Istilah-istilah ini lahir lebih dari empat ratus tahun yang lalu. Para ahli kimia saat itu yakin bahwa organisme hidup dan tidak hidup terdiri dari kumpulan zat yang berbeda: yang pertama - dari organik, yang kedua dari anorganik ("mineral"). Belakangan menjadi jelas bahwa tidak ada jurang yang tidak dapat dilewati antara yang hidup dan yang tidak hidup. Namun demikian, pembagian tradisional zat menjadi dua kelompok besar tetap ada, meskipun telah kehilangan makna sebelumnya.

Sekarang zat organik paling sering didefinisikan sebagai berikut: senyawa yang termasuk karbon. Semua "secara default" lainnya diklasifikasikan sebagai anorganik (mineral). Garis yang jelas antara kedua kelompok tidak dapat ditarik, karena ada cukup pengecualian. Kami akan membicarakannya di bawah ini.

Selain itu, tidak semua zat yang disebut organik masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Di sisi lain, mereka selalu mengandung anorganik - air, garam mineral. Semua ini dapat membingungkan bagi yang tidak mengetahui kimia.

Secara umum, tidak mengherankan bahwa Persatuan Internasional Kimia Murni dan Terapan (IUPAC) tidak menawarkan definisi resmi senyawa anorganik atau organik.

Dan kontroversi berlanjut

Banyak zat yang mengandung karbon secara tradisional ditolak oleh ahli kimia sebagai organik, atau mereka berdebat tentang di mana mengklasifikasikannya. Ini adalah asam karbonat (karbonat) dan sianida (hidrosianat) dan garamnya, oksida karbon sederhana (termasuk karbon dioksida yang terkenal), senyawa karbon dengan belerang, silikon, karbida, dan lainnya. Tetapi masih ada zat sederhana yang hanya terdiri dari karbon - arang dan batu bara fosil, kokas, jelaga, grafit, dan beberapa lusin zat lainnya.


Tapi, secara umum, pembagian yang ada menjadi "organik" dan "anorganik" tetap ada. Jika hanya karena, tidak diragukan lagi, ini membantu untuk menavigasi dunia zat dan membiasakannya untuk pemula.

Mengapa karbon?

Memang, mengapa, dari lebih dari seratus unsur kimia, ternyata hanya karbon yang mampu membentuk jutaan zat? Ada dua alasan utama: atom karbon dapat bergabung dengan atom dari banyak unsur lain (hidrogen, oksigen, belerang, fosfor, dan banyak lainnya) dan satu sama lain. Dalam kasus terakhir, rantai dengan panjang berapa pun dan desain paling beragam terbentuk - linier, bercabang, tertutup.

Akibatnya, jumlah zat organik alami dan sintesis diperkirakan sekitar 27 juta, sedangkan zat anorganik hanya mendekati setengah juta. Seperti yang mereka katakan, rasakan perbedaannya.

Semuanya butuh ketertiban

Zat anorganik biasanya dibagi menjadi sederhana dan kompleks. Yang pertama terdiri dari atom-atom yang identik. Atom dari unsur yang berbeda membentuk zat kompleks: oksida, hidroksida, asam, garam. Pendekatan lain juga dimungkinkan. Misalnya, mengklasifikasikan berdasarkan salah satu unsur: senyawa besi, senyawa klorin.

Zat organik memiliki lebih banyak kelas. Menurut komposisi dan strukturnya, mereka biasanya dibagi menjadi protein, asam amino, lipid, asam lemak, karbohidrat, asam nukleat. Berdasarkan aksi biologisnya, senyawa organik dapat dikelompokkan menjadi alkaloid, enzim, vitamin, hormon, neurotransmiter, dll.

Klasifikasi juga menyiratkan "penamaan". Tentu saja, senyawa yang berbeda harus selalu memiliki nama yang berbeda, dan pada saat yang sama diinginkan bahwa zat itu sendiri dapat dinilai berdasarkan namanya. Tetapi jika menyangkut jutaan nama yang berbeda… Bagaimana dengan ini: (6E,13E)-18-bromo-12-butyl-11-chloro-4,8-diethyl-5-hydroxy-15-methoxytricose-6,13- diena -19-in-3,9-dion? Itu dikompilasi sesuai dengan semua aturan resmi kimia organik.


Jelas bahwa kata-kata terpanjang harus dicari justru di dunia organik. Dalam bahasa Rusia, kata "tetrahydropyranylcyclopentyltetrahydropyridopyridine" (55 huruf!) dianggap sebagai juara. Tapi ini jauh dari batas. Di otot kita ada protein titin, nama kimia lengkap yang dalam versi bahasa Inggris terdiri dari 189.819 huruf dan diucapkan selama sekitar tiga setengah jam. Kami harap Anda tidak tersinggung jika kami tidak mempublikasikannya di sini.

Diketahui bahwa sifat-sifat zat organik ditentukan oleh komposisi dan struktur kimianya. Oleh karena itu, tidak mengherankan jika klasifikasi senyawa organik didasarkan pada teori struktur – teori L. M. Butlerov. Klasifikasi zat organik berdasarkan keberadaan dan urutan hubungan atom dalam molekulnya. Bagian yang paling tahan lama dan paling tidak dapat diubah dari molekul bahan organik adalah kerangkanya - rantai atom karbon. Tergantung pada urutan koneksi atom karbon dalam rantai ini, zat dibagi menjadi asiklik, yang tidak mengandung rantai tertutup atom karbon dalam molekul, dan karbosiklik, yang mengandung rantai (siklus) seperti itu dalam molekul.
Selain atom karbon dan hidrogen, molekul zat organik dapat mengandung atom unsur kimia lainnya. Zat dalam molekul yang disebut heteroatom ini termasuk dalam rantai tertutup diklasifikasikan sebagai senyawa heterosiklik.
Heteroatom (oksigen, nitrogen, dll.) dapat menjadi bagian dari molekul dan senyawa asiklik, membentuk gugus fungsi di dalamnya, misalnya, hidroksil - OH, karbonil, karboksil, gugus amino -NH2.
Kelompok fungsional- sekelompok atom yang menentukan sifat kimia yang paling khas dari suatu zat dan milik kelas senyawa tertentu.

hidrokarbon adalah senyawa yang hanya terdiri dari atom hidrogen dan karbon.

Tergantung pada struktur rantai karbon, senyawa organik dibagi menjadi senyawa dengan rantai terbuka - asiklik (alifatik) dan siklik- dengan rantai atom tertutup.

Siklus dibagi menjadi dua kelompok: senyawa karbosiklik(siklus hanya dibentuk oleh atom karbon) dan heterosiklik(siklus juga mencakup atom lain, seperti oksigen, nitrogen, belerang).

Senyawa karbosiklik, pada gilirannya, mencakup dua rangkaian senyawa: alisiklik dan aromatik.

Senyawa aromatik berdasarkan struktur molekulnya memiliki siklus datar yang mengandung karbon dengan sistem elektron-p tertutup khusus yang membentuk sistem- umum (awan elektron- tunggal). Aromatisitas juga merupakan karakteristik dari banyak senyawa heterosiklik.

Semua senyawa karbosiklik lainnya termasuk dalam deret alisiklik.

Hidrokarbon asiklik (alifatik) dan siklik dapat mengandung banyak ikatan (ganda atau rangkap tiga). Hidrokarbon semacam ini disebut tak jenuh (unsaturated) berbeda dengan pembatas (saturated) yang hanya mengandung ikatan tunggal.

Batasi hidrokarbon alifatik ditelepon alkana, mereka memiliki rumus umum C n H 2 n +2, di mana n adalah jumlah atom karbon. Nama lama mereka sering digunakan dan sekarang - parafin.

mengandung satu ikatan rangkap, mendapat nama alkena. Mereka memiliki rumus umum C n H 2 n .

Hidrokarbon alifatik tak jenuhdengan dua ikatan rangkap ditelepon alkalin

Hidrokarbon alifatik tak jenuhdengan satu ikatan rangkap tiga ditelepon alkuna. Rumus umum mereka adalah C n H 2 n - 2.

Batasi hidrokarbon alisiklik - sikloalkana, rumus umum mereka C n H 2 n .

Kelompok khusus hidrokarbon, aromatik, atau arena(dengan sistem -elektron umum tertutup), diketahui dari contoh hidrokarbon dengan rumus umum C n H 2 n -6.

Jadi, jika dalam molekulnya satu atau lebih atom hidrogen digantikan oleh atom atau gugus atom lain (halogen, gugus hidroksil, gugus amino, dll.), turunan hidrokarbon: turunan halogen, yang mengandung oksigen, mengandung nitrogen dan senyawa organik lainnya.

Turunan halogen hidrokarbon dapat dianggap sebagai produk substitusi dalam hidrokarbon dari satu atau lebih atom hidrogen oleh atom halogen. Sesuai dengan ini, mungkin ada turunan halogen pembatas dan tak jenuh mono-, di-, tri- (umumnya poli-).

Rumus umum turunan monohalogen dari hidrokarbon jenuh:

dan komposisinya dinyatakan dengan rumus

C n H 2 n +1 ,

di mana R adalah sisa dari hidrokarbon jenuh (alkana), radikal hidrokarbon (sebutan ini digunakan lebih lanjut ketika mempertimbangkan kelas lain dari zat organik), G adalah atom halogen (F, Cl, Br, I).

alkohol- turunan dari hidrokarbon di mana satu atau lebih atom hidrogen digantikan oleh gugus hidroksil.

Alkohol disebut monoatomik, jika mereka memiliki satu gugus hidroksil, dan limit jika mereka adalah turunan dari alkana.

Rumus umum alkohol monohidrat jenuh:

dan komposisinya dinyatakan dengan rumus umum:
C n H 2 n +1 OH atau C n H 2 n +2 O

Contoh alkohol polihidrat diketahui, yaitu, memiliki beberapa gugus hidroksil.

Fenol- turunan dari hidrokarbon aromatik (seri benzena), di mana satu atau lebih atom hidrogen dalam cincin benzena digantikan oleh gugus hidroksil.

Perwakilan paling sederhana dengan rumus C 6 H 5 OH disebut fenol.

Aldehid dan keton- turunan dari hidrokarbon yang mengandung gugus atom karbonil (karbonil).

Dalam molekul aldehida, satu ikatan karbonil terhubung dengan atom hidrogen, yang lain - dengan radikal hidrokarbon.

Dalam kasus keton, gugus karbonil terikat pada dua radikal (umumnya berbeda).

Komposisi aldehida dan keton pembatas dinyatakan dengan rumus C n H 2l O.

asam karboksilat- turunan dari hidrokarbon yang mengandung gugus karboksil (-COOH).

Jika ada satu gugus karboksil dalam molekul asam, maka asam karboksilat adalah monobasa. Rumus umum asam monobasa jenuh (R-COOH). Komposisinya dinyatakan dengan rumus C n H 2 n O 2 .

Eter adalah zat organik yang mengandung dua radikal hidrokarbon yang dihubungkan oleh atom oksigen: R-O-R atau R 1 -O-R 2 .

Radikal mungkin sama atau berbeda. Komposisi eter dinyatakan dengan rumus C n H 2 n +2 O

Ester- senyawa yang dibentuk dengan mengganti atom hidrogen dari gugus karboksil dalam asam karboksilat dengan radikal hidrokarbon.

senyawa nitro- turunan dari hidrokarbon di mana satu atau lebih atom hidrogen digantikan oleh gugus nitro -NO 2 .

Rumus umum senyawa mononitro pembatas:

dan komposisinya dinyatakan dengan rumus umum

C n H 2 n +1 NO 2.

amina- senyawa yang dianggap sebagai turunan dari amonia (NH 3), di mana atom hidrogen digantikan oleh radikal hidrokarbon.

Tergantung pada sifat radikalnya, amina dapat alifatikdan aromatik.

Tergantung pada jumlah atom hidrogen yang digantikan oleh radikal, ada:

Amina primer dengan rumus umum: R-NH 2

Sekunder - dengan rumus umum: R 1 -NH-R 2

Tersier - dengan rumus umum:

Dalam kasus tertentu, amina sekunder dan tersier mungkin memiliki radikal yang sama.

Amina primer juga dapat dianggap sebagai turunan dari hidrokarbon (alkana), di mana satu atom hidrogen digantikan oleh gugus amino -NH 2 . Komposisi amina primer pembatas dinyatakan dengan rumus C n H 2 n +3 N.

Asam amino mengandung dua gugus fungsi yang terhubung ke radikal hidrokarbon: gugus amino -NH 2 , dan karboksil -COOH.

Komposisi asam amino pembatas yang mengandung satu gugus amino dan satu karboksil dinyatakan dengan rumus C n H 2 n +1 NO 2 .

Senyawa organik penting lainnya diketahui memiliki beberapa gugus fungsi yang berbeda atau identik, rantai linier panjang yang terkait dengan cincin benzena. Dalam kasus seperti itu, definisi ketat apakah suatu zat termasuk dalam kelas tertentu tidak mungkin. Senyawa ini sering diisolasi ke dalam kelompok zat tertentu: karbohidrat, protein, asam nukleat, antibiotik, alkaloid, dll.

Untuk nama senyawa organik, 2 nomenklatur digunakan - nama rasional dan sistematik (IUPAC) dan trivial.

Penyusunan nama sesuai nomenklatur IUPAC

1) Dasar nama senyawa adalah akar kata, yang menunjukkan hidrokarbon jenuh dengan jumlah atom yang sama dengan rantai utama.

2) Sufiks ditambahkan ke root, yang mencirikan tingkat kejenuhan:

An (membatasi, tidak ada ikatan ganda);
-en (dengan adanya ikatan rangkap);
-in (dengan adanya ikatan rangkap tiga).

Jika ada beberapa ikatan rangkap, maka jumlah ikatan tersebut (-diena, -triena, dll.) ditunjukkan dalam akhiran, dan setelah akhiran, posisi ikatan rangkap harus ditunjukkan dalam angka, misalnya:
CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 CH 3 -CH \u003d CH -CH 3
butena-1 butena-2

CH 2 \u003d CH - CH \u003d CH 2
butadiena-1,3

Gugus seperti nitro-, halogen, radikal hidrokarbon yang tidak termasuk dalam rantai utama dikeluarkan ke awalan. Mereka terdaftar dalam urutan abjad. Posisi substituen ditunjukkan dengan angka sebelum awalan.

Urutan judulnya adalah sebagai berikut:

1. Temukan rantai atom C terpanjang.

2. Beri nomor urut atom karbon dari rantai utama, mulai dari ujung yang paling dekat dengan cabang.

3. Nama alkana terdiri dari nama-nama radikal samping, diurutkan berdasarkan abjad, menunjukkan posisi dalam rantai utama, dan nama rantai utama.

Nomenklatur beberapa zat organik (sepele dan internasional)

KIMIA ORGANIK

Buku teks untuk siswa spesialisasi 271200 "Teknologi produk makanan untuk keperluan khusus dan katering umum", 351100 "Ilmu komoditas dan pemeriksaan barang"

pengantar

Penggunaan zat organik oleh manusia dan isolasinya dari sumber alami telah ditentukan oleh kebutuhan praktis sejak zaman kuno.

Sebagai cabang ilmu khusus, kimia organik muncul pada awal abad ke-19 dan kini telah mencapai tingkat perkembangan yang cukup tinggi. Dari sejumlah besar senyawa kimia, sebagian besar (lebih dari 5 juta) mengandung karbon dalam komposisinya, dan hampir semuanya adalah zat organik. Sebagian besar senyawa organik adalah zat yang diperoleh dengan menggunakan metode ilmiah baru. Senyawa alam saat ini merupakan zat yang cukup dipelajari dan menemukan area aplikasi baru dalam penunjang kehidupan manusia.

Saat ini, praktis tidak ada cabang ekonomi nasional yang tidak terkait dengan kimia organik: kedokteran, farmakologi, teknologi elektronik, penerbangan dan luar angkasa, industri ringan dan makanan, pertanian, dll.

Sebuah studi mendalam tentang zat organik alami, seperti lemak, karbohidrat, protein, vitamin, enzim, dan lain-lain, telah membuka kemungkinan mengganggu proses metabolisme, menawarkan diet seimbang, dan mengatur proses fisiologis. Kimia organik modern, berkat wawasan tentang mekanisme reaksi yang terjadi selama penyimpanan dan pemrosesan produk makanan, memungkinkan untuk mengontrolnya.

Zat organik telah menemukan aplikasi dalam produksi sebagian besar barang konsumsi, dalam teknologi, dalam produksi pewarna, barang keagamaan, parfum, industri tekstil, dll.

Kimia organik merupakan dasar teori penting dalam studi biokimia, fisiologi, teknologi produksi pangan, ilmu komoditas, dll.

Klasifikasi senyawa organik

Semua senyawa organik dibagi menurut struktur kerangka karbon:

1. Senyawa asiklik (alifatik), memiliki rantai karbon terbuka, baik lurus maupun bercabang.

2-metilbutana

asam stearat

2. Senyawa karbosiklik adalah senyawa yang mengandung siklus atom karbon. Mereka dibagi menjadi alisiklik dan aromatik.

Senyawa alisiklik adalah senyawa dengan struktur siklik yang tidak memiliki sifat aromatik.

siklopentana

Zat aromatik termasuk zat yang mengandung cincin benzena dalam molekulnya, misalnya:
toluena

3. Senyawa heterosiklik- zat yang mengandung siklus yang terdiri dari atom karbon dan heteroatom, misalnya:

furan piridin

Senyawa dari setiap bagian, pada gilirannya, dibagi menjadi kelas-kelas yang merupakan turunan dari hidrokarbon, dalam molekulnya atom hidrogen digantikan oleh berbagai gugus fungsi:

turunan halogen CH3 -Cl; alkohol CH3 -OH; turunan nitro CH 3 -CH 2 -NO 2; amina CH3 -CH2 -NH2; asam sulfonat CH 3 -CH 2 -SO 3 H; aldehida CH 3 -HC \u003d O; asam karboksilat
lainnya.

Gugus fungsi menentukan sifat kimia senyawa organik.

Tergantung pada jumlah radikal hidrokarbon yang terkait dengan atom karbon tertentu, yang terakhir disebut primer, sekunder, tersier dan kuaterner.

Kelas senyawa organik

	deret homolog	Kelompok fungsional	Contoh koneksi	Nama
	Batasi hidrokarbon ( alkana)
	Hidrokarbon etilen ( alkena)
	Hidrokarbon asetilen ( alkuna)
	Hidrokarbon diena ( alkalin)			Butadiena-1,3
	hidrokarbon aromatik			Metilbenzena (toluena)
	Aldehida			propana
				propanon
Akhir meja
	asam karboksilat			asam propanoat
	Ester			Etil asetat (etil ester asetat)
				etilamina
	Asam amino			Asam aminoetanoat (glisin)
	Asam sulfonat			asam benzenasulfonat

isomerisme

isomerisme- ini adalah fenomena ketika zat, yang memiliki komposisi kuantitatif dan kualitatif yang sama, berbeda dalam struktur, sifat fisik dan kimia.

Jenis isomerisme:

1. Isomerisme struktural:

a) Isomerisme kerangka karbon.

2-metilpropana (isobutana)

b) Isomerisme posisi ikatan rangkap (tiga).

1-butena 2-butena

c) Isomerisme posisi gugus fungsi.

1-propanol 2-propanol

2. Stereoisomerisme (spasial):

a) Geometris: cis-, trans-isomerisme. Karena pengaturan spasial yang berbeda dari substituen relatif terhadap bidang ikatan rangkap; terjadi karena kurangnya rotasi di sekitar ikatan rangkap.

cisbutena-2 transbutena-2

b) Isomer optik atau cermin adalah jenis isomerisme spasial (stereoisomerisme) tergantung pada asimetri molekul, mis. dari susunan spasial empat atom atau kelompok atom yang berbeda di sekitar atom karbon asimetris. Isomer optik (stereoisomer) terkait satu sama lain seperti objek ke bayangan cerminnya. Isomer optik seperti itu disebut antipoda, dan campurannya dalam jumlah yang sama dari keduanya disebut campuran rasemat. Dalam hal ini, mereka adalah zat yang tidak aktif secara optik, karena masing-masing isomer memutar bidang polarisasi cahaya ke arah yang berlawanan. Asam laktat memiliki 2 antipoda, yang jumlahnya ditentukan oleh rumus 2 n = jumlah isomer, di mana n adalah jumlah atom karbon asimetris.

Banyak zat organik (asam hidroksi) adalah zat aktif optik. Setiap zat aktif optik memiliki rotasi spesifik cahaya terpolarisasi.

Fakta aktivitas optik zat mengacu pada semua zat organik yang memiliki atom karbon asimetris dalam komposisinya (asam hidroksi, karbohidrat, asam amino, dll.).

Di masa lalu, para ilmuwan membagi semua zat di alam menjadi benda mati dan hidup bersyarat, termasuk kerajaan hewan dan tumbuhan di antara yang terakhir. Zat dari kelompok pertama disebut mineral. Dan yang masuk yang kedua, mulai disebut zat organik.

Apa yang dimaksud dengan ini? Kelas zat organik adalah yang paling luas di antara semua senyawa kimia yang dikenal ilmuwan modern. Pertanyaan tentang zat mana yang organik dapat dijawab sebagai berikut - ini adalah senyawa kimia yang termasuk karbon.

Harap dicatat bahwa tidak semua senyawa yang mengandung karbon bersifat organik. Misalnya, corbides dan karbonat, asam karbonat dan sianida, karbon oksida tidak termasuk di dalamnya.

Mengapa ada begitu banyak zat organik?

Jawaban atas pertanyaan ini terletak pada sifat-sifat karbon. Unsur ini menarik karena ia mampu membentuk rantai dari atom-atomnya. Dan pada saat yang sama, ikatan karbon sangat stabil.

Selain itu, dalam senyawa organik, ia menunjukkan valensi tinggi (IV), yaitu. kemampuan untuk membentuk ikatan kimia dengan zat lain. Dan tidak hanya tunggal, tetapi juga ganda dan bahkan tiga kali lipat (jika tidak - kelipatan). Ketika multiplisitas ikatan meningkat, rantai atom menjadi lebih pendek, dan stabilitas ikatan meningkat.

Dan karbon diberkahi dengan kemampuan untuk membentuk struktur linier, datar, dan tiga dimensi.

Itulah sebabnya zat organik di alam sangat beragam. Anda dapat dengan mudah memeriksanya sendiri: berdiri di depan cermin dan perhatikan bayangan Anda dengan cermat. Masing-masing dari kita adalah buku teks berjalan tentang kimia organik. Pikirkan tentang ini: setidaknya 30% dari massa setiap sel Anda adalah senyawa organik. Protein yang membangun tubuh Anda. Karbohidrat, yang berfungsi sebagai “bahan bakar” dan sumber energi. Lemak yang menyimpan cadangan energi. Hormon yang mengontrol fungsi organ dan bahkan perilaku Anda. Enzim yang memulai reaksi kimia di dalam diri Anda. Dan bahkan "kode sumber", untaian DNA, semuanya adalah senyawa organik berbasis karbon.

Komposisi zat organik

Seperti yang kami katakan di awal, bahan bangunan utama untuk bahan organik adalah karbon. Dan hampir semua elemen, yang bergabung dengan karbon, dapat membentuk senyawa organik.

Di alam, paling sering dalam komposisi zat organik adalah hidrogen, oksigen, nitrogen, belerang dan fosfor.

Struktur zat organik

Keragaman zat organik di planet ini dan keragaman strukturnya dapat dijelaskan oleh ciri khas atom karbon.

Anda ingat bahwa atom karbon dapat membentuk ikatan yang sangat kuat satu sama lain, terhubung dalam rantai. Hasilnya adalah molekul yang stabil. Cara atom karbon terhubung dalam rantai (diatur dalam pola zig-zag) adalah salah satu fitur utama dari strukturnya. Karbon dapat bergabung menjadi rantai terbuka dan menjadi rantai tertutup (siklik).

Penting juga bahwa struktur bahan kimia secara langsung mempengaruhi sifat kimianya. Peran penting juga dimainkan oleh bagaimana atom dan kelompok atom dalam molekul saling mempengaruhi.

Karena kekhasan strukturnya, jumlah senyawa karbon dari jenis yang sama mencapai puluhan dan ratusan. Misalnya, kita dapat mempertimbangkan senyawa hidrogen dari karbon: metana, etana, propana, butana, dll.

Misalnya, metana - CH 4. Kombinasi hidrogen dengan karbon dalam kondisi normal berada dalam keadaan agregasi gas. Ketika oksigen muncul dalam komposisi, cairan terbentuk - metil alkohol CH 3 OH.

Tidak hanya zat dengan komposisi kualitatif yang berbeda (seperti dalam contoh di atas) menunjukkan sifat yang berbeda, tetapi zat dengan komposisi kualitatif yang sama juga mampu melakukan hal ini. Contohnya adalah perbedaan kemampuan metana CH 4 dan etilen C 2 H 4 untuk bereaksi dengan brom dan klor. Metana mampu bereaksi seperti itu hanya jika dipanaskan atau di bawah sinar ultraviolet. Dan etilen bereaksi bahkan tanpa penerangan dan pemanasan.

Pertimbangkan opsi ini: komposisi kualitatif senyawa kimia sama, kuantitatifnya berbeda. Maka sifat kimia dari senyawa tersebut berbeda. Seperti dalam kasus asetilena C 2 H 2 dan benzena C 6 H 6.

Bukan peran terakhir dalam varietas ini yang dimainkan oleh sifat-sifat zat organik yang "terikat" dengan strukturnya, seperti isomerisme dan homologi.

Bayangkan Anda memiliki dua zat yang tampaknya identik - komposisi yang sama dan rumus molekul yang sama untuk menggambarkannya. Tetapi struktur zat-zat ini pada dasarnya berbeda, oleh karena itu perbedaan dalam sifat kimia dan fisik. Misalnya, rumus molekul C 4 H 10 dapat ditulis untuk dua zat yang berbeda: butana dan isobutana.

Kita berbicara tentang isomer- senyawa yang memiliki komposisi dan berat molekul yang sama. Tetapi atom-atom dalam molekulnya terletak dalam urutan yang berbeda (struktur bercabang dan tidak bercabang).

Tentang homologi- ini adalah karakteristik rantai karbon di mana setiap anggota berikutnya dapat diperoleh dengan menambahkan satu gugus CH 2 ke yang sebelumnya. Setiap deret homolog dapat dinyatakan dengan satu rumus umum. Dan mengetahui rumusnya, mudah untuk menentukan komposisi salah satu anggota seri. Misalnya, homolog metana dijelaskan dengan rumus C n H 2n+2 .

Saat "perbedaan homolog" CH 2 ditambahkan, ikatan antara atom-atom zat diperkuat. Mari kita ambil deret metana yang homolog: empat suku pertamanya adalah gas (metana, etana, propana, butana), enam berikutnya adalah cairan (pentana, heksana, heptana, oktana, nonana, dekana), dan kemudian zat dalam keadaan padat agregasi (pentadecane, eicosan, dll.). Dan semakin kuat ikatan antar atom karbon, semakin tinggi berat molekul, titik didih dan titik leleh zat.

Apa kelas zat organik yang ada?

Zat organik asal biologis meliputi:

• protein;
• karbohidrat;
• asam nukleat;
• lemak.

Tiga poin pertama juga bisa disebut polimer biologis.

Klasifikasi bahan kimia organik yang lebih rinci mencakup zat yang tidak hanya berasal dari biologis.

Hidrokarbon tersebut adalah:

• senyawa asiklik:
  • hidrokarbon jenuh (alkana);
  • Hidrokarbon tak jenuh:
    • alkena;
    • alkuna;
    • alkalin.
• senyawa siklik:
  • senyawa karbosiklik:
    • alisiklik;
    • aromatik.
  • senyawa heterosiklik.

Ada juga kelas lain dari senyawa organik di mana karbon bergabung dengan zat selain hidrogen:

• alkohol dan fenol;
• aldehida dan keton;
• asam karboksilat;
• ester;
• lemak;
• karbohidrat:
  • monosakarida;
  • oligosakarida;
  • polisakarida.
  • mukopolisakarida.
• amina;
• asam amino;
• protein;
• asam nukleat.

Rumus zat organik berdasarkan kelas

Contoh zat organik

Seperti yang Anda ingat, di dalam tubuh manusia, berbagai macam zat organik adalah dasar dari fondasinya. Ini adalah jaringan dan cairan kita, hormon dan pigmen, enzim dan ATP, dan banyak lagi.

Dalam tubuh manusia dan hewan, protein dan lemak diprioritaskan (setengah dari berat kering sel hewan adalah protein). Pada tumbuhan (sekitar 80% dari massa kering sel) - untuk karbohidrat, terutama kompleks - polisakarida. Termasuk untuk selulosa (yang tanpanya tidak akan ada kertas), pati.

Mari kita bicara tentang beberapa dari mereka secara lebih rinci.

Misalnya tentang karbohidrat. Jika mungkin untuk mengambil dan mengukur massa semua zat organik di planet ini, karbohidratlah yang akan memenangkan kompetisi ini.

Mereka berfungsi sebagai sumber energi dalam tubuh, bahan bangunan untuk sel, dan juga melakukan pasokan zat. Tumbuhan menggunakan pati untuk tujuan ini, dan glikogen untuk hewan.

Selain itu, karbohidrat sangat beragam. Misalnya karbohidrat sederhana. Monosakarida yang paling umum di alam adalah pentosa (termasuk deoksiribosa, yang merupakan bagian dari DNA) dan heksosa (glukosa, yang sudah Anda kenal).

Seperti batu bata, di lokasi konstruksi alam yang besar, polisakarida dibangun dari ribuan monosakarida. Tanpa mereka, lebih tepatnya, tanpa selulosa, pati, tidak akan ada tanaman. Ya, dan hewan tanpa glikogen, laktosa, dan kitin akan mengalami kesulitan.

Yuk simak baik-baik tupai. Alam adalah ahli mosaik dan teka-teki terbesar: hanya dari 20 asam amino, 5 juta jenis protein terbentuk dalam tubuh manusia. Protein juga memiliki banyak fungsi vital. Misalnya, konstruksi, pengaturan proses dalam tubuh, pembekuan darah (ada protein terpisah untuk ini), pergerakan, pengangkutan zat-zat tertentu dalam tubuh, mereka juga merupakan sumber energi, dalam bentuk enzim mereka bertindak sebagai katalis untuk reaksi, memberikan perlindungan. Antibodi memainkan peran penting dalam melindungi tubuh dari pengaruh eksternal yang negatif. Dan jika perselisihan terjadi dalam penyesuaian tubuh, antibodi, alih-alih menghancurkan musuh eksternal, dapat bertindak sebagai agresor terhadap organ dan jaringan tubuh mereka sendiri.

Protein juga dibagi menjadi sederhana (protein) dan kompleks (protein). Dan mereka memiliki sifat yang hanya melekat pada mereka: denaturasi (penghancuran, yang telah Anda perhatikan lebih dari sekali ketika Anda merebus telur rebus) dan renaturasi (sifat ini banyak digunakan dalam pembuatan antibiotik, konsentrat makanan, dll.).

Jangan abaikan dan lemak(lemak). Di dalam tubuh kita, mereka berfungsi sebagai sumber energi cadangan. Sebagai pelarut, mereka membantu jalannya reaksi biokimia. Berpartisipasi dalam pembangunan tubuh - misalnya, dalam pembentukan membran sel.

Dan beberapa kata lagi tentang senyawa organik yang aneh seperti hormon. Mereka terlibat dalam reaksi biokimia dan metabolisme. Hormon-hormon kecil ini membuat pria menjadi pria (testosteron) dan wanita menjadi wanita (estrogen). Mereka membuat kita bahagia atau sedih (hormon tiroid memainkan peran penting dalam perubahan suasana hati, dan endorfin memberikan perasaan bahagia). Dan mereka bahkan menentukan apakah kita "burung hantu" atau "burung hantu". Apakah Anda siap untuk belajar terlambat atau lebih suka bangun pagi dan mengerjakan pekerjaan rumah Anda sebelum sekolah, tidak hanya rutinitas harian Anda, tetapi juga beberapa hormon adrenal yang menentukan.

Kesimpulan

Dunia bahan organik benar-benar menakjubkan. Cukup dengan mempelajarinya sedikit saja untuk menghilangkan rasa kekerabatan dengan semua kehidupan di Bumi. Dua kaki, empat atau akar bukannya kaki - kita semua disatukan oleh keajaiban laboratorium kimia alam. Ini menyebabkan atom karbon bergabung dalam rantai, bereaksi dan menciptakan ribuan senyawa kimia yang beragam.

Anda sekarang memiliki panduan singkat untuk kimia organik. Tentu saja, tidak semua informasi yang mungkin disajikan di sini. Beberapa poin yang mungkin harus Anda klarifikasi sendiri. Tetapi Anda selalu dapat menggunakan rute yang telah kami rencanakan untuk penelitian independen Anda.

Anda juga dapat menggunakan definisi bahan organik, klasifikasi dan rumus umum senyawa organik dan informasi umum tentang mereka dalam artikel untuk mempersiapkan kelas kimia di sekolah.

Beri tahu kami di komentar bagian kimia mana (organik atau anorganik) yang paling Anda sukai dan mengapa. Jangan lupa untuk "bagikan" artikel di jejaring sosial agar teman sekelas Anda juga dapat menggunakannya.

Silakan laporkan jika Anda menemukan ketidakakuratan atau kesalahan dalam artikel. Kita semua adalah manusia dan terkadang kita semua melakukan kesalahan.

blog.site, dengan penyalinan materi secara penuh atau sebagian, diperlukan tautan ke sumbernya.

Video tutorial:

Kuliah: Klasifikasi zat organik. Tata nama zat organik (sepele dan internasional)

Klasifikasi zat organik

Klasifikasi zat organik didasarkan pada teori A.M. Butlerov. Tabel menunjukkan klasifikasi zat organik tergantung pada jenis struktur rantai karbon, mis. menurut jenis kerangka karbon:

Senyawa asiklik- Ini adalah zat organik dalam molekul yang atom karbonnya terhubung satu sama lain dalam garis lurus, serta rantai terbuka bercabang.

Asiklik, misalnya, termasuk etana:

atau asetilena:

Jika tidak, senyawa semacam itu disebut senyawa alifatik atau lemak, karena senyawa pertama dari rangkaian zat organik ini diperoleh dari lemak nabati atau hewani. Dari senyawa asiklik menonjol:

Batas (atau jenuh) - senyawa ini mengandung ikatan karbon-karbon C-C non-polar kovalen tunggal dan ikatan C-H polar lemah dalam kerangka karbon, ini alkana.

Rumus molekul umum alkana adalah C n H 2n+2, di mana n adalah jumlah atom karbon dalam molekul hidrokarbon. Ini termasuk rantai terbuka, serta hidrokarbon tertutup (siklik). Semua atom karbon dalam alkana memiliki sp 3 - hibridisasi. Ingat alkana berikut:

Metana - CH4

Etana - C 2 H 6: CH 3 -CH 3

Propana - C 3 H 8: CH 3 -CH 2 -CH 3

Butana - C 4 H 10: CH 3 -(CH 2) 2 -CH 3

Pentana - C 5 H 12: CH 3 -(CH 2) 3 -CH 3

Heksana - C 6 H 14: CH 3 -(CH 2) 4 -CH 3

Heptana - C 7 H 16: CH 3 -(CH 2) 5 -CH 3

Oktan - C 8 H 18: CH 3 - (CH 2) 6 -CH 3

Nonana - C 9 H 20: CH 3 -(CH 2) 7 -CH 3

Dekan - C 10 H 22: CH 3 -(CH 2) 8 -CH 3

Tak jenuh (atau tak jenuh) - mengandung ikatan rangkap - ganda (C \u003d C) atau rangkap tiga (C C), ini adalah alkena, alkuna, dan alkadiena:

1) TETAPIlkeny- mengandung satu ikatan karbon-karbon, yang merupakan ikatan rangkap C=C. Rumus umum - C n H 2n .Atom karbon dalam senyawa ini memiliki sp 2 - hibridisasi. Ikatan C=C memiliki ikatan dan ikatan , sehingga alkena lebih reaktif daripada alkana. Ingat alkena berikut:

Etena (etilena) - C 2 H 4: CH 2 \u003d CH 2

Propena (propilena) - C 3 H 6: CH 2 \u003d CH-CH 3

Butena - C 4 H 8: butena-1 CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH, butena-2 ​​CH 3 -CH \u003d CH-CH 3, isobutena [CH 3] 2 C \u003d CH 2

Penten - C 5 H 10: 1-pentena CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH \u003d CH 2, 2-pentena C 2 H 5 CH \u003d CHCH 3

Heksena - C 6 H 12: 1-heksena CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3, cis - heksena-2 CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH 2 -CH 3 dan isomer lainnya.

Hepten - C 7 H 14: 1-heptena CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH-CH 2 -CH 2 -CH 3, 2-heptena CH 3 -CH \u003d CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 - CH3 dan lain-lain.

Okten - C 8 H 16: 1-okten CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3, 2-okten CH 3 -CH \u003d CH-CH 2 -CH 2 -CH2 -CH2 -CH3, dst.

Tidak ada - C 9 H 18: 3-nonena CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3, 5-nonena CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - CH=CH-CH 2 -CH 2 -CH 3 dst.

Desen - C 10 H 20: 2-desen CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH \u003d CH-CH 3, dll.

Seperti yang Anda perhatikan, nama-nama alkena mirip dengan nama-nama alkana, dengan perbedaan akhiran. Alkana memiliki akhiran -an, dan alkena memiliki akhiran -en. Selain itu, metana tidak ada di antara alkena yang terdaftar. Ingat, metana tidak ada karena metana hanya memiliki satu karbon. Dan untuk pembentukan alkena, pembentukan ikatan rangkap diperlukan.

Lokasi ikatan rangkap ditunjukkan oleh angka, misalnya, 1-butena: CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH 3 atau 1-heksena: CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH \u003d CH 2. Perhatikan aturan ini: penomoran rantai hidrokarbon harus dilakukan agar ikatan rangkapnya berada di bawah angka terendah, misalnya 2-heksena:

2) Akerabat– ada satu ikatan rangkap tiga dalam molekul. Rumus umum - C n H 2n-2 . PADA nama alkuna akhiran -an diubah menjadi -in. Misalnya, 3-heptin: CH 3 -CH 2 -CH 2 -C≡C -CH 2 -CH 3. Untuk etuna HC≡CH, nama trivial asetilena juga dimungkinkan. Posisi ikatan rangkap tiga ditunjukkan dengan cara yang sama seperti pada kasus sebelumnya dengan alkena. Jika ada lebih dari satu ikatan rangkap tiga dalam senyawa, maka akhiran -diyne atau -triyne ditambahkan ke nama. Jika senyawa mengandung ikatan rangkap dan rangkap tiga, maka penomorannya ditentukan oleh ikatan rangkap, oleh karena itu, ikatan rangkap disebut pertama, kemudian ikatan rangkap tiga. Misalnya, heksadiena-1,3-in-5: CH 2 \u003d CH-CH 2 \u003d CH 2 -C≡CH.

3) TETAPIakucadiens – ada dua ikatan rangkap =С dalam molekul. Rumus umum - C n H 2n-2,sama dengan alkuna. Alkuna dan alkadiena adalah isomer antar kelas.Misalnya, 1,3-butadiena atau divinil C 4 H 6: CH 2 =CH-CH=CH 2 .

senyawa siklik- Ini bahan organik, molekul yang mengandung tiga atau lebih atom yang terhubung dalam cincin tertutup, membentuk siklus.

Hidrokarbon siklik pembatas disebut sikloalkana. mereka tentang rumus umum - C n H 2n. Molekul memiliki rantai atau cincin tertutup. Misalnya, siklopropana (C 3 H 6):

dan siklobutana (C 4 H 8):

Tergantung pada atom mana siklus terbentuk, jenis senyawa ini dibagi menjadi karbosiklik dan heterosiklik.

Karbosiklik , yang disebut homosiklik, hanya mengandung atom karbon dalam siklus. Pada gilirannya, mereka dibagi menjadi alifatik dan aromatik.

Senyawa alisiklik (alifatik) berbeda karena atom karbon dapat dihubungkan satu sama lain dalam rantai atau cincin lurus bercabang dengan ikatan tunggal, rangkap dua atau rangkap tiga.

Senyawa alifatik yang khas adalah sikloheksena:

senyawa aromatik mendapat namanya karena bau aromatik dari zat tersebut. Atau dikenal sebagai arena. Mereka berbeda dengan adanya cincin benzena dalam senyawa:

Mungkin ada beberapa cincin seperti itu dalam komposisi. Misalnya, naftalena:

Juga, kelompok senyawa ini memiliki sistem aromatik, yang mencirikan stabilitas dan stabilitas senyawa yang tinggi. Sistem aromatik mengandung 4n+2 elektron di dalam cincin (di mana n = 0, 1, 2, …). Adalah umum bagi kelompok zat organik ini untuk masuk ke dalam reaksi substitusi, daripada penambahan.

Senyawa aromatik mungkin memiliki gugus fungsi yang terikat langsung pada cincin. Misalnya, toluena:

Senyawa heterosiklik selalu mengandung satu atau lebih heteroatom dalam siklus hidrokarbon, yaitu atom oksigen, nitrogen, atau belerang. Jika ada lima heteroatom, maka senyawa disebut beranggota lima, jika enam, masing-masing, beranggota enam. Contoh senyawa heterosiklik adalah piridin:

Klasifikasi turunan hidrokarbon

Zat organik lainnya dianggap secara eksklusif sebagai turunan dari hidrokarbon, yang terbentuk ketika gugus fungsi dimasukkan ke dalam molekul hidrokarbon, termasuk unsur kimia lainnya. Rumus senyawa yang memiliki satu gugus fungsi dapat ditulis sebagai R-X. Dimana R adalah radikal hidrokarbon (sebuah fragmen dari molekul hidrokarbon tanpa satu atau lebih atom hidrogen; X adalah gugus fungsi. Dengan adanya gugus fungsi, hidrokarbon dibagi menjadi:

Turunan halogen - dilihat dari namanya, jelas bahwa dalam senyawa ini, atom hidrogen digantikan oleh atom dari beberapa halogen.

Alkohol dan fenol. Dalam alkohol, atom hidrogen digantikan oleh gugus hidroksil -OH. Menurut jumlah kelompok tersebut, alkohol dibagi menjadi monohidrat dan polihidrat, di antaranya adalah dihidrat, trihidrat, dll.

Rumus alkohol monohidrat: C n H 2n +1OH atau C n H 2n +2O.

Rumus alkohol polihidrat: C n H 2n +2O x; x adalah atomitas alkohol.

Alkohol juga bisa menjadi aromatik. Rumus alkohol aromatik monohidrat: C n H 2n -6O.

Harus diingat bahwa turunan dari hidrokarbon aromatik di mana satu / beberapa atom hidrogen digantikan oleh gugus hidroksil tidak termasuk dalam alkohol. Jenis ini termasuk dalam golongan fenol. Alasan mengapa fenol tidak diklasifikasikan sebagai alkohol terletak pada sifat kimianya yang spesifik. Fenol monohidrat adalah alkohol aromatik isomer hingga monohidrat. Artinya, mereka juga memiliki rumus molekul yang sama C n H 2n -6O.

amina- turunan dari amonia, di mana satu, dua atau tiga atom hidrogen digantikan oleh radikal hidrokarbon. Amina di mana hanya satu atom hidrogen yang digantikan oleh radikal hidrokarbon, yaitu, memiliki rumus umum R-NH 2 disebut amina primer. Amina di mana dua atom hidrogen digantikan oleh radikal hidrokarbon disebut sekunder. Formula mereka adalah R-NH-R'. Harus diingat bahwa radikal R dan R' dapat sama atau berbeda. Jika ketiga atom hidrogen dari molekul amonia digantikan oleh radikal hidrokarbon, maka amina bersifat tersier. Dalam hal ini, R, R', R'' dapat benar-benar sama atau berbeda. Rumus umum untuk amina pembatas primer, sekunder dan tersier adalah C n H 2n +3N. Amina aromatik dengan satu substituen tak jenuh memiliki rumus: C n H 2n -5N.

Aldehid dan keton. Dalam aldehida, pada atom karbon primer, dua atom hidrogen digantikan oleh satu atom oksigen. Artinya, dalam strukturnya ada gugus aldehida - CH=O. Rumus umum - R-CH=O. Dalam keton, pada atom karbon sekunder, dua atom hidrogen digantikan oleh atom oksigen. Artinya, ini adalah senyawa yang strukturnya memiliki gugus karbonil -C (O) -. Rumus umum keton: R-C(O)-R'. Dalam hal ini, radikal R, R' dapat sama atau berbeda. Aldehid dan keton sangat mirip dalam struktur, tetapi mereka masih dibedakan sebagai kelas, karena mereka memiliki perbedaan yang signifikan dalam sifat kimia. Rumus umum untuk membatasi keton dan aldehida adalah: C n H 2n O.

asam karboksilat mengandung gugus karboksil –COOH. Ketika asam mengandung dua gugus karboksil, asam tersebut disebut sebagai asam dikarboksilat. Batas asam monokarboksilat (dengan satu gugus -COOH) memiliki rumus umum - C n H 2n O 2 . Asam monokarboksilat aromatik memiliki rumus umum C n H 2n -8O 2 .

Eter- senyawa organik di mana dua radikal hidrokarbon secara tidak langsung terhubung melalui atom oksigen. Artinya, mereka memiliki formula dalam bentuk: R-O-R'. Dalam hal ini, radikal R dan R' dapat sama atau berbeda. Batasi rumus eter - C n H 2n +1OH atau C n H 2n + 2O.

Ester- kelas senyawa berdasarkan asam karboksilat organik, di mana atom hidrogen dalam gugus hidroksil digantikan oleh radikal hidrokarbon R.

senyawa nitro - turunan dari hidrokarbon, di mana satu atau lebih atom hidrogen digantikan oleh gugus nitro -NO 2. Membatasi senyawa nitro dengan satu gugus nitro memiliki rumus: C n H 2n +1NO 2 .

Asam amino memiliki dua kelompok fungsional dalam struktur pada saat yang sama - amino NH 2 dan karboksil - COOH. Contoh: NH2-CH2-COOH. Asam amino pembatas yang memiliki satu karboksil dan satu gugus amino adalah isomerik terhadap senyawa nitro pembatas yang sesuai, yaitu, mereka memiliki rumus umum C n H 2n +1NO 2 .

Tata nama senyawa organik

Nomenklatur sambungan dibagi menjadi 2 jenis:

sepele dan

sistematis.

Trivial secara historis nomenklatur pertama yang muncul pada awal perkembangan kimia organik. Nama zat bersifat asosiatif, misalnya asam oksalat, urea, nila.

Pembuatan yang sistematis, yaitu nomenklatur internasional dimulai pada tahun 1892. Kemudian dimulailah nomenklatur Jenewa, yang dari tahun 1947 sampai sekarang dilanjutkan oleh IUPAC (IUPAC – International Uniform Chemical Nomenclature). Menurut tata nama sistematis, nama-nama senyawa organik terbentuk dari akar yang menunjukkan panjang rantai utama, yaitu. atom karbon yang terhubung dalam rantai tidak bercabang, serta awalan dan akhiran yang menunjukkan keberadaan dan lokasi substituen, gugus fungsi, dan ikatan rangkap.

Tatanama sistematik alkana
Tatanama sistematik alkena