Szerves kémia, tudomány, rajongók powered by Wikia

Szerves kémiai vizsgálatokat szénvegyületek más elemekkel - úgynevezett szerves vegyületek és azok átalakítása törvények. Az a képesség, a kapcsolódó szénatomot legtöbb eleme és formája molekulák különböző összetételű és szerkezete határozza meg a különféle szerves vegyületek (XX század végéig számuk meghaladta a 10 Mill.).

A tárgya szerves kémia magában foglalja a következő célkitűzéseket, kísérleti módszerek és elméleti fogalmak:

  • Izolálása az egyes anyagok a növényi, állati vagy ásványi nyersanyagokat
  • Szintézise és tisztítása vegyületek
  • Meghatározása az anyagok szerkezetét
  • Meghatározó mechanizmusok kémiai reakciók
  • Azonosítás kapcsolatok szerkezete között a szerves vegyületek és azok tulajdonságait

Van Novoszibirszk Intézet Szerves Kémia. NN Vorozhtsova RAS (NIOCh, Novosibirsk). Institute of Organic Chemistry. Zelinsky (NOB, Budapest). Institute of Organic Chemistry (NOB UC RAS, Ufa). Van egy "Journal of Organic Chemistry".

jogtörténet

Előállítási eljárásai különböző szerves vegyületek már ismert az ókorban. Egyiptomiak és rómaiak alizarin¹ és az indigó. tartalmazta a növényi anyagok. Sokan ismerik a titkot a szeszes italok és ecet sahar- és keményítőtartalmú nyersanyagokat.

A középkorban ezen ismeretek semmi sem volt hozzá, némi fejlődés kezdődött csak 16-17: egyes termékek érkeztek, főleg desztillációjával bizonyos növényi termékeket. A 1769-1785 Mr. Scheele azonosított több szerves savak. mint például alma. bor. citromsav. gallic. tejsav és oxálsav. 1773-ban, Ruel elkülöníthetők emberi vizeletből karbamid.

Izolált állati vagy növényi nyers termékek sok közös, de eltérő a szervetlen vegyületek. Így keletkezett a „Szerves kémia” - egy része a kémia, hogy tanulmányozza a kérdést. izolált organizmusok (definíciója Berzelius. 1807). Úgy gondoljuk, hogy ezek az anyagok csak úgy nyerhető az élő szervezetek miatt a „vitalitás”.

Mint általában hiszik, szerves kémia mint tudomány jött 1828-ban, amikor Fridrih Voler először van szerves anyag - karbamid - eredményeképpen a párolgás a vizes ammónium-cianát (NH4 OCN).

Fontos lépés volt a fejlődés elméletének vegyérték Cooper és Kekulé 1857-ben, valamint a kémiai szerkezetek Butlerov elmélet 1861-ben az ezek alapján elméletet állítottak már fel négy vegyértékű szén és az a képessége, hogy láncképzésre. 1865-ben Kekulé javasolt szerkezeti képlet benzol. amely egyike volt a legfontosabb felfedezések a szerves kémiában. 1875-ben van't Hoff és Le Bel javasolt tetraéderes modell a szénatom. ahol szénatomok vegyértékei irányítja a csúcsai a tetraéder. ha a szénatom közepébe helyeztük a tetraéder. 1917-ben, Lewis javasolt, hogy megvizsgálják a kémiai kötés segítségével az elektron pár.

1931-ben a Hückel alkalmazni kvantumelmélet, hogy ismertesse a tulajdonságait aromás szénhidrogének. mint alapított egy új trend a szerves kémia - kvantumkémia. 1933-ban g. Ingold töltött tanulmányozása reakció kinetikája szubsztitúció telített szénatomot tartalmaz, ami a nagyszabású tanulmány a kinetikája legtöbb szerves reakcióban.

Története szerves kémia történtek, hogy kapcsolatban a felfedezések a szerkezet a szerves vegyületek, de ez az állítás több köze a történelem kémia általában. Sokkal érdekesebb, hogy fontolja meg a történelem szerves kémia abból a szempontból is az anyagi bázist, azaz a. E. A tényleges tárgya a szerves kémia.

Hajnalán Organic Chemistry, a vizsgálat tárgyától döntően biológiai eredetű anyag. Ez az a tény, a szerves kémia kapta nevét. Tudományos és technológiai fejlődés nem áll még, és végül a fő anyagi alapja a szerves kémia kezdett kőszénkátrány. megjelent megszerzése kokszkalcináló szén. Ez alapján a feldolgozás kőszénkátrány a 19. század végén keletkezett bázikus szerves szintézisben. A 50-60 éves a múlt században volt egy eltolódás az alap szerves szintézis az új bázis - olaj. Így új kémia területén - petrolkémia. A hatalmas potenciál rakták az új nyersanyagok okozott boom a szerves kémia és kémia általában. A megjelenése és a gyors fejlődése olyan területeken, mint polimer kémia elsősorban az új nyersanyag bázis.

Annak ellenére, hogy a modern szerves kémia mint alapanyagot még mindig használja a nyers biológiai eredetű anyagot, és a kőszénkátrány, választható a feldolgozás mennyiségének ilyen típusú vegyipari alapanyagok összehasonlítása a feldolgozási olaj kicsi. A változás az anyag és a nyersanyag bázis szerves kémia okozták elsősorban a termelés növelése képességeit.

Osztályozása szerves vegyületek szerkesztése

Szabályok és jellemzői besorolási szabályok

Az osztályozás alapja a szerkezetét szerves vegyületek. A leírása alapján a szerkezet - szerkezeti képlet. Atomjai elemek jelöljük római karakter, mint szerepelnek a periódusos a kémiai elemek (Mendeleev táblázat). Kovalens kötések jelzi egyenes jellemző, a kapcsolatok száma jellemzi vegyértéke az elemek. Hidrogén és elektron deficiens kommunikációs jelöli a szaggatott vonal, ami azt jelzi, hogy az ionos kötések jelöljük részecske töltés a molekulában. Mivel a legtöbb szerves molekulák közé tartoznak a hidrogén. ez általában nem jelentik a kép szerkezetét. Így, ha a szerkezet az egyik atom van ábrázolva elégtelen vegyértéke. jelenti közelében az atom egy vagy több hidrogénatom.

Képezhet gyűrűs és aromás rendszereket.

Major típusú szerves vegyületek szerkesztése

  • Szénhidrogének - vegyületek, amely kizárólag szén- és hidrogénatomokból áll. Ezek viszont vannak osztva:
    • Telített - maximális száma hidrogénatomot tartalmaz szénatom.
    • Telítetlen - vannak, amely legalább egy kettős kötést tartalmaz.
    • A nyílt láncú
    • A zárt rendszerű - nem tartalmaz ciklust
  • Vegyületeket lévő heteroatomokkal funkciós csoportok - a vegyületek, amelyekben a szénhidrogéncsoport R kapcsolódik a funkciós csoport. A természet a funkciós csoportok vannak osztva:
    • halogénezett
    • Alkoholok. fenolok
    • Éterek (Eterija)
    • Észterek (észterek)
    • Tartalmazó vegyületek karbonilcsoport
      • aldehidek
      • ketonok
      • kinonok
    • Tartalmazó vegyületek karboxil-csoport (karbonsav. Észterek)
    • kéntartalmú vegyületek
    • nitrogéntartalmú vegyületeket
    • fémorganikus vegyületek
  • Heterociklusos - tartalmazó heteroatomot tartalmaz a gyűrűben. Különböznek a atomok száma a ciklusban, utalva heteroatomot, száma heteroatomot tartalmaz a gyűrűben.
  • Szerves eredetű - általában nagyon bonyolult vegyületet struktúrák gyakran tartoznak számos osztálya szerves anyagok, gyakran polimerek. Emiatt nehéz őket osztályozni, és elossza egy külön osztályt anyagok.
  • Polimerek - anyagok nagyon nagy molekulatömegű, ami áll ismétlődő csoportok - monomerek.

A szerkezet a szerves molekulák szerkesztése

Szerves molekulákat elsősorban kialakítva apoláros kovalens kötés a C-C, vagy poláros kovalens típusú C-O, C-N, C-Hal. Szerint a Lewis elmélet oktett és Kossel molekula stabil, ha a külső pályák a atomok teljesen ki van töltve. Az ilyen elemek például a C. N. O. halogenidek 8 elektronokat szükséges, hogy kitöltse a külső vegyérték pályák. hidrogén csak akkor kell 2 elektront. Polaritás miatt az elmozdulás a elektronsűrűség irányába több elektronegatív atommal.

A klasszikus elmélet a vegyértékkötéseket nem képesek megmagyarázni az összes típusú kapcsolatok, hogy létezik a szerves vegyületek, így a modern elmélet módszerével molekulapályák és kvantum kémiai módszerekkel.

A szerkezet a szerves anyag szerkesztése

A tulajdonságait szerves anyagok határozza meg nem csak a szerkezet a molekulák, hanem a számát és természetét a kölcsönhatások szomszédos molekulák, valamint a kölcsönös térbeli elrendezésben. A legtöbb ilyen tényezők világosan nyilvánul meg a különbség az anyagok tulajdonságait, amelyek különböző államaiban aggregációt. Így az olyan anyagok kölcsönható könnyen formájában gáz nem reagál teljesen a szilárd állapotban, vagy vezet más termékek.

A szilárd szerves anyagok, amelyek a legkifejezettebb Ezen tényezők megkülönböztetik a szerves kristály és az amorf test. Ezek leírása foglalkozik Science „szerves kémia szilárd anyagok”. amelynek alapja kapcsolódik a nevét a szovjet fizikus és kristályosító A. Kitaigorodskii. A használható szerves szilárd anyagok - szerves foszforvegyületek, a különböző polimerek, szenzorok, katalizátorok, elektromos vezetékek, mágnesek és mások.

Jellemzők szerves reakciók szerkesztése

ionok általában részt vesznek a szervetlen reakciókban. haladnak gyorsan véget szobahőmérsékleten. törés a kovalens kötések kialakítására az új gyakran fordulnak elő a szerves reakciókban. Jellemzően, ezek a folyamatok igényelnek különleges feltételek: egy bizonyos hőmérséklet, reakcióidő, és gyakran a katalizátor jelenlétében. Általában egy nem folytatódik, és számos reakció, így a kívánt termék kitermelése gyakran nem haladja meg a 50% -ot. Ezért, ha a kép nem használja a szerves reakciók egyenletet, és a számító áramkör nélkül sztöchiometriája.

Az a reakciók nagyon bonyolult módon és több lépésben nem feltétlenül így, mivel a reakció reakcióvázlaton látható hagyományosan. Intermedierként előfordulhat karbokationok R +. - R karbanionok. gyökök R ·. karbénekké CX2. kation gyökök. anion gyökök. és más aktív vagy instabil részecskék, jellemzően egy második élő. Részletes leírása az összes transzformációk előforduló molekuláris szinten a reakció során, a reakció mechanizmus nevezik.

A reakciókat szerint osztályozzák a kötési mód diszkontinuitás és, reakciók gerjesztési eljárások, molekuláris.

Meghatározása a szerkezet a szerves vegyületek szerkesztése

Során a teljes létezését szerves kémia mint tudomány, fontos feladat az volt, hogy meghatározzuk a szerkezet a szerves vegyületek. Ez azt jelenti, hogy tudja, melyik atom része a kapcsolat, a sorrendet, amelyben ezek az atomok kapcsolódnak egymáshoz, és hogyan helyezkednek el a térben.

Számos módszer fenti problémák megoldására.

  • Elemi analízis. Abban a tényben rejlik, hogy egy anyag bomlik egyszerűbb molekulák, amelyek száma meg tudja határozni a atomok száma tartalmazza a vegyület. Ezzel a módszerrel, lehetetlen megállapítása érdekében közötti kötések az atomok. Gyakran használják csak megerősíteni a feltételezett szerkezetet.
  • Infravörös spektroszkópia és a Raman-spektroszkópia (IR spektroszkópia és a Raman-spektroszkópia). Az anyag kölcsönhatásba lép az elektromágneses sugárzás (fény) az infravörös tartományban (IR-abszorpciós spektroszkópiával figyelhető Raman spektroszkópia - a sugárzás szóródása). Ez a fény elnyelését követően gerjeszti a vibrációs és rotációs szintek a molekulák. Referencia adatok száma, gyakorisága és intenzitása a rezgések a kapcsolódó molekula változás dipólus momentuma (infravörös spektroszkópia) vagy polarizálhatóságot (Raman spektroszkópia). Módszerek lehetséges jelenlétének megállapítása érdekében bizonyos funkciós csoportokat a molekulában. Gyakran használják, hogy erősítse a személyazonosságát az anyag, néhány már ismert anyag összehasonlításával spektrumok.
  • Tömegspektroszkópia. Az anyag bizonyos körülmények között (elektron impakt, kémiai ionizálás, stb) alakítjuk ionokat elvesztése nélkül az atomok (molekuláris ion) és a veszteségi (fragmentáció). Ez lehetővé teszi, hogy meghatározza a molekulatömeg és néha lehetővé teszi, hogy meghatározzák a különböző funkcionális csoportok.
  • magmágneses rezonancia módszerrel (NMR). Ez alapján a kölcsönhatás a sejtmagok rendelkező intrinsic mágneses momentum (spin) és helyezzük egy külső állandó mágneses tér a rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzás. Az egyik fő módszereket lehet használni, hogy meghatározzuk a kémiai szerkezetét. A módszert is használják, hogy tanulmányozza a térszerkezete molekulák, molekuláris dinamika. Attól függően, magok, amelyek kölcsönhatásba lépnek a sugárzás megkülönböztetni, például:
    • proton mágneses rezonancia módszerrel (TMR). Ez lehetővé teszi, hogy meghatározza a helyzetét 1 H hidrogénatomok a molekula.
    • 19 F. NMR módszerrel, hogy meghatározzuk a jelenlétét és helyzetét a fluoratomok a molekulában.
    • NMR 31 P. Az eljárás lehetővé teszi, hogy meghatározza a jelenlétét, helyzetét és vegyértékállapota foszfor tartalmaznak a molekulában.
    • 13 C-NMR-spektrum a módszer lehetővé teszi, hogy meghatározzuk a számát és típusát, a szénatomok a molekulában. Használt, hogy tanulmányozza formájában a szénváz a molekula.

Ezzel szemben az első három az utóbbi módszer egy kisebb izotóp elem, mivel az alapvető magja a szénizotóp - 12 C nulla spin és nem figyelhető meg a nukleáris mágneses rezonancia, valamint a 16 mag O - csak természetes oxigén izotóp.

  • Módszer ultraibolya spektroszkópia (UV spektroszkópia) vagy spektroszkópiához elektronikus átmenetek. A módszer alapja az a abszorpciós az elektromágneses sugárzás, amely az ultraibolya és látható tartományában a spektrumot az átmenet az elektronok a molekulában a tetején a töltött szinten betöltetlen energiaszintet (molekula gerjesztés). Leggyakrabban meghatározásához használt jelenlétét és tulajdonságait konjugált π-rendszerek.
  • Módszerek Az analitikai kémia. Lehetséges, hogy meghatározza a jelenléte bizonyos funkciós csoportok sajátos kémiai reakciók, egy tény, amely lehet rögzített áramlási vizuálisan vagy más módszerekkel.
  • Röntgen analízis.

A fenti technikák általában elegendő ahhoz, hogy teljesen meghatározzák a szerkezete ismeretlen anyag.

Referenciák szerkesztése

linkek szerkesztése