utilizam principalmente substâncias orgânicas para nutrição.

Razões para a diversidade

Muitas vezes, os alunos ou estudantes precisam responder à pergunta sobre quais são as razões da diversidade das substâncias orgânicas. O principal fator é que os átomos de carbono estão conectados entre si por meio de dois tipos de ligações - simples e múltiplas. Eles também podem formar cadeias. Outra razão é a variedade de diferentes elementos químicos que são encontrados na matéria orgânica. Além disso, a diversidade também se deve à alotropia - fenômeno da existência do mesmo elemento em diferentes compostos.

Como são formadas as substâncias inorgânicas? Substâncias orgânicas naturais e sintéticas e seus exemplos são estudados tanto no ensino médio quanto em instituições de ensino superior especializadas. A formação de substâncias inorgânicas não é um processo tão complexo como a formação de proteínas ou carboidratos. Por exemplo, as pessoas extraem refrigerante de lagos de soda desde tempos imemoriais. Em 1791, o químico Nicolas Leblanc propôs sintetizá-lo em laboratório usando giz, sal e ácido sulfúrico. Era uma vez, o refrigerante, hoje conhecido por todos, era um produto bastante caro. Para realizar o experimento, foi necessário calcinar o sal de cozinha junto com o ácido e depois calcinar o sulfato resultante junto com o calcário e o carvão.

Outro é o permanganato de potássio, ou permanganato de potássio. Esta substância é obtida industrialmente. O processo de formação consiste na eletrólise de uma solução de hidróxido de potássio e de um ânodo de manganês. Neste caso, o ânodo se dissolve gradualmente para formar uma solução roxa - este é o conhecido permanganato de potássio.

Com o desenvolvimento da ciência química e o surgimento de um grande número de novos compostos químicos, aumentou cada vez mais a necessidade de desenvolvimento e adoção de um sistema de nomenclatura que seja compreensível para cientistas de todo o mundo, ou seja, . Abaixo fornecemos uma visão geral das principais nomenclaturas de compostos orgânicos.

Nomenclatura trivial

Nas origens do desenvolvimento da química orgânica, novos compostos foram atribuídos trivial nomes, ou seja, nomes que se desenvolveram historicamente e são frequentemente associados ao método de obtenção deles, aparência e até gosto, etc. Essa nomenclatura de compostos orgânicos é chamada de trivial. A tabela abaixo mostra alguns dos compostos que mantiveram seus nomes até hoje.

Nomenclatura racional

Com a ampliação da lista dos compostos orgânicos, surgiu a necessidade de associar seus nomes à base da nomenclatura racional dos compostos orgânicos é o nome do composto orgânico mais simples. Por exemplo:

No entanto, compostos orgânicos mais complexos não podem ser nomeados desta forma. Neste caso, os compostos deverão ser nomeados de acordo com as regras da nomenclatura sistemática IUPAC.

Nomenclatura sistemática IUPAC

IUPAC - União Internacional de Química Pura e Aplicada.

Nesse caso, ao nomear os compostos, deve-se levar em consideração a localização dos átomos de carbono na molécula e nos elementos estruturais. A mais comumente utilizada é a nomenclatura substitutiva para compostos orgânicos, ou seja, destaca-se a base básica da molécula, na qual os átomos de hidrogênio são substituídos por quaisquer unidades estruturais ou átomos.

Antes de começar a construir os nomes dos compostos, aconselhamos que você aprenda os nomes prefixos numéricos, raízes e sufixos usado em Nomenclatura IUPAC.

E também os nomes dos grupos funcionais:

Os números são usados ​​para indicar o número de ligações múltiplas e grupos funcionais:

Radicais de hidrocarbonetos saturados:

Radicais de hidrocarbonetos insaturados:

Radicais de hidrocarbonetos aromáticos:

Regras para construção do nome de um composto orgânico de acordo com a nomenclatura IUPAC:

1. Selecione a cadeia principal da molécula

Identifique todos os grupos funcionais presentes e sua precedência

Determinar a presença de múltiplas ligações

1. Numere a cadeia principal e a numeração deve começar com o final da cadeia mais próximo do grupo mais alto. Se existirem várias dessas possibilidades, a cadeia é numerada de modo que a ligação múltipla ou outro substituinte presente na molécula receba o número mínimo.

Carbocíclico os compostos são numerados a partir do átomo de carbono associado ao grupo de características mais altas. Se houver dois ou mais substituintes, tentam numerar a cadeia para que os substituintes tenham os números mínimos.

1. Crie um nome para a conexão:

— Determine a base do nome do composto que forma a raiz da palavra, que denota um hidrocarboneto saturado com o mesmo número de átomos da cadeia principal.

— Após o radical do nome há um sufixo que indica o grau de saturação e o número de ligações múltiplas. Por exemplo, - tetraeno, - dieno. Na ausência de múltiplas conexões, use o sufixo - Sk.

- Então, o próprio nome também é adicionado ao sufixo grupo funcional sênior.

- Isto é seguido por uma lista de deputados em ordem alfabética indicando sua localização em algarismos arábicos. Por exemplo, -5-isobutil, -3-fluoro. Se houver vários substituintes idênticos, seu número e posição são indicados, por exemplo, 2,5 - dibromo-, 1,4,8-trimetil-.

Observe que os números são separados das palavras por um hífen e entre si por vírgulas.

Como exemplo Vamos dar um nome à seguinte conexão:

1. Escolha circuito principal, que inclui necessariamente grupo sênior – CONT.

Definindo outros grupos funcionais: - OH, - Cl, - SH, - NH 2.

Múltiplas conexões Não.

2. Numere o circuito principal, começando pelo grupo mais velho.

3. O número de átomos na cadeia principal é 12. Base de nome

Éster 10-amino-6-hidroxi-7-cloro-9-sulfanil-metílico do ácido dodecanóico.

Dodecanoato de 10-amino-6-hidroxi-7-cloro-9-sulfanil-metil

Nomenclatura de isômeros ópticos

1. Em algumas classes de compostos, como aldeídos, hidroxi e aminoácidos, são utilizados para indicar a posição relativa dos substituintes. D, eu– nomenclatura. Carta D denotam a configuração do isômero dextrógiro; eu- canhoto.

No centro D,L-nomenclaturas de compostos orgânicos são baseadas na projeção de Fischer:

• α-aminoácidos e α-hidroxiácidos isolar a “chave oxiácida”, ou seja, as partes superiores de suas fórmulas de projeção. Se o grupo hidroxila (amino) estiver localizado à direita, então é D-isômero, esquerdo eu-isômero.

Por exemplo, o ácido tartárico mostrado abaixo tem D— configuração de acordo com a chave oxiácido:

• para determinar configurações de isômeros açúcares isolar a “chave de glicerol”, ou seja, compare as partes inferiores (átomo de carbono assimétrico inferior) da fórmula de projeção do açúcar com a parte inferior da fórmula de projeção do gliceraldeído.

A designação da configuração do açúcar e a direção de rotação são semelhantes às do gliceraldeído, ou seja, D– a configuração corresponde à localização do grupo hidroxila localizado à direita, eu– configurações – à esquerda.

Por exemplo, abaixo está D-glicose.

2) Nomenclatura R-, S (nomenclatura Kahn, Ingold e Prelog)

Neste caso, os substituintes no átomo de carbono assimétrico estão dispostos em ordem de antiguidade. Isômeros ópticos têm as designações R E S, e o racemato é R.S..

Para descrever a configuração da conexão de acordo com Nomenclatura R,S proceda da seguinte forma:

1. Todos os substituintes no átomo de carbono assimétrico são determinados.
2. A antiguidade dos substituintes é determinada, ou seja, compare suas massas atômicas. As regras para determinar a série de precedência são as mesmas que quando se utiliza a nomenclatura E/Z de isômeros geométricos.
3. Os substituintes são orientados no espaço de modo que o substituinte mais baixo (geralmente hidrogênio) fique no canto mais distante do observador.
4. A configuração é determinada pela localização dos substituintes restantes. Se o movimento do sênior para o intermediário e depois para o deputado júnior (ou seja, em ordem decrescente de antiguidade) for realizado no sentido horário, então esta é uma configuração R, no sentido anti-horário é uma configuração S.

A tabela abaixo apresenta uma lista de deputados, dispostos em ordem crescente de antiguidade:

Todas as substâncias que contêm um átomo de carbono, exceto carbonatos, carbonetos, cianetos, tiocianatos e ácido carbônico, são compostos orgânicos. Isso significa que eles podem ser criados por organismos vivos a partir de átomos de carbono por meio de reações enzimáticas ou outras. Hoje, muitas substâncias orgânicas podem ser sintetizadas artificialmente, o que permite o desenvolvimento da medicina e da farmacologia, bem como a criação de polímeros e materiais compósitos de alta resistência.

Classificação de compostos orgânicos

Os compostos orgânicos são a classe de substâncias mais numerosa. Existem cerca de 20 tipos de substâncias aqui. Eles diferem nas propriedades químicas e nas qualidades físicas. O seu ponto de fusão, massa, volatilidade e solubilidade, bem como o seu estado de agregação em condições normais também são diferentes. Entre eles:

• hidrocarbonetos (alcanos, alcinos, alcenos, alcadienos, cicloalcanos, hidrocarbonetos aromáticos);
• aldeídos;
• cetonas;
• álcoois (di-hídricos, mono-hídricos, poli-hídricos);
• éteres;
• ésteres;
• ácidos carboxílicos;
• aminas;
• aminoácidos;
• carboidratos;
• gorduras;
• proteínas;
• biopolímeros e polímeros sintéticos.

Esta classificação reflete as características da estrutura química e a presença de grupos atômicos específicos que determinam a diferença nas propriedades de uma determinada substância. EM visão geral a classificação baseada na configuração do esqueleto de carbono, que não leva em consideração as características das interações químicas, parece diferente. De acordo com suas disposições, os compostos orgânicos são divididos em:

• compostos alifáticos;
• aromatico;
• substâncias heterocíclicas.

Essas classes de compostos orgânicos podem possuir isômeros em diferentes grupos de substâncias. As propriedades dos isómeros são diferentes, embora a sua composição atómica possa ser a mesma. Isto decorre das disposições estabelecidas por A.M. Além disso, a teoria da estrutura dos compostos orgânicos é a base orientadora para todas as pesquisas em química orgânica. É colocada no mesmo nível da Lei Periódica de Mendeleev.

O próprio conceito de estrutura química foi introduzido por A.M. Apareceu na história da química em 19 de setembro de 1861. Anteriormente, havia opiniões diferentes na ciência e alguns cientistas negavam completamente a existência de moléculas e átomos. Porque em produtos orgânicos e química Inorgânica não houve ordem. Além disso, não existiam padrões pelos quais se pudesse julgar as propriedades de substâncias específicas. Ao mesmo tempo, existiam compostos que, com a mesma composição, apresentavam propriedades diferentes.

As declarações de A.M. Butlerov direcionaram amplamente o desenvolvimento da química na direção certa e criaram uma base muito sólida para isso. Através dele foi possível sistematizar os factos acumulados, nomeadamente, químicos ou propriedades físicas algumas substâncias, os padrões de sua entrada em reações, etc. Mesmo prevendo as rotas de obtenção dos compostos e a presença de alguns propriedades gerais tornou-se possível graças a esta teoria. E o mais importante, A.M. Butlerov mostrou que a estrutura da molécula de uma substância pode ser explicada do ponto de vista das interações elétricas.

Lógica da teoria da estrutura das substâncias orgânicas

Como antes de 1861 muitos químicos rejeitavam a existência de um átomo ou molécula, a teoria dos compostos orgânicos tornou-se uma proposta revolucionária para o mundo científico. E como o próprio A. M. Butlerov procede apenas de conclusões materialistas, ele conseguiu refutar ideias filosóficas sobre a matéria orgânica.

Ele conseguiu mostrar que a estrutura molecular pode ser reconhecida experimentalmente por meio de reações químicas. Por exemplo, a composição de qualquer carboidrato pode ser determinada queimando uma certa quantidade dele e contando a água e o dióxido de carbono resultantes. A quantidade de nitrogênio em uma molécula de amina também é calculada durante a combustão medindo o volume dos gases e isolando a quantidade química de nitrogênio molecular.

Se considerarmos os julgamentos de Butlerov sobre a estrutura química dependente da estrutura na direção oposta, surge uma nova conclusão. A saber: conhecendo a estrutura química e a composição de uma substância, pode-se assumir empiricamente suas propriedades. Mas o mais importante, Butlerov explicou que na matéria orgânica existe um grande número de substâncias que apresentam propriedades diferentes, mas têm a mesma composição.

Disposições gerais da teoria

Considerando e estudando compostos orgânicos, A. M. Butlerov derivou alguns dos princípios mais importantes. Ele os combinou em uma teoria que explica a estrutura das substâncias químicas de origem orgânica. A teoria é a seguinte:

• nas moléculas de substâncias orgânicas, os átomos estão interligados em uma sequência estritamente definida, que depende da valência;
• a estrutura química é a ordem imediata segundo a qual os átomos das moléculas orgânicas estão conectados;
• a estrutura química determina a presença das propriedades de um composto orgânico;
• dependendo da estrutura das moléculas com o mesmo composição quantitativaé possível o aparecimento de diferentes propriedades da substância;
• todos os grupos atômicos envolvidos na formação de um composto químico exercem influência mútua entre si.

Todas as classes de compostos orgânicos são construídas de acordo com os princípios desta teoria. Tendo lançado as bases, A. M. Butlerov conseguiu expandir a química como um campo da ciência. Ele explicou que pelo fato do carbono nas substâncias orgânicas apresentar valência quatro, a diversidade desses compostos é determinada. A presença de muitos grupos atômicos ativos determina se uma substância pertence a uma determinada classe. E é justamente pela presença de grupos atômicos específicos (radicais) que físicos e Propriedades quimicas.

Hidrocarbonetos e seus derivados

Esses compostos orgânicos de carbono e hidrogênio são os de composição mais simples entre todas as substâncias do grupo. São representados por uma subclasse de alcanos e cicloalcanos (hidrocarbonetos saturados), alcenos, alcadienos e alcatrienos, alcinos (hidrocarbonetos insaturados), bem como uma subclasse de substâncias aromáticas. Nos alcanos, todos os átomos de carbono estão conectados apenas por um único Conexão SS yu, por causa do qual nem um único átomo de H pode ser incorporado à composição do hidrocarboneto.

Em hidrocarbonetos insaturados, o hidrogênio pode ser incorporado no local da ligação dupla C=C. Além disso, a ligação CC pode ser tripla (alcinos). Isto permite que estas substâncias entrem em muitas reações envolvendo a redução ou adição de radicais. Para facilitar o estudo de sua capacidade de reação, todas as outras substâncias são consideradas derivadas de uma das classes de hidrocarbonetos.

Álcoois

Os álcoois são compostos químicos orgânicos mais complexos que os hidrocarbonetos. Eles são sintetizados como resultado de reações enzimáticas em células vivas. O exemplo mais típico é a síntese de etanol a partir de glicose como resultado da fermentação.

Na indústria, os álcoois são obtidos a partir de derivados halogênios de hidrocarbonetos. Como resultado da substituição do átomo de halogênio por um grupo hidroxila, formam-se álcoois. Os álcoois monohídricos contêm apenas um grupo hidroxila, os álcoois polihídricos contêm dois ou mais. Um exemplo de álcool di-hídrico é o etilenoglicol. O álcool polihídrico é a glicerina. A fórmula geral dos álcoois é R-OH (R é a cadeia de carbono).

Aldeídos e cetonas

Depois que os álcoois entram em reações de compostos orgânicos associados à abstração de hidrogênio do grupo álcool (hidroxila), a ligação dupla entre oxigênio e carbono se fecha. Se esta reação prosseguir através do grupo álcool localizado no átomo de carbono terminal, resulta na formação de um aldeído. Se o átomo de carbono com o álcool não estiver localizado no final da cadeia de carbono, o resultado da reação de desidratação é a produção de uma cetona. A fórmula geral das cetonas é R-CO-R, aldeídos R-COH (R é o radical hidrocarboneto da cadeia).

Ésteres (simples e complexos)

A estrutura química dos compostos orgânicos desta classe é complicada. Os éteres são considerados produtos de reação entre duas moléculas de álcool. Quando a água é removida deles, um composto é formado amostra R-O-R. Mecanismo de reação: abstração de um próton de hidrogênio de um álcool e de um grupo hidroxila de outro álcool.

Os ésteres são produtos de reação entre um álcool e um ácido carboxílico orgânico. Mecanismo de reação: eliminação da água do grupo álcool e carbono de ambas as moléculas. O hidrogênio é separado do ácido (no grupo hidroxila) e o próprio grupo OH é separado do álcool. O composto resultante é representado como R-CO-O-R, onde a faia R denota os radicais - as partes restantes da cadeia de carbono.

Ácidos carboxílicos e aminas

Os ácidos carboxílicos são substâncias especiais que desempenham um papel importante no funcionamento da célula. A estrutura química dos compostos orgânicos é a seguinte: um radical hidrocarboneto (R) com um grupo carboxila (-COOH) ligado a ele. O grupo carboxila só pode estar localizado no átomo de carbono mais externo, porque a valência de C no grupo (-COOH) é 4.

As aminas são compostos mais simples derivados de hidrocarbonetos. Aqui, em qualquer átomo de carbono existe um radical amina (-NH2). Existem aminas primárias nas quais um grupo (-NH2) está ligado a um carbono (fórmula geral R-NH2). Nas aminas secundárias, o nitrogênio combina-se com dois átomos de carbono (fórmula R-NH-R). Nas aminas terciárias, o nitrogênio está conectado a três átomos de carbono (R3N), onde p é um radical, uma cadeia de carbono.

Aminoácidos

Os aminoácidos são compostos complexos que apresentam propriedades tanto de aminas quanto de ácidos de origem orgânica. Existem vários tipos deles, dependendo da localização do grupo amina em relação ao grupo carboxila. Os mais importantes são os alfa aminoácidos. Aqui o grupo amina está localizado no átomo de carbono ao qual o grupo carboxila está ligado. Isto permite a criação de uma ligação peptídica e a síntese de proteínas.

Carboidratos e gorduras

Os carboidratos são álcoois aldeídos ou cetoálcoois. São compostos de estrutura linear ou cíclica, bem como polímeros (amido, celulose e outros). Seu papel mais importante na célula é estrutural e energético. As gorduras, ou melhor, os lipídios, desempenham as mesmas funções, só que participam de outros processos bioquímicos. Do ponto de vista da estrutura química, a gordura é um éster de ácidos orgânicos e glicerol.

Algoritmo para compilar fórmulas de isômeros de alcanos

1. Determine o número de átomos de carbono a partir da raiz do nome do hidrocarboneto.

2. Desenhe um diagrama de uma cadeia de carbono normal e numere os átomos de carbono nela contidos.

3. Desenhe um diagrama da cadeia de carbono numerada dos isômeros, que possuem um átomo de carbono a menos em comparação com a cadeia normal, anexe esse átomo de carbono em todas as posições possíveis aos átomos de carbono da cadeia principal numerada, exceto as extremas;

4. Desenhe um diagrama da cadeia de carbono numerada dos isômeros, que possuem dois átomos de carbono a menos em comparação com a cadeia normal; anexe esses dois átomos de carbono em todas as posições possíveis aos átomos de carbono da cadeia principal numerada, exceto os extremos.

5. Escreva os átomos de hidrogênio, levando em consideração as unidades de valência ausentes dos átomos de carbono nos diagramas da cadeia de carbono (valência do carbono – IV).

6. O número de átomos de carbono e hidrogênio na cadeia de carbono dos isômeros não deve mudar.

Algoritmo para compilar fórmulas de hidrocarbonetos pelo seu nome

1. Determine o número de átomos de carbono na molécula pela raiz do nome do hidrocarboneto.

2. Desenhe uma cadeia de carbono de acordo com o número de átomos de carbono na molécula.

3. Numere a cadeia de carbono.

4. Determine a presença da ligação de carbono correspondente na molécula pelo sufixo do nome do hidrocarboneto, desenhe essa ligação na cadeia de carbono.

5. Substitua os radicais de acordo com o número de átomos de carbono na cadeia.

6. Indique com travessões as valências ausentes dos átomos de carbono.

7. Preencha os átomos de hidrogênio que faltam.

8. Apresente a fórmula estrutural de forma abreviada.

Nomes de algumas substâncias orgânicas