CLASIFICAREA COMPUȘILOR ORGANICI. GRUPURI FUNCȚIONALE
Acum, să aruncăm o privire asupra tipurilor de compuși organici pe care trebuie să le studiem. Cunoașterea tuturor compușilor organici va face mai ușoară și mai ușor de înțeles examinarea claselor individuale de substanțe în capitolele ulterioare.
Substanțele organice sunt construite cu ajutorul legăturilor covalente, iar poeții sunt compuși din molecule cu un anumit aranjament de atomi. Pentru sistematizare și pentru realizarea convenabilă a substanțelor organice, acestea sunt împărțite în clase în funcție de ce grupuri caracteristice sunt disponibile în molecule. Astfel de grupuri de atomi se numesc grupuri functionale. Ele determină proprietățile chimice și fizice ale substanțelor organice. În consecință, conceptul unui grup funcțional este cel mai important concept al chimiei organice. Următoarele sunt grupuri funcționale caracteristice pentru diferite clase de compuși organici:
Mai jos sunt enumerate pe scurt cele mai comune tipuri de grupuri funcționale și sunt prezentate exemple. În formule, sunt identificate grupurile caracteristice pentru o anumită clasă de compuși.
Alcani sunt compuși care conțin carbon și hidrogen și sunt construiți cu legături simple. exemple:
haloalcani
Fig. 2-1. Modelul moleculei este penetrant: 1 - atom de carbon; 2-hidrogen
Cicloalcanii sunt compuși care conțin numai carbon și hidrogen, construiți cu ajutorul legăturilor simple și având în moleculă un ciclu format din atomi de carbon. exemple:
Cicloalcanii sunt deseori reprezentați schematic sub forma unei figuri geometrice care are cât mai multe noduri ca și atomii de carbon din ciclu.
Alkenurile sunt substanțe care conțin numai carbon și hidrogen, în molecule din care există cel puțin o dublă legătură carbon-carbon. exemple:
Fig. 2-2. Modelul moleculei de benzen: 1 - atom de carbon; 2 - atom de hidrogen; 3 - nor de electroni delocalizați
Alcinele sunt compuși care conțin doar carbon și hidrogen, în molecule de care există o legătură triplă carbon-carbon. Singura alchină care este utilizată pe scară largă este acetilenă (etină). Se utilizează în sudarea și tăierea metalelor în gaze și într-o serie de sinteze industriale. Formula acetilenă:
Hidrocarburile aromatice sunt substanțe în ale căror molecule există unul sau mai multe cicluri, de obicei șase membri, construite din atomi de carbon cu legături duble și simple alternante. Cu toate acestea, poziția acestor legături duble în ciclu nu este strict fixată. Șase electroni care formează trei legături sunt distribuite uniform de-a lungul inelului. Pentru a explica acest fapt, conceptul de rezonanță, discutat în Ch. 1. Delocalizarea electronilor din inel este motivul pentru creșterea stabilității compușilor aromatici și conduce la faptul că legăturile dintre atomii de carbon sunt "unu și jumătate" (mediu între simplu și dublu). În Fig. 2-2 prezintă dispunerea regiunilor de densitate electronică inelară deasupra și sub atomii de carbon. exemple:
Deoarece inelul benzenic se găsește adesea în formule chimice, acesta este de obicei prezentat schematic:
Fiecare vârf al unui hexagon simbolizează un atom de carbon, iar atomii de hidrogen nu sunt de obicei reprezentați. Într-o altă formă de realizare, dublele legături sunt desemnate printr-un inel din interiorul hexagonului, care simbolizează delocalizarea electronilor. Astfel, benzenul poate fi reprezentat în următoarele moduri:
Ultima opțiune este cea mai frecvent utilizată.
În prezent, utilizarea benzenului este din ce în ce mai limitată datorită proprietăților sale cancerigene slabe.
Alcoolii sunt substanțe care conțin o grupare hidroxi -OH conectată la un atom de carbon care nu intră în inelul aromatic. Restul moleculei de alcool are o structură de alcani (adică este construită din atomi de carbon și hidrogen folosind doar legături simple). exemple:
Acizii carboxilici au următorul grup funcțional:
Acest grup în acizii carboxilici este conectat de obicei la un atom de carbon. exemple:
Esterii. Cele mai multe mirosuri de fructe sunt create de esteri. Cu alte cuvinte, dacă miroși bananele, atunci organele olfactive sunt expuse la esterul acetat de pentil. Grăsimile și uleiurile sunt triesteri, adică conțin trei grupări esterice în moleculă.
Numele esterilor se formează din numele alcoolului și al acidului, din care sunt obținute. Astfel, un ester derivat din alcool etilic și acid acetic este numit acetat de etil sau etil etoat. Grupul funcțional de esteri este prezentat mai jos. Acesta poate fi combinat cu atomi de carbon și hidrogen. Rețineți că nu contează care parte a grupului ester este scrisă în stânga și care este pe dreapta:
Este important doar să se păstreze ordinea corectă a atomilor. Același lucru este valabil și pentru alte grupuri funcționale. exemple:
Cetonele sunt compuși care conțin un grup
Eterii conțin un grup. În acești compuși, două grupări alchil (grupări construite ca alcani) sunt conectate printr-un atom de oxigen. exemple:
Aminele conțin un atom de azot. Exemple:
Compoziția moleculelor de amide include o grupare. Exemplu:
Compușii heterociclici conțin inele construite nu numai din atomii de carbon. Ele sunt reprezentate de obicei schematic atunci când (Acest vârf poligon este simbolizat prin atomii de carbon și atomii de hidrogen asociate.
Fenolii sunt compuși în care o grupare hidroxi este atașată la unul dintre atomii de carbon ai inelului aromatic. exemple:
Aflați grupurile funcționale!
Grupurile funcționale trebuie învățate astfel încât, examinând formula structurală, puteți să determinați cu ușurință ce grupuri funcționale sunt prezente în compusul descris și la ce clasă de substanțe organice ar trebui să i se atribuie. Pentru a facilita memorarea, puteți sfătui să faceți cărți, unde pe o parte se va scrie numele clasei de compuși și, pe de altă parte, formula structurală a grupului funcțional caracteristic. Mai târziu, când veți deveni mai familiarizați cu compuși organici, va fi mai ușor să înțelegeți această problemă. La început, având în vedere că multe grupuri funcționale sunt similare cu celelalte, trebuie să fim foarte atenți.
Grupurile funcționale sunt grupuri de atomi dintr-o moleculă care determină proprietățile chimice și fizice caracteristice diferitelor clase de compuși organici.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: