ორგანული ნაერთების თვისებები

ორგანული ქიმიის ელემენტები. პოლიმერები

ორგანული ნაერთების ქიმიური აგებულების თვისებები, თეორია და კლასიფიკაცია

ნახშირბადის ნაერთებს (გარდა უმარტივესიებისა) ორგანულს უწოდებენ. ეს არის ბუნებრივი ან ხელოვნურად მიღებული ნივთიერებები. ორგანული ქიმია არის ორგანული ნაერთების თვისებებისა და გარდაქმნების შესწავლა. ეს თავი ეხება ორგანული ნაერთების მხოლოდ მცირე ნაწილს, რომლებიც მნიშვნელოვანია ტექნოლოგიაში.

ორგანული ნაერთების თვისებები

ორგანული ნაერთები ძალიან მრავალრიცხოვანი და მრავალფეროვანია, მათი რიცხვი 4 მილიონს აჭარბებს.ორგანული ნაერთების მრავალფეროვნება დიდწილად განპირობებულია ნახშირბადის ატომების უნარით შექმნან კოვალენტური ბმები ერთმანეთთან. ნახშირბად-ნახშირბადის ბმების მაღალი სიმტკიცის გამო წარმოიქმნება ჯაჭვები, რომლებიც შედგება დიდი რაოდენობით ნახშირბადის ატომებისგან. ჯაჭვები შეიძლება იყოს როგორც ღია, ასევე დახურული (ციკლები). ნახშირბადი ურთიერთქმედებს ბევრ სხვა ატომთან. წყალბადით ნახშირბადი წარმოქმნის ნაერთებს, რომლებსაც ნახშირწყალბადები ეწოდება. ორგანული ნაერთების მრავალფეროვნება ასევე განპირობებულია ფენომენით იზომერიზმი , რომელიც შედგება შემადგენლობითა და მოლეკულური წონით იდენტური, მაგრამ ატომების აგებულებითა და სივრცითი განლაგებით განსხვავებული ნივთიერებების არსებობაში.

ორგანული ნაერთების თავისებურებები ასევე შეიძლება შეიცავდეს არსებობას ჰომოლოგიური სერია, რომელშიც ყოველი მომდევნო ტერმინი შეიძლება გამოვიდეს წინადან ატომების ერთი ჯგუფის მიმატებით, რომელიც განსაზღვრულია მოცემული სერიისთვის. მაგალითად, გაჯერებული ნახშირწყალბადების ჰომოლოგიურ სერიაში ასეთი ჯგუფია CH2. ჰომოლოგიური სერია ხასიათდება ზოგადი ფორმულით, მაგალითად, C ნჰ 2n+2 გაჯერებული ნახშირწყალბადებისთვის. ამავდროულად, ხდება ელემენტების ფიზიკურ თვისებებში რეგულარული ცვლილება ჯგუფების რაოდენობის მატებასთან ერთად.

ორგანული ნაერთების უმეტესობას ახასიათებს ქიმიური ურთიერთქმედების შედარებით დაბალი მაჩვენებელი ნორმალურ პირობებში. ეს გამოწვეულია კოვალენტური ბმის ნახშირბადის - ნახშირბადის და ნახშირბადის მაღალი სიმტკიცით სხვა ატომებთან და შედარებით მცირე განსხვავება ნახშირბადის კავშირის ენერგიაში სხვადასხვა ატომებთან:

კომუნიკაცია - H C-C C-Cl C-N C-S

ბმის ენერგია, kJ …………………………… 415 356 327 293 259

ელექტრონეგატიურობის განსხვავება ……… 0.4 0.0 0.5 0.5 0.0

ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობების სერიაში ნახშირბადი იკავებს შუალედურ ადგილს ტიპურ ჟანგვის და აღმდგენი აგენტებს შორის, ამიტომ ნახშირბადის ელექტროუარყოფითობის სხვაობა ბევრ სხვა ატომთან შედარებით მცირეა. ამის გამო ორგანულ ნაერთებში ქიმიურ ბმებს, როგორც წესი, აქვთ დაბალი პოლარობა. ორგანული ნაერთების უმეტესობას არ შეუძლია ელექტროლიტური დისოციაცია.

ორგანული ნაერთების უმეტესობის დნობის წერტილი შედარებით დაბალია (100-200-მდე) მაღალ ტემპერატურაზე ისინი ჰაერში იწვებიან ძირითადად ნახშირბადის მონოქსიდამდე და წყლის ორთქლამდე.

17.1.2 ორგანული ნაერთების ქიმიური სტრუქტურის თეორია A.M. Butlerov-ის მიერ 1861 წელს A.M. Butlerov ჩამოაყალიბა ქიმიური სტრუქტურის თეორიის ძირითადი დებულებები.

1. ორგანულ მოლეკულაში ატომები ურთიერთდაკავშირებულია გარკვეული თანმიმდევრობით მათი ვალენტობის შესაბამისად, რაც განსაზღვრავს მოლეკულების ქიმიურ სტრუქტურას.

2. ერთი და იგივე შემადგენლობის მოლეკულებს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული ქიმიური აგებულება და, შესაბამისად, განსხვავებული თვისებები. ასეთ მოლეკულებს ე.წ იზომერები. მოცემული ემპირიული ფორმულისთვის, თეორიულად შესაძლო იზომერების გარკვეული რაოდენობა შეიძლება გამოვიდეს.

3. ატომებს მოლეკულაში აქვთ ურთიერთგავლენა ერთმანეთზე, ე.ი. ატომის თვისებები შეიძლება შეიცვალოს ნაერთის სხვა ატომების ბუნებიდან გამომდინარე. უნდა აღინიშნოს, რომ არა მხოლოდ შეკრული ატომები განიცდიან ურთიერთგავლენას, არამედ ისეთებიც, რომლებიც უშუალოდ არ არიან დაკავშირებული ერთმანეთთან.

LIPIDS_ ქიმიურად, ლიპიდების უმეტესობა არის უმაღლესი კარბოქსილის მჟავების და რიგი ალკოჰოლის ეთერები. მათ შორის ყველაზე ცნობილია ცხიმები. თითოეული ცხიმის მოლეკულა წარმოიქმნება ტრიჰიდრული სპირტის გლიცეროლისა და მასზე მიმაგრებული უმაღლესი კარბოქსილის მჟავების სამი მოლეკულის ეთერული ბმებით. მიღებული ნომენკლატურის მიხედვით ცხიმებს ტრიაცილგლიცეროლებს უწოდებენ.
ფუნქციები
1) სტრუქტურული,
2) დამცავი,
3) თერმოჰიდროიზოლაცია,
4) სინთეზური (ბევრი ჰორმონის კომპონენტი),
5) ენერგია,
6) შენახვის ფუნქცია.
ლიპიდები ორგანიზმში ქმნიან თერმულად საიზოლაციო ფენას, არის ცხიმოვანი ჯირკვლების სეკრეციის ნაწილი.

PROTEINS_პროტეინის მოლეკულები დიდია, ამიტომ მათ მაკრომოლეკულებს უწოდებენ. ნახშირბადის, ჟანგბადის, წყალბადისა და აზოტის გარდა, ცილები შეიძლება შეიცავდეს გოგირდს, ფოსფორს და რკინას. პროტეინები ერთმანეთისგან განსხვავდებიან რიცხვით (ასიდან რამდენიმე ათასამდე), მონომერების შემადგენლობით და თანმიმდევრობით. ცილების მონომერები არის ამინომჟავები, ცილის უნიკალურობა განისაზღვრება გარკვეული ამინომჟავების შეერთების თანმიმდევრობით. ცილის მოლეკულებს შეუძლიათ შექმნან პირველადი, მეორადი, მესამეული და მეოთხეული სტრუქტურა.
ცილები ასრულებენ უჯრედში მრავალ ფუნქციას: ფერმენტულ, სატრანსპორტო, დამცავ და ა.შ.

Ნუკლეინის მჟავა
/ \
რნმ დნმ
ნუკლეინის მჟავის მოლეკულები გრძელი პოლიმერული ჯაჭვებია, რომელთა მონომერებია ნუკლეოტიდები. თითოეული ნუკლეოტიდი შედგება აზოტოვანი ფუძისგან, ნახშირწყლების, ფოსფორმჟავას ნარჩენებისგან (სამიდან ერთი).
ფუნქციები
1) კატალიზური
2) შენობა
3) ტრანსპორტი
4) დამცავი
5) ძრავა
6) ენერგია
7) ჰორმონალური
8) რეცეპტორი

ნახშირწყლები_ნივთიერებები ზოგადი ფორმულით Cn(H2O)m, სადაც n-ს და m-ს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული მნიშვნელობები.ეს არის ფოტოსინთეზის პირველადი პროდუქტები და მცენარეებში სხვა ორგანული ნივთიერებების ბიოსინთეზის საწყისი პროდუქტები. ნახშირწყლები მოდის 3 სახეობაში, ეს არის ბიოპოლიმერები, არის ჰომოპოლისაქარიდები (სახამებელი, ქიტინი, გლიკოგენი, ცელულოზა), ჰეტეროპოლისაქარიდები (პექტინი, მურეინი, ჰეპარინი)
ფუნქციები:
1. ენერგია (1 გ ნახშირწყლების დაშლით = 17,6 კჯ ენერგია)
2. სტრუქტურული (მცენარის უჯრედების ჭურვი)
3. შენახვა (სარეზერვო ნუტრიენტები - სახამებელი, გლიკოგენი, ცელულოზა) (ორგანული მჟავები, სპირტები, ამინომჟავები და სხვ.), ასევე გვხვდება ყველა სხვა ორგანიზმის უჯრედებში.

პასუხი

პასუხი

პასუხი

სხვა კითხვები კატეგორიიდან

1) დაასახელეთ ცოცხალი ნივთიერების ფუნქციები ბიოგეოცენოზში. 2) რა კომპონენტები ითვლება ბიოგეოცენოზის ძირითად სტრუქტურულ ერთეულებად? 3) რა არის პ

ბიოგეოცენოტიკური ცხოვრების დონის როლი ცოცხალი მატერიის არსებობაში?

ასევე წაიკითხეთ

Დამეხმარე, გთხოვ!!! დაამყარეთ მიმოწერა უჯრედის ორგანელებს, მათ სტრუქტურულ თავისებურებებსა და ფუნქციებს შორის.

უჯრედის ორგანოიდები: ა) უჯრედის მემბრანა; ბ) მიტოქონდრია.

ორგანოების სტრუქტურისა და ფუნქციის თავისებურებები: 1) ატფ-ის სინთეზი; 2) არსებობს cristae; 3) ახორციელებს ფაგსა და პინოციტოზს; 4) ინახავს მემკვიდრეობით ინფორმაციას; 5) შეუძლია იონების აქტიური ტრანსპორტირება; 6) იონებისადმი ნახევრად გამტარი.

ტესტი "უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა". 1 ვარიანტი.

I. ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედებში ყველაზე გავრცელებული ელემენტებია:
ა) N, O, H, S; ბ) C, H, N, O; გ) S, Fe, O, C; დ) O, S, H, Fe

გ) მხოლოდ ცილები;


დ) მხოლოდ წყალი, ნახშირწყლები, ცილები და ნუკლეინის მჟავები.
4. ორგანიზაციის რომელ დონეზე არ არის განსხვავება ორგანულ და არაორგანულ სამყაროს შორის?
ა) ატომური, ბ) მოლეკულური, გ) ფიჭური. 5. წყალი უფრო მეტად შეიცავს: ა) ემბრიონის, ბ) ახალგაზრდის, გ) მოხუცის უჯრედებში.
6. წყალი სიცოცხლის საფუძველია:
ა) შეიძლება იყოს სამ მდგომარეობაში (თხევადი, მყარი, აირისებრი);
ბ) არის გამხსნელი, რომელიც უზრუნველყოფს როგორც უჯრედში ნივთიერებების შეღწევას, ასევე მისგან მეტაბოლური პროდუქტების მოცილებას;
7. წყალში ძლიერ ხსნად ნივთიერებებს ეწოდება: ა) ჰიდროფილური, ბ) ჰიდროფობიური, გ) ამფიფილური.
8. ჰიდროფობიური უჯრედის ნაერთები მოიცავს:
ა) ლიპიდები და ამინომჟავები;
ბ) ლიპიდები;


ა) სახამებელი; ბ) დეზოქსირიბოზა; გ) რიბოზა; დ) გლუკოზა.
ა) შესანახი და კონსტრუქციული;

დ) სტრუქტურული და დამცავი.
12. ცილები არის ბიოპოლიმერები მონომერებით, რომლებიც არიან: ა) ნუკლეოტიდები; ბ) ამინომჟავები; გ) აზოტოვანი ფუძეები. 13. ამინომჟავები განსხვავდება:
ა) ამინო ჯგუფი, ბ) კარბოქსილის ჯგუფი; გ) რადიკალი.
ა) მხოლოდ ამინომჟავები

დ) ამინომჟავები და ზოგჯერ ნახშირწყლების მოლეკულები
13. ცილის მოლეკულის აგებულება, რომელიც განისაზღვრება ამინომჟავების ნარჩენების თანმიმდევრობით: ა) პირველადი; ბ) მეორადი; გ) მესამეული; დ) მეოთხეული. 13. ცილის მეორადი აგებულება დაკავშირებულია:
ბ) პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სივრცითი კონფიგურაცია
გ) ამინომჟავების ნარჩენების რაოდენობა და თანმიმდევრობა
დ) სპირალიზებული პოლიპეპტიდური ჯაჭვის A 14 სივრცითი კონფიგურაცია. 14. ცილის მეორადი სტრუქტურა მხარს უჭერს ბმებს:
ა) მხოლოდ პეპტიდი;
ბ) მხოლოდ წყალბადი;
დ) წყალბადი და პეპტიდი;
15. ყველაზე ნაკლებად გამძლე სტრუქტურული ცილაა:
ა) პირველადი და მეორადი
ბ) მეორადი და სამეული
გ) მესამეული და მეოთხეული
დ) მეოთხეული და მეორადი
16. უჯრედში ფუნქციას ასრულებს კატალაზა ცილა;
ა) კონტრაქტული;
ბ) ტრანსპორტი;
გ) სტრუქტურული;
დ) კათოლიკე.
17. ცილის არასრული დენატურაციის შემთხვევაში სტრუქტურა ჯერ ნადგურდება: ა) პირველადი;
ბ) მეორადი;
გ) მხოლოდ მესამეული;

ა) ნუკლეოზიდები;
ბ) ნუკლეოტიდები;
გ) ამინომჟავები;

ბ) მხოლოდ აზოტოვანი ფუძეები და შაქრის ნარჩენები;
გ) მხოლოდ აზოტოვანი ფუძეები და ფოსფორმჟავას ნარჩენები;
დ) ფოსფორის მჟავების, შაქრებისა და აზოტოვანი ფუძეების ნარჩენები.
20. დნმ-ის ნუკლეოტიდების შემადგენლობა განსხვავდება ერთმანეთისაგან შინაარსით:
ა) მხოლოდ შაქარი;

დ) შაქარი, აზოტოვანი ფუძეები და ფოსფორმჟავას ნარჩენები.
21. დნმ ნუკლეოტიდები შეიცავს აზოტოვან ფუძეებს:



2) მხოლოდ აზოტოვანი ფუძეები და შაქრის ნარჩენები;
3) მხოლოდ აზოტოვანი ფუძეები და ფოსფორმჟავას ნარჩენები;
4) ფოსფორის მჟავების, შაქრებისა და აზოტოვანი ფუძეების ნარჩენები.
23. მოლეკულები, რომელთა დაჟანგვის დროს გამოიყოფა დიდი ენერგია: ა) პოლისაქარიდები; ბ) ცხიმები; გ) ცილები; დ) მონოსაქარიდები.

ცილები რთული ორგანული ნაერთებია...
ისინი შედგება მონომერებისგან...
ამინომჟავები განლაგებულია ცილის მოლეკულაში გარკვეული თანმიმდევრობით, რაც განსაზღვრავს მის .... სტრუქტურას. "
ცილების ძირითადი ბიოლოგიური ფუნქცია უჯრედში
ნივთიერებები, რომლებიც წარმოადგენენ გლიცეროლისა და თხევადი ცხიმოვანი მჟავების კომბინაციის რეაქციის პროდუქტებს - ....
სახამებლის მოლეკულის მონომერია .....
ხუთნახშირბადიანი შაქარი, რომელიც დნმ-ის მოლეკულას ქმნის, არის...

უფასო პასუხების კითხვები.
1. რას მოწმობს ცოცხალი ბუნების ყველა სამეფოს ორგანიზმების უჯრედების აგებულების მსგავსება?
2. რატომ არიან ცილები პირველ ადგილზე მათი მნიშვნელობით უჯრედში? 3. რა უდევს საფუძვლად დნმ-ის მოლეკულის დუბლირების უნარს?

I. ყველაზე გავრცელებული უჯრედებში

ცოცხალი ორგანიზმების ელემენტებია:
ა) N, O, H, S; ბ) C, H, N, O; გ) S, Fe, O, C; დ) O, S,
H, Fe
2. აზოტი, როგორც ელემენტი, არის ნაწილი:
ა) მხოლოდ ცილები და ნუკლეინის მჟავები;
ბ) ნუკლეინის მჟავები, ცილები და ატფ;
გ) მხოლოდ ცილები;
დ) ცილები, ნუკლეინის მჟავები და ლიპიდები;
3. წყალბადი, როგორც ელემენტი, არის ნაწილი:
ა) მხოლოდ წყალი და ზოგიერთი ცილა
ბ) მხოლოდ წყალი, ნახშირწყლები და ლიპიდები
გ) უჯრედის ყველა ორგანული ნაერთი
დ) მხოლოდ წყალი, ნახშირწყლები, ცილები და
ნუკლეინის მჟავა.
4. ორგანიზაციის რომელ დონეზე
არის განსხვავება ორგანულ და
არაორგანული სამყარო?
ა) ატომური, ბ) მოლეკულური, გ) ფიჭური.
5. წყალი უფრო მეტს შეიცავს უჯრედებში: ა)
ემბრიონი, ბ) ახალგაზრდა, გ) მოხუცი.
6. წყალი სიცოცხლის საფუძველია:
ა) ის შეიძლება იყოს სამ მდგომარეობაში
(თხევადი, მყარი, აირისებრი);
ბ) არის გამხსნელის მომწოდებელი
როგორც ნივთიერებების უჯრედში შემოსვლას, ასევე მოცილებას
მისგან მეტაბოლური პროდუქტები;
გ) აორთქლებისას აციებს ზედაპირს.
7. წყალში ძალიან ხსნადი ნივთიერებები,
ეწოდება: ა) ჰიდროფილური, ბ) ჰიდროფობიური,
გ) ამფიფილური.
8. ჰიდროფობიური უჯრედის ნაერთებამდე
ეხება:
ა) ლიპიდები და ამინომჟავები;
ბ) ლიპიდები;
გ) ლიპიდები და მინერალური მარილები;
დ) ამინომჟავები და მინერალური მარილები.
9. ნახშირწყლების მონოსაქარიდები მოიცავს:
ა) სახამებელი; ბ) გლიკოგენი; გ) გლუკოზა; დ) მალტოზა.
10. ნახშირწყლების პოლისაქარიდები მოიცავს:
ა) სახამებელი; ბ) დეზოქსირიბოზა; გ) რიბოზა; გ)
გლუკოზა.
II. ცხიმების ძირითადი ფუნქციები უჯრედში:
ა) შესანახი და კონსტრუქციული;
ბ) სტრუქტურული და ენერგეტიკული;
გ) ენერგია და საცავი;
დ) სტრუქტურული და დამცავი.
12. ცილები არის ბიოპოლიმერები მონომერებით,
რომლებიც არიან: ა) ნუკლეოტიდები; ბ)
ამინომჟავების; გ) აზოტოვანი ფუძეები. 13.
ამინომჟავებია:
ა) ამინო ჯგუფი, ბ) კარბოქსილის ჯგუფი; in)
რადიკალური.
12. ცილის მოლეკულების შემადგენლობა მოიცავს:
ა) მხოლოდ ამინომჟავები
ბ) ამინომჟავები და ზოგჯერ ლითონის იონები
გ) ამინომჟავები და ზოგჯერ ლიპიდური მოლეკულები
დ) ამინომჟავები და ზოგჯერ მოლეკულები
ნახშირწყლები
13. ცილის მოლეკულის აგებულება, რომელიც
განსაზღვრავს თანმიმდევრობას
ამინომჟავის ნარჩენები: ა) პირველადი; ბ)
მეორადი; გ) მესამეული; დ) მეოთხეული. 13.
ცილის მეორადი სტრუქტურა დაკავშირებულია:
ა) პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სპირალიზაცია
ბ) სივრცითი კონფიგურაცია
პოლიპეპტიდური ჯაჭვი
გ) რიცხვი და თანმიმდევრობა
ამინომჟავების ნარჩენები
დ) სივრცითი კონფიგურაცია
სპირალიზებული პოლიპეპტიდური ჯაჭვი A 14.
14. შენარჩუნებულია ცილის მეორადი სტრუქტურა
კავშირები:
ა) მხოლოდ პეპტიდი;
ბ) მხოლოდ წყალბადი;
გ) დისულფიდი და წყალბადი;
დ) წყალბადი და პეპტიდი;
15. ნაკლებად ძლიერი სტრუქტურული ცილა
არის:
ა) პირველადი და მეორადი
ბ) მეორადი და სამეული
გ) მესამეული და მეოთხეული
დ) მეოთხეული და მეორადი
16. ცილის კატალაზა ასრულებს უჯრედში
ფუნქცია;
ა) კონტრაქტული;
ბ) ტრანსპორტი;
გ) სტრუქტურული;
დ) კათოლიკე.
17. პირველის ცილის არასრული დენატურაციის შემთხვევაში
სტრუქტურა ნადგურდება: ა) პირველადი;
ბ) მეორადი;
გ) მხოლოდ მესამეული;
დ) მეოთხეული, ზოგჯერ მესამეული.
18. დნმ-ის მოლეკულების მონომერებია:
ა) ნუკლეოზიდები;
ბ) ნუკლეოტიდები;
გ) ამინომჟავები;
19 დნმ ნუკლეოტიდი შედგება:
ა) მხოლოდ აზოტოვანი ფუძეები;
ბ) მხოლოდ აზოტოვანი ფუძეები და ნარჩენები
შაქრები;
გ) მხოლოდ აზოტოვანი ფუძეები და ნარჩენები
ფოსფორის მჟავები;
დ) ფოსფორის მჟავების, შაქრის ნარჩენები და
აზოტოვანი ფუძეები.
20. დნმ-ის ნუკლეოტიდების შემადგენლობა განსხვავებულია
შინაარსი გარდა:
ა) მხოლოდ შაქარი;
ბ) მხოლოდ აზოტოვანი ფუძეები;
გ) შაქრები და აზოტოვანი ფუძეები;
დ) შაქრები, აზოტოვანი ფუძეები და ნარჩენები
ფოსფორის მჟავები.
21. დნმ ნუკლეოტიდები შეიცავს აზოტს
საფუძველი:
ა) ციტოზინი, ურაცილი, ადენინი, თიმინი;
ბ) თიმინი, ციტოზინი, გუანინი, ადენინი;
გ) თიმინი, ურაცილი, ადენინი, გუანინი;
დ) ურაცილი, ციტოზინი, ადენინი, თიმინი.
22. რნმ ნუკლეოტიდები შედგება:
1) მხოლოდ აზოტოვანი ფუძეები;
2) მხოლოდ აზოტოვანი ფუძეები და ნარჩენები
შაქრები;
3) მხოლოდ აზოტოვანი ფუძეები და ნარჩენები
ფოსფორის მჟავები;
4) ფოსფორის მჟავების, შაქრის ნარჩენები და
აზოტოვანი ფუძეები.
23. მოლეკულები, რომელთა დაჟანგვის დროს
ბევრი ენერგია გამოიყოფა: ა)
პოლისაქარიდები; ბ) ცხიმები; გ) ცილები; გ)
მონოსაქარიდები.
შეავსეთ ტექსტში გამოტოვებული სიტყვები.
პროტეინები რთული ორგანული ნივთიერებებია, ..... ბიოლოგია ". თუ თქვენი შეკითხვა განსხვავებულია ან პასუხები არ ჯდება, შეგიძლიათ დაუსვათ ახალი შეკითხვა საიტის ზედა ღილაკზე.

ყველა ნივთიერება, რომელიც შეიცავს ნახშირბადის ატომს, გარდა კარბონატების, კარბიდების, ციანიდების, თიოციანატების და ნახშირბადის მჟავისა, არის ორგანული ნაერთები. ეს ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ შექმნან ცოცხალი ორგანიზმები ნახშირბადის ატომებისგან ფერმენტული ან სხვა რეაქციების გზით. დღეს მრავალი ორგანული ნივთიერების ხელოვნურად სინთეზირება შესაძლებელია, რაც იძლევა მედიცინისა და ფარმაკოლოგიის განვითარების, ასევე მაღალი სიმტკიცის პოლიმერული და კომპოზიტური მასალების შექმნის საშუალებას.

ორგანული ნაერთების კლასიფიკაცია

ორგანული ნაერთები ნივთიერებების ყველაზე მრავალრიცხოვანი კლასია. აქ დაახლოებით 20 სახის ნივთიერებაა. ისინი განსხვავდებიან ქიმიური თვისებებით, განსხვავდებიან ფიზიკური თვისებებით. განსხვავებულია მათი დნობის წერტილი, მასა, ცვალებადობა და ხსნადობა, ისევე როგორც მათი აგრეგაციის მდგომარეობა ნორმალურ პირობებში. Მათ შორის:

• ნახშირწყალბადები (ალკანები, ალკინები, ალკენები, ალკადიენები, ციკლოალკანები, არომატული ნახშირწყალბადები);
• ალდეჰიდები;
• კეტონები;
• სპირტები (დიჰიდრული, მონოჰიდრული, პოლიჰიდრული);
• ეთერები;
• ეთერები;
• კარბოქსილის მჟავები;
• ამინები;
• ამინომჟავების;
• ნახშირწყლები;
• ცხიმები;
• ცილები;
• ბიოპოლიმერები და სინთეზური პოლიმერები.

ეს კლასიფიკაცია ასახავს ქიმიური სტრუქტურის მახასიათებლებს და სპეციფიკური ატომური ჯგუფების არსებობას, რომლებიც განსაზღვრავენ ნივთიერების თვისებებში განსხვავებას. ზოგადად, კლასიფიკაცია, რომელიც დაფუძნებულია ნახშირბადის ჩონჩხის კონფიგურაციაზე, რომელიც არ ითვალისწინებს ქიმიური ურთიერთქმედების თავისებურებებს, განსხვავებული გამოიყურება. მისი დებულებების მიხედვით, ორგანული ნაერთები იყოფა:

• ალიფატური ნაერთები;
• არომატული ნივთიერებები;
• ჰეტეროციკლური ნაერთები.

ორგანული ნაერთების ამ კლასებს შეიძლება ჰქონდეთ იზომერები ნივთიერებების სხვადასხვა ჯგუფში. იზომერების თვისებები განსხვავებულია, თუმცა მათი ატომური შემადგენლობა შეიძლება იყოს იგივე. ეს გამომდინარეობს A.M. Butlerov-ის მიერ დადგენილი დებულებებიდან. ასევე, ორგანული ნაერთების სტრუქტურის თეორია არის ორგანული ქიმიის ყველა კვლევის სახელმძღვანელო საფუძველი. ის მენდელეევის პერიოდულ კანონს იმავე დონეზე აყენებს.

ქიმიური სტრუქტურის კონცეფცია შემოიღო A.M. Butlerov-ის მიერ. ქიმიის ისტორიაში ის 1861 წლის 19 სექტემბერს გამოჩნდა. ადრე მეცნიერებაში განსხვავებული მოსაზრებები იყო და ზოგიერთი მეცნიერი მთლიანად უარყოფდა მოლეკულების და ატომების არსებობას. ამიტომ ორგანულ და არაორგანულ ქიმიაში წესრიგი არ არსებობდა. უფრო მეტიც, არ არსებობდა კანონზომიერებები, რომლითაც შესაძლებელი იყო კონკრეტული ნივთიერებების თვისებების მსჯელობა. ამავე დროს, იყო ნაერთებიც, რომლებიც ერთი და იგივე შემადგენლობით სხვადასხვა თვისებებს ავლენდნენ.

A.M. Butlerov-ის განცხადებებმა მრავალი თვალსაზრისით მიმართა ქიმიის განვითარებას სწორი მიმართულებით და შექმნა მისთვის მყარი საფუძველი. მისი მეშვეობით შესაძლებელი გახდა დაგროვილი ფაქტების სისტემატიზაცია, კერძოდ, გარკვეული ნივთიერებების ქიმიური თუ ფიზიკური თვისებების, რეაქციებში მათი შეყვანის შაბლონების და ა.შ. ნაერთების მიღების გზების პროგნოზირებაც კი და ზოგიერთი საერთო თვისების არსებობა ამ თეორიის წყალობით გახდა შესაძლებელი. და რაც მთავარია, A. M. Butlerov აჩვენა, რომ ნივთიერების მოლეკულის სტრუქტურა შეიძლება აიხსნას ელექტრული ურთიერთქმედების თვალსაზრისით.

ორგანული ნივთიერებების აგებულების თეორიის ლოგიკა

ვინაიდან 1861 წლამდე ქიმიაში ბევრი უარყოფდა ატომის ან მოლეკულის არსებობას, ორგანული ნაერთების თეორია გახდა რევოლუციური წინადადება სამეცნიერო სამყაროსთვის. და რადგან თავად A.M. Butlerov გამოდის მხოლოდ მატერიალისტური დასკვნებიდან, მან შეძლო ორგანული მატერიის შესახებ ფილოსოფიური იდეების უარყოფა.

მან შეძლო ეჩვენებინა, რომ მოლეკულური სტრუქტურის ამოცნობა შესაძლებელია ემპირიულად ქიმიური რეაქციების საშუალებით. მაგალითად, ნებისმიერი ნახშირწყლის შემადგენლობა შეიძლება განისაზღვროს მისი გარკვეული რაოდენობის დაწვით და მიღებული წყლისა და ნახშირორჟანგის დათვლით. ამინის მოლეკულაში აზოტის რაოდენობა ასევე გამოითვლება წვის დროს აირების მოცულობის გაზომვით და მოლეკულური აზოტის ქიმიური რაოდენობის გამოთავისუფლებით.

თუ განვიხილავთ ბუტლეროვის მოსაზრებებს ქიმიურ სტრუქტურაზე, რომელიც სტრუქტურაზეა დამოკიდებული, საპირისპირო მიმართულებით, მაშინ ახალი დასკვნა თავისთავად გვთავაზობს. კერძოდ: ნივთიერების ქიმიური სტრუქტურისა და შემადგენლობის ცოდნა, ემპირიულად შეიძლება ვივარაუდოთ მისი თვისებები. მაგრამ რაც მთავარია, ბუტლეროვმა განმარტა, რომ ორგანულ ნივთიერებებში არის დიდი რაოდენობით ნივთიერებები, რომლებიც ავლენენ განსხვავებულ თვისებებს, მაგრამ აქვთ იგივე შემადგენლობა.

თეორიის ზოგადი დებულებები

ორგანული ნაერთების განხილვისა და გამოკვლევის შედეგად, ა.მ. ბუტლეროვმა გამოიტანა რამდენიმე ყველაზე მნიშვნელოვანი ნიმუში. მან გააერთიანა ისინი თეორიის დებულებებში, რომელიც ხსნის ორგანული წარმოშობის ქიმიკატების სტრუქტურას. თეორიის დებულებები შემდეგია:

• ორგანული ნივთიერებების მოლეკულებში ატომები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული მკაცრად განსაზღვრული თანმიმდევრობით, რაც დამოკიდებულია ვალენტობაზე;
• ქიმიური სტრუქტურა არის პირდაპირი წესრიგი, რომლის მიხედვითაც ატომები ორგანულ მოლეკულებშია დაკავშირებული;
• ქიმიური სტრუქტურა განსაზღვრავს ორგანული ნაერთის თვისებების არსებობას;
• ერთი და იგივე რაოდენობრივი შემადგენლობის მქონე მოლეკულების სტრუქტურიდან გამომდინარე, შეიძლება გამოჩნდეს ნივთიერების განსხვავებული თვისებები;
• ყველა ატომური ჯგუფი, რომელიც მონაწილეობს ქიმიური ნაერთების ფორმირებაში, ურთიერთზემოქმედებს ერთმანეთზე.

ორგანული ნაერთების ყველა კლასი აგებულია ამ თეორიის პრინციპების მიხედვით. საფუძვლების ჩაყრის შემდეგ, A.M. Butlerov-მა შეძლო ქიმიის, როგორც მეცნიერების დარგის გაფართოება. მან განმარტა, რომ იმის გამო, რომ ნახშირბადი ორგანულ ნივთიერებებში ოთხ ვალენტობას ავლენს, განისაზღვრება ამ ნაერთების მრავალფეროვნება. მრავალი აქტიური ატომური ჯგუფის არსებობა განსაზღვრავს, მიეკუთვნება თუ არა ნივთიერება გარკვეულ კლასს. და სწორედ სპეციფიკური ატომური ჯგუფების (რადიკალების) არსებობის გამო ჩნდება ფიზიკური და ქიმიური თვისებები.

ნახშირწყალბადები და მათი წარმოებულები

ნახშირბადისა და წყალბადის ეს ორგანული ნაერთები შემადგენლობით უმარტივესია ჯგუფის ყველა ნივთიერებას შორის. ისინი წარმოდგენილია ალკანებისა და ციკლოალკანების (გაჯერებული ნახშირწყალბადები), ალკენების, ალკადიენებისა და ალკატრიენების, ალკინების (უჯერი ნახშირწყალბადები) ქვეკლასით, აგრეთვე არომატული ნივთიერებების ქვეკლასით. ალკანებში ნახშირბადის ყველა ატომი დაკავშირებულია მხოლოდ ერთი C-C ბმით, რის გამოც ნახშირწყალბადის შემადგენლობაში არც ერთი H ატომი არ შეიძლება ჩაშენდეს.

უჯერი ნახშირწყალბადებში წყალბადი შეიძლება შევიდეს ორმაგი C=C ​​ბმის ადგილზე. ასევე, C-C ბმა შეიძლება იყოს სამმაგი (ალკინები). ეს საშუალებას აძლევს ამ ნივთიერებებს შევიდნენ ბევრ რეაქციაში, რომელიც დაკავშირებულია რადიკალების შემცირებასთან ან დამატებით. ყველა სხვა ნივთიერება, მათი რეაქციებში მოხვედრის უნარის შესწავლის მოხერხებულობისთვის, განიხილება, როგორც ნახშირწყალბადების ერთ-ერთი კლასის წარმოებულები.

ალკოჰოლური სასმელები

ალკოჰოლებს უწოდებენ ორგანულ ქიმიურ ნაერთებს, რომლებიც ნახშირწყალბადებზე უფრო რთულნი არიან. ისინი სინთეზირდება ცოცხალ უჯრედებში ფერმენტული რეაქციების შედეგად. ყველაზე ტიპიური მაგალითია დუღილის შედეგად გლუკოზისგან ეთანოლის სინთეზი.

ინდუსტრიაში ალკოჰოლს იღებენ ნახშირწყალბადების ჰალოგენური წარმოებულებისგან. ჰალოგენის ატომის ჰიდროქსილის ჯგუფის ჩანაცვლების შედეგად წარმოიქმნება სპირტები. მონოჰიდრული სპირტები შეიცავს მხოლოდ ერთ ჰიდროქსილის ჯგუფს, პოლიჰიდრულს - ორ ან მეტს. დიჰიდრული ალკოჰოლის მაგალითია ეთილენგლიკოლი. პოლიჰიდრული ალკოჰოლი არის გლიცერინი. ალკოჰოლების ზოგადი ფორმულა არის R-OH (R არის ნახშირბადის ჯაჭვი).

ალდეჰიდები და კეტონები

მას შემდეგ, რაც ალკოჰოლები შედიან ორგანული ნაერთების რეაქციებში, რომლებიც დაკავშირებულია ალკოჰოლის (ჰიდროქსილის) ჯგუფიდან წყალბადის გამოდევნასთან, ჟანგბადსა და ნახშირბადს შორის ორმაგი კავშირი იხურება. თუ ეს რეაქცია ხდება ალკოჰოლის ჯგუფში, რომელიც მდებარეობს ნახშირბადის ტერმინალურ ატომში, მაშინ ამის შედეგად წარმოიქმნება ალდეჰიდი. თუ ნახშირბადის ატომი ალკოჰოლთან ერთად არ მდებარეობს ნახშირბადის ჯაჭვის ბოლოს, მაშინ დეჰიდრატაციის რეაქციის შედეგია კეტონის წარმოება. კეტონების ზოგადი ფორმულა არის R-CO-R, ალდეჰიდები R-COH (R არის ჯაჭვის ნახშირწყალბადის რადიკალი).

ეთერები (მარტივი და რთული)

ამ კლასის ორგანული ნაერთების ქიმიური სტრუქტურა რთულია. ეთერები განიხილება, როგორც რეაქციის პროდუქტები ორ ალკოჰოლის მოლეკულას შორის. როდესაც მათგან წყალი იშლება, წარმოიქმნება R-O-R ნიმუშის ნაერთი. რეაქციის მექანიზმი: წყალბადის პროტონის ელიმინაცია ერთი სპირტიდან და ჰიდროქსილის ჯგუფის მეორე ალკოჰოლიდან.

ეთერები არის რეაქციის პროდუქტები ალკოჰოლსა და ორგანულ კარბოქსილის მჟავას შორის. რეაქციის მექანიზმი: წყლის ელიმინაცია ორივე მოლეკულის ალკოჰოლური და ნახშირბადის ჯგუფიდან. წყალბადი გამოიყოფა მჟავისგან (ჰიდროქსილის ჯგუფის გასწვრივ), ხოლო თავად OH ჯგუფი გამოყოფილია ალკოჰოლისგან. შედეგად მიღებული ნაერთი გამოსახულია როგორც R-CO-O-R, სადაც წიფელი R აღნიშნავს რადიკალებს - ნახშირბადის ჯაჭვის დანარჩენ ნაწილს.

კარბოქსილის მჟავები და ამინები

კარბოქსილის მჟავებს უწოდებენ სპეციალურ ნივთიერებებს, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ უჯრედის ფუნქციონირებაში. ორგანული ნაერთების ქიმიური აგებულება ასეთია: ნახშირწყალბადის რადიკალი (R), მასზე მიმაგრებული კარბოქსილის ჯგუფი (-COOH). კარბოქსილის ჯგუფი შეიძლება განთავსდეს მხოლოდ ნახშირბადის უკიდურეს ატომში, რადგან C ვალენტობა (-COOH) ჯგუფში არის 4.

ამინები უფრო მარტივი ნაერთებია, რომლებიც ნახშირწყალბადების წარმოებულები არიან. აქ ნახშირბადის ნებისმიერ ატომს აქვს ამინის რადიკალი (-NH2). არსებობს პირველადი ამინები, რომლებშიც (-NH2) ჯგუფი მიმაგრებულია ერთ ნახშირბადთან (ზოგადი ფორმულა R-NH2). მეორად ამინებში აზოტი აერთიანებს ნახშირბადის ორ ატომს (ფორმულა R-NH-R). მესამეულ ამინებს აქვთ აზოტი მიმაგრებული ნახშირბადის სამ ატომთან (R3N), სადაც p არის რადიკალი, ნახშირბადის ჯაჭვი.

Ამინომჟავების

ამინომჟავები რთული ნაერთებია, რომლებიც ავლენენ როგორც ამინების, ასევე ორგანული წარმოშობის მჟავების თვისებებს. მათი რამდენიმე ტიპი არსებობს, რაც დამოკიდებულია ამინის ჯგუფის მდებარეობაზე კარბოქსილის ჯგუფთან მიმართებაში. ალფა ამინომჟავები ყველაზე მნიშვნელოვანია. აქ ამინების ჯგუფი მდებარეობს ნახშირბადის ატომზე, რომელსაც კარბოქსილის ჯგუფი ერთვის. ეს საშუალებას გაძლევთ შექმნათ პეპტიდური კავშირი და სინთეზიროთ ცილები.

ნახშირწყლები და ცხიმები

ნახშირწყლები არის ალდეჰიდის სპირტები ან კეტო სპირტები. ეს არის ხაზოვანი ან ციკლური სტრუქტურის მქონე ნაერთები, ასევე პოლიმერები (სახამებელი, ცელულოზა და სხვა). მათი ყველაზე მნიშვნელოვანი როლი უჯრედში არის სტრუქტურული და ენერგიული. ცხიმები, უფრო სწორად, ლიპიდები ასრულებენ იგივე ფუნქციებს, მხოლოდ ისინი მონაწილეობენ სხვა ბიოქიმიურ პროცესებში. ქიმიურად, ცხიმი არის ორგანული მჟავების და გლიცეროლის ეთერი.