Органические соединения.
Предметом изучения органической химии являются органические вещества.
Органическая химия – это химия соединений углерода.
К органическим соединениям причисляют не только природные вещества, которые образуются при развитии растений или в результате жизнедеятельности животных, но и многие искусственно полученные в лаборатории вещества, которые по строению аналогичны природным веществам. В виде исключения угольная кислота, карбонаты, карбиды, оксиды углерода и карбонилы металлов относятся к неорганическим соединениям. В состав молекул органических веществ наряду с углеродом входят немногие химические элементы. Это прежде всего водород H, кислород O, азот N, сера S, галогены F, Cl, Br и I, фосфор P. Остальные элементы редко встречаются в органических соединениях; природные органические вещества, содержащие благородные газы, неизвестны. Несмотря на незначительное число элементов, входящих в состав органических веществ, число органических соединении намного превосходит число неорганических соединений. Известно около десяти миллионов органических и триста тысяч неорганических веществ.
Тип химической связи. В молекулах органических веществ атомы элементов связаны ковалентно. Во многих органических соединениях ковалентные связи являются полярными; ионный тип связи реализуется только в солях органических кислот, таких как ацетат натрия CH3COONa и др. Если атом углерода образует только одинарные связи, то он находится в центре тетраэдра молекулы, в вершины которого ориентированы sp3-гибридные атомные орбитали углерода. При наличии двойной связи атомные орбитали углерода гибридизуются по типу sp2, a при наличии тройной связи – по типу sp.
Углеродные цепи и циклы. Атомы углерода способны связываться в цепи и циклы (замкнутые цепи). Циклы бензольного типа – ароматические циклы – отличаются от замкнутых цепей алициклических соединений. Циклы могут включать наряду с атомами углерода атомы азота, кислорода или серы – гетероциклы.
Классификация органических соединении по строению углеродной цепи:
Гомологический ряд – это ряд соединений, в котором следующий член ряда отличается от предыдущего на группу -CH2–.
Например, насыщенные углеводороды (алканы) составляют следующий гомологический ряд:
CH4 → C2H6 → C3H8 → C4H10 → …
В пределах гомологического ряда физические свойства гомологов закономерно изменяются при удлинении цепи.