Obecnie związkami organicznymi nazywa sięzwiązki węgla, zawyjątkiem tlenków węgla isoli kwasu węglowego, zaliczanych dozwiązków nieorganicznych. Ilość związków organicznych jest olbrzymia. Obecnie znanych jest ok.10 milionów związków węgla (dla porównania liczba znanych związków nieorganicznych wynosi ok.500 tysięcy). Źródłem ogromnej różnorodności związków organicznych jest zdolność atomów węgla dołączenia sięze sobą trwałymi wiązaniami. Oprócz węgla wskład związków organicznych wchodzi także wodór, tlen, azot, siarka, atakże fluorowce.
Chemia organiczna stanowi najważniejszą gałąź przemysłu chemicznego. Prawie wszystkie leki, barwniki, tworzywa sztuczne iwłókna syntetyczne tozwiązki organiczne. Tutaj zalicza sięteż paliwa, środki piorące, kosmetyki, paliwa, nawozy, materiały wybuchowe.
Budowę cząsteczek związków organicznych opisują 3zasadnicze postulaty:
- Atomy węgla wzwiązkach organicznych sączterowartościowe.
- Atomy węgla mogą łączyć sięze sobą tworząc łańcuchy proste lubrozgałęzione oraz pierścienie odowolnej wielkości.
- Atomy węgla mogą łączyć sięze sobą lubz atomami innych pierwiastków wiązaniami pojedynczymi, podwójnymi lubpotrójnymi.
I. WĘGLOWODORY
A) ALKANY - węglowodory nasycone, pomiędzy atomami węgla występują tylko wiązania pojedyncze. Alkany tworzą szereg hom*ologiczny związków otej samej budowie iwłaściwościach różniących sięmiędzy sobą grupą CH2
Właściwości chemiczne alkanów:
- ulegają spalaniu
CH4 +2 O2 =CO2 +2 H2O (całkowite)
CH4 +3/2 O2 =CO +2 H2O (półspalanie)
CH4 +O2 =C +2 H2O (niecałkowite)
- ulegają reakcjom chlorowcowania
WZÓR NAZWA ALKANU
CH4 CH4 metan
C2H6 CH3 -CH3 etan
C3H8 CH3 -CH2 -CH3 propan
C4H10 CH3 -CH2 -CH2 -CH3 butan
C5H12 CH3 -CH2 -CH2 -CH2 -CH3 pentan
C6H14 CH3 -(CH2)4 -CH3 heksan
C7H16 CH3 -(CH2) 5 -CH3 heptan
C8H18 CH3 -(CH2)6 -CH3 oktan
C9H20 CH3 -(CH2)7 -CH3 nonan
C10H22 CH3 -(CH2)8 -CH3 dekan
B) ALKENY - węglowodory nienasycone, pomiędzy atomami węgla występują także wiązania podwójne
WZÓR NAZWA ALKENU
C2H4 CH2 =CH2 eten (etylen)
C3H6 CH2 =CH -CH3 propen
C4H8 CH2 =CH -CH2 -CH3 buten
C5H10 CH2 =CH -CH2 -CH2 -CH3 penten
C6H12 CH2 =CH -CH2 -CH2 -CH2 -CH3 heksen
C7H14 CH2 =CH -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH3 hekten
C8H16 CH2 =CH -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH3 okten
C9H18 CH2 =CH -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH3 nonen
C10H20 CH2 =CH -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH3 deken
Właściwości chemiczne alkenów:
- reagują zchlorem
- reagują zbromem
- reagują zwodorem
- reagują zkwasem solnym
- reagują zwodą podwpływem katalizatora
- produkcja polietylenu
Otrzymywanie :
- odwodnienie etanolu
- ogrzewanie chlorowcopochodnej alkanu zalkoholowym roztworem zasady potasowej
- reakcja zcynkiem
C) ALKINY - węglowodory nienasycone, pomiędzy atomami węgla występują także wiązania potrójne
Właściwości chemiczne:
- reaguje zbromem
- ulega uwodornieniu
- otrzymywanie PCV
- reaguje zkwasem octowym
- reakcja dimeryzacji acetylenu
Otrzymywanie :
- zwęgliku wapnia (karbidu)
- przez pirolizę metanu
D) WĘGLOWODORY AROMATYCZNE - budowie pierścieniowej, wktórych cząsteczkach między atomami węgla występują wiązania zdelokalizowane (budowa cząsteczki płaska, obecność wcząsteczce wiązania zdelokalizowanego), np.benzen
Właściwości fizyczne benzenu:
- bezbarwna, lotna ciecz ocharakterystycznym zapachu
- nierozpuszczalna wwodzie
- jest dobrym rozpuszczalnikiem niektórych związków organicznych.
- benzen spala siękopcącym płomieniem
- benzen niereaguje zwodą bromową iroztworem nadmanganianu potasu
- ulega reakcji podstawienia wpierścieniu aromatycznym
- ulega reakcji nitrowania (reakcja ztzw. mieszaniną nitrującą)
- ulega reakcji uwodornienia
Inne związki aromatyczne (ulegają reakcjom chemicznym analogicznie dobenzenu –reakcja nitrowania, reakcja bromowania):
- naftalen
- antracen
- fenantren
II. ALKOHOLE
A) ALKOHOLE JEDNOWODOROTLENOWE
Alkoholami nazywamy związki zawierające grupę lubgrupy hydroksylowe -OHpołączone znasyconymi atomami węgla (pochodne węglowodorów, wktórych wodór podstawiony jest przez grupę wodorotlenową).
Podstawowe alkohole:
- Alkohol metylowy CH3OH (metanol, nazywany jest również spirytusem drzewnym) Używany jest jako rozpuszczalnik, bardzo trujący.
- Alkohol etylowy(etanol) C2H5OH, jego 95%roztwór wodny nazywa siępotocznie spirytusem.
- Alkohol propylowy (propanol) C3H7OH istnieje wpostaci dwóch izomerów, jako propanol pierwszo- idrugorzędowy.
B) ALKOHOLE WIELOWODOROTLENOWE
Podobnie jakalkohole jednowodorotlenowe, taki alkohole wielowodorotlenowe można wyprowadzić zwęglowodorów zastępując atomy wodoru grupami -OH, ztym, żeprzy tymsamym atomie węgla niemogą znajdować siędwie grupy –OH.
Wśród alkoholi wielowodorotlenowych wyróżniamy:
- Alkohol dwuwodorotlenowy (diol).
- Alkohol trójwodorotlenowy jest gliceryna (propanotriol).Wśród pochodnych gliceryny naszczególną uwagę zasługują tłuszcze -właśnie przez hydrolizę otrzymuje sięglicerynę naskalę techniczną.
- Alkohole zczterema grupami -OHw cząsteczce (tetraole) nazywane zwyczajowo erytrynami.
- Alkohole z pięcioma grupami -OHw cząsteczce (pentaole) –nazywane pentytami,
- Alkohole zsześcioma grupami -OHw cząsteczce nazywane heksytami.
C) ALKOHOLE NIENASYCONE IAROMATYCZNE
- Najprostszym nienasyconym alkoholem otwierającym szereg hom*ologiczny alkenoli jest 2-propen-1-ol zwany zwyczajowo allilowym. Wyższe alkohole ojednym lubdwóch wiązaniach podwójnych włańcuchu znaleziono wolejkach eterycznych różnych roślin.
- Najprostszym alkoholem zpotrójnym wiązaniem jest alkohol propargilowy (2propyn-1-ol).
- Najprostszym alkoholem aromatycznym jest fenylometanol zwany zwyczajowo alkoholem benzylowym (C6H5CH2OH).
- Następnym wszeregu hom*ologicznym alkoholi aromatycznych, jest alkohol fenyloetylowy (2-fenylo-1-etanol) C6H5CH2CH2OH.
D) FENOLE
Fenole -hydroksylowe pochodne węglowodorów aromatycznych, wktórych grupa hydroksylowa związana jest zatomem węgla pierścienia aromatycznego
E) ETERY, TIOALKOHOLE, TIOETERY
- Etery owzorze ogólnym R-O-R' można uważać zaalkilowe lubarylowe pochodne wody, lubpochodne alkoholi, zktórych sięje zazwyczaj otrzymuje.
- Tioalkohole -analogi siarkowych alkoholi (nazywane również zwyczajowo merkaptanami)
- Siarkoetery -analogi eterów (zwane również tioeterami).
III. ZWIĄZKI KARBONYLOWE
A) ALDEHYDY IKETONY
Aldehydy iketony sąpochodnymi węglowodorów zawierającymi charakterystyczną grupę funkcyjną -CHO, zwaną grupą karbonylową. Gdyjedna zdwóch wartościowości atomu węgla grupy karbonylowej związana jest zgrupą organiczną, adruga zatomem wodoru mamy cząsteczkę aldehydu, agdy obie wartościowości węgla związane sąz grupami organicznymi mamy cząsteczkę ketonu.
B) KWASY KARBOKSYLOWE
Reakcje charakterystyczne:
- Jako słabe kwasy reagują zmetalami, tlenkami metali iwodorotlenkami metali tworząc sole.
- Kwasy karboksylowe sąsilniejsze odkwasu węglowego iwypierają goz jego soli.
- Ulegają reakcjom estryfikacji
- Ulegają reakcjom zamoniakiem prowadzące doamidów I-rzędowych
- Ulegają reakcjom bromowania
- Ulegają reakcjom znadtlenkiem wodoru
- Ulegają reakcjom dekarboksylacji -w których grupa karboksylowa zostaje zastąpiona atomem wodoru.
Otrzymywanie:
- utlenianie aldehydów lubalkoholi I-rzędowych
- hydroliza estrów -(reakcja odwrotna doreakcji estryfikacji)
- hydroliza amidów wśrodowisku kwasowym
C) KWASY DIKARBOKSYLOWE
Kwasy dikarboksylowe sąmocniejsze odmonokarboksylowych. Mają zastosowanie przy produkcji tworzyw sztucznych.
D) KWASY AROMATYCZNE
IV. POCHODNE KWASÓW
A) ESTRY - sąpochodnymi kwasów karboksylowych wktórych zamiast atomu wodoru grupy karboksylowej znajduje sięgrupa alkilowa lubarylowa.
Otrzymywanie:
- Reakcja estryfikacji -reakcja kwasu karboksylowego zalkoholem lubfenolem wobecności środowisku kwasowym
- Reakcja estryfikacji jest przykładem reakcji kondensacji.
Wykorzystanie:
- nadają zapach olejkom roślinnym iowocom
- wchodzą wskład wosku pszczelego istanowią powłokę liści
-są stosowane dowyrobu esencji zapachowych, rozpuszczalników ifarb
B) AMINY - organiczne pochodne amoniaku
Otrzymywanie:
- amin aromatycznych -przez redukcję związków nitrowych
- amin alifatycznych -przez podstawienie atomu fluorowca amoniakiem iwydzielenie aminy zasadą.
Reakcje:
- tworzenie soli wreakcji zkwasami.
- tworzenie amidów zkwasami karboksylowymi wwyniku ogrzewania
C) HYDROKSYKWASY -związki zawierające wcząsteczkach grupy karboksylowe ihydroksylowe (kwas mlekowy, kwas salicylowy)
D) AMINOKWASY - związki dwufunkcyjne zawierające wswych cząsteczkach grupy karboksylowe iaminowe.
E) AMINOKWASY BIAŁKOWE – wchodzące wskład białek, połączone wiązaniami peptydowymi (zewszystkich znanych białek wyodrębniono 25aminokwasów białkowych)
F) MOCZNIK - pochodna organiczna kwasu węglowego (kwas węglowy zewzględu naobecność wswojej cząsteczce dwóch grup karboksylowych może tworzyć pochodne organiczne)
V. TŁUSZCZE
A) TŁUSZCZE -estry gliceryny iwyższych kwasów tłuszczowych.
Reakcje charakterystyczne:
- zasadowa hydroliza tłuszczów -reakcja zmydlania
- reakcja utwardzania tłuszczów
B)KWASY TŁUSZCZOWE
- wyższe kwasy tłuszczowe (stearynowy, oleinowy)
- kwasy występujące wolejach roślinnych (linolowy, linolenowy, oleinowy)
C) MYDŁO - mieszanina soli sodowych kwasów tłuszczowych np.kwasu stearynowego i palmitynowego.
D) WOSKI - Woski sąestrami wyższych kwasów tłuszczowych monokarboksylowych i wyższych alkoholi jednowodorotlenowych oparzystych liczbach atomów węgla odC16 doC36.
VI. CUKRY
Ogólna nazwa cukry albo sacharydy obejmuje związki węgla, wodoru itlenu, których skład chemiczny wwiększości przypadków można ująć ogólnym wzorem CnH2nOm. Wielkości m in oznacza wtym przypadku liczby całkowite poczynając od3, przy czym n≥ m.
A) WĘGLOWODANY -wielowodorotlenowe aldehydy iwielowodorotlenowe ketony oraz związki, zktórych takie aldehydy lubketony można otrzymać wwyniku hydrolizy.
Zależnie odliczby atomów węgla wcząsteczkach cukrów prostych dzielimy jena:
- triozy zawierające trzy atomy węgla
- tetrozy -zawierające cztery atomy węgla
- pentozy -zawierające pięć atomów węgla
- heksozy zawierające sześć atomów węgla
B) OLIGOSACHARYDY - grupa polimerycznych cukrów składająca sięz kilku skondensowanych zsobą cukrów prostych
C) GLIKOZYDY - pochodne cukrów, szereg związków powstałych przez podstawienie wodoru hemiacetalowej grupy hydroksylowej resztą cukru lubinnego związku organicznego.
D) POLISACHARYDY -zwane także cukrami złożonymi lubwielocukrami sązwiązkami szeroko rozpowszechnionymi wprzyrodzie, zarówno worganizmach roślin jaki zwierząt. Cząsteczki polisacharydów zbudowane sąz dużej liczby (odsetek dokilku tysięcy) skondensowanych zsobą cząsteczek cukrów prostych.
E) SKROBIA IGLIKOGEN
Skrobia -najważniejszy polisacharyd zapasowy, azarazem jeden zbardziej rozpowszechnionych polisacharydów wmateriale roślinnym. Występuje onagłównie wnasionach iowocach, także wkorzeniach, kłączach iłodygach roślin. Szczególnie dużo skrobi zawierają ziarna zbóż ibulwy ziemniaków.
Glikogen -tzw. skrobia zwierzęca odgrywająca podobną rolę uzwierząt iludzi jakskrobia uroślin -jest związkiem stanowiącym zmagazynowany zapas cukrów worganizmie. Glikogen jest substancją stałą bezsmaku izapachu, pęczniejącą wzimnej wodzie.
F) CELULOZA - zwana również błonnikiem, jest najbardziej rozpowszechnionym wprzyrodzie polisacharydem ocharakterze budulcowym. Jest onagłównym składnikiem ścianek komórek roślinnych.
G) SUBSTANCJE PEKTYNOWE - podstawą budowy substancji pektynowych jest łańcuch złożony zreszt kwasu a-D-galaktouronowego połączonych zsobą wiązaniami 1,4.
- Podstawowa
- Chemia
- Chemia organiczna
