Какие вещества называют органическими какие элементы могут входить в состав?

15 ответов на вопрос “Какие вещества называют органическими какие элементы могут входить в состав?”

  1. Sairus Ответить

    В прошлом ученые разделяли все вещества в природе на условно неживые и живые, включая в число последних царство животных и растений. Вещества первой группы получили название минеральных. А те, что вошли во вторую, стали называть органическими веществами.
    Что под этим подразумевается? Класс органических веществ наиболее обширный среди всех химических соединений, известных современным ученым. На вопрос, какие вещества органические, можно ответить так – это химические соединения, в состав которых входит углерод.
    Обратите внимание, что не все углеродсодержащие соединения относятся к органическим. Например, корбиды и карбонаты, угольная кислота и цианиды, оксиды углерода не входят в их число.

    Почему органических веществ так много?

    Ответ на этот вопрос кроется в свойствах углерода. Этот элемент любопытен тем, что способен образовывать цепочки из своих атомов. И при этом углеродная связь очень стабильная.
    Кроме того, в органических соединениях он проявляет высокую валентность (IV), т.е. способность образовывать химические связи с другими веществами. И не только одинарные, но также двойные и даже тройные (иначе – кратные). По мере возрастания кратности связи цепочка атомов становится короче, а стабильность связи повышается.
    А еще углерод наделен способностью образовывать линейные, плоские и объемные структуры.
    Именно поэтому органические вещества в природе так разнообразны. Вы легко проверите это сами: встаньте перед зеркалом и внимательно посмотрите на свое отражение. Каждый из нас – ходячее пособие по органической химии. Вдумайтесь: не меньше 30% массы каждой вашей клетки – это органические соединения. Белки, которые построили ваше тело. Углеводы, которые служат «топливом» и источником энергии. Жиры, которые хранят запасы энергии. Гормоны, которые управляют работой органов и даже вашим поведением. Ферменты, запускающие химические реакции внутри вас. И даже «исходный код», цепочки ДНК – все это органические соединения на основе углерода.

    Состав органических веществ

    Как мы уже говорили в самом начале, основной строительный материал для органических веществ – это углерод. И практические любые элементы, соединяясь с углеродом, могут образовывать органические соединения.
    В природе чаще всего в составе органических веществ присутствуют водород, кислород, азот, сера и фосфор.

    Строение органических веществ

    Многообразие органических веществ на планете и разнообразие их строения можно объяснить характерными особенностями атомов углерода.
    Вы помните, что атомы углерода способны образовывать очень прочные связи друг с другом, соединяясь в цепочки. В результате получаются устойчивые молекулы. То, как именно атомы углерода соединяются в цепь (располагаются зигзагом), является одной из ключевых особенностей ее строения. Углерод может объединяться как в открытые цепи, так и в замкнутые (циклические) цепочки.
    Важно и то, что строение химических веществ прямо влияет на их химические свойства. Значительную роль играет и то, как атомы и группы атомов в молекуле влияют друг на друга.
    Благодаря особенностям строения, счет однотипным соединениям углерода идет на десятки и сотни. Для примера можно рассмотреть водородные соединения углерода: метан, этан, пропан, бутан и т.п.
    Например, метан – СН4. Такое соединение водорода с углеродом в нормальных условиях пребывает в газообразном агрегатном состоянии. Когда же в составе появляется кислород, образуется жидкость – метиловый спирт СН3ОН.
    Не только вещества с разным качественным составом (как в примере выше) проявляют разные свойства, но и вещества одинакового качественного состава тоже на такое способны. Примером могут служить различная способность метана СН4 и этилена С2Н4 реагировать с бромом и хлором. Метан способен на такие реакции только при нагревании или под ультрафиолетом. А этилен реагирует даже без освещения и нагревания.
    Рассмотрим и такой вариант: качественный состав химических соединений одинаков, количественный – отличается. Тогда и химические свойства соединений различны. Как в случае с ацетиленом С2Н2 и бензолом С6Н6.
    Не последнюю роль в этом многообразии играют такие свойства органических веществ, «завязанные» на их строении, как изомерия и гомология.
    Представьте, что у вас есть два на первый взгляд идентичных вещества – одинаковый состав и одна и та же молекулярная формула, чтобы описать их. Но строение этих веществ принципиально различно, откуда вытекает и различие химических и физических свойств. К примеру, молекулярной формулой С4Н10 можно записать два различных вещества: бутан и изобутан.

    Речь идет об изомерах – соединениях, которые имеют одинаковый состав и молекулярную массу. Но атомы в их молекулах расположены в различном порядке (разветвленное и неразветвленное строение).
    Что касается гомологии – это характеристика такой углеродной цепи, в которой каждый следующий член может быть получен прибавлением к предыдущему одной группы СН2. Каждый гомологический ряд можно выразить одной общей формулой. А зная формулу, несложно определить состав любого из членов ряда. Например, гомологи метана описываются формулой CnH2n+2.
    По мере прибавления «гомологической разницы» СН2, усиливается связь между атомами вещества. Возьмем гомологический ряд метана: четыре первых его члена – газы (метан, этан, пропан, бутан), следующие шесть – жидкости (пентан, гексан, гептан, октан, нонан, декан), а дальше следуют вещества в твердом агрегатном состоянии (пентадекан, эйкозан и т.д.). И чем прочнее связь между атомами углерода, тем выше молекулярный вес, температуры кипения и плавления веществ.

    Какие классы органических веществ существуют?

    К органическим веществам биологического происхождения относятся:
    белки;
    углеводы;
    нуклеиновые кислоты;
    липиды.
    Три первых пункта можно еще назвать биологическими полимерами.
    Более подробная классификация органических химических веществ охватывает вещества не только биологического происхождения.
    К углеводородам относятся:
    ациклические соединения:
    предельные углеводороды (алканы);
    непредельные углеводороды:
    алкены;
    алкины;
    алкадиены.
    циклические соединения:
    соединения карбоциклические:
    алициклические;
    ароматические.
    соединения гетероциклические.
    Есть также иные классы органических соединений, в составе которых углерод соединяется с другими веществами, кроме водорода:
    спирты и фенолы;
    альдегиды и кетоны;
    карбоновые кислоты;
    сложные эфиры;
    липиды;
    углеводы:
    моносахариды;
    олигосахариды;
    полисахариды.
    мукополисахариды.
    амины;
    аминокислоты;
    белки;
    нуклеиновые кислоты.

    Формулы органических веществ по классам

    Алканы – CnH2n+2
    Циклоалканы – CnH2n
    Алкены – CnH2n
    Алкадиены – CnH2n-2
    Алкины – CnH2n-2
    Арены – CnH2n-6
    Предельные одноатомные спирты – R-OH / CnH2n+1 – OH
    Простые эфиры – R – O – R’ / CnH2n+1– O – CnH2n+1
    Альдегиды – 
    Кетоны – 
    *Здесь и дальше R, R’, R” – углеводородные радикалы.
    Предельные одноосновные карбоновые кислоты –
    Сложные эфиры –
    Углеводы – Cn(H2O)m (n, m ? 3)
    Амины – первичные: R – NH2, вторичные: R – NH – R’,
    Аминокислоты – Н2N – R – COOH
    Липиды – 

    Примеры органических веществ

    Как вы помните, в человеческом организме различного рода органические вещества – основа основ. Это наши ткани и жидкости, гормоны и пигменты, ферменты  и АТФ, а также многое другое.
    В телах людей и животных  приоритет за белками и жирами (половина сухой массы клетки животных это белки). У растений (примерно 80% сухой массы клетки) – за углеводами, в первую очередь сложными – полисахаридами. В том числе за целлюлозой (без которой не было бы бумаги), крахмалом.
    Давайте поговорим про некоторые из них подробнее.
    Например, про углеводы. Если бы можно было взять и измерить массы всех органических веществ на планете, именно углеводы победили бы в этом соревновании.
    Они служат в организме источником энергии, являются строительными материалами для клеток, а также осуществляют запас веществ. Растениям для этой цели служит крахмал, животным – гликоген.
    Кроме того, углеводы очень разнообразны. Например, простые углеводы. Самые распространенные в природе моносахариды – это пентозы (в том числе входящая в состав ДНК дезоксирибоза) и гексозы (хорошо знакомая вам глюкоза).
    Как из кирпичиков, на большой стройке природы выстраиваются из тысяч и тысяч моносахаридов полисахариды. Без них, точнее, без целлюлозы, крахмала, не было бы растений. Да и животным без гликогена, лактозы и хитина пришлось бы трудно.
    Посмотрим внимательно и на белки. Природа самый великий мастер мозаик и пазлов: всего из 20 аминокислот в человеческом организме образуется 5 миллионов типов белков. На белках тоже лежит немало жизненно важных функций. Например, строительство, регуляция процессов в организме, свертывание крови (для этого существуют отдельные белки), движение, транспорт некоторых веществ в организме, они также являются источником энергии, в виде ферментов выступают катализатором реакций, обеспечивают защиту. В деле защиты организма от негативных внешних воздействий важную роль играют антитела. И если в тонкой настройке организма происходит разлад, антитела вместо уничтожения внешних врагов могут выступать агрессорами к собственным органам и тканям организма.

    Белки также делятся на простые (протеины) и сложные (протеиды). И обладают присущими только им свойствами: денатурацией (разрушением, которое вы не раз замечали, когда варили яйцо вкрутую) и ренатурацией (это свойство нашло широкое применение в изготовлении антибиотиков, пищевых концентратов и др.).
    Не обойдем вниманием и липиды (жиры). В нашем организме они служат запасным источником энергии. В качестве растворителей помогают протеканию биохимических реакций. Участвуют в строительстве организма – например, в формировании клеточных мембран.
    И еще пару слов о таких любопытных органических соединениях, как гормоны. Они участвуют в биохимических реакциях и обмене веществ. Такие маленькие, гормоны делают мужчин мужчинами (тестостерон) и женщин женщинами (эстроген). Заставляют нас радоваться или печалиться (не последнюю роль в перепадах настроения играют гормоны щитовидной железы, а эндорфин дарит ощущение счастья). И даже определяют, «совы» мы или «жаворонки». Готовы вы учиться допоздна или предпочитаете встать пораньше и сделать домашнюю работу перед школой, решает не только ваш распорядок дня, но и некоторые гормоны надпочечников.

    Заключение

    Мир органических веществ по-настоящему удивительный. Достаточно углубиться в его изучение лишь немного, чтобы у вас захватило дух от ощущения родства со всем живым на Земле. Две ноги, четыре или корни вместо ног – всех нас объединяет волшебство химической лаборатории матушки-природы. Оно заставляет атомы углерода объединяться в цепочки, вступать в реакции и создавать тысячи таких разнообразных химических соединений.
    Теперь у вас есть краткий путеводитель по органической химии. Конечно, здесь представлена далеко не вся возможная информация. Какие-то моменты вам, быть может, придется уточнить самостоятельно. Но вы всегда можете использовать намеченный нами маршрут для своих самостоятельных изысканий.
    Вы также можете использовать приведенное в статье определение органического вещества, классификацию и общие формулы органических соединений и общие сведения о них, чтобы подготовиться к урокам химии в школе.
    Расскажите нам в комментариях, какой раздел химии (органическая или неорганическая) нравится вам больше и почему. Не забудьте «расшарить» статью в социальных сетях, чтобы ваши одноклассники тоже смогли ею воспользоваться.
    Пожалуйста, сообщите, если обнаружите в статье какую-то неточность или ошибку. Все мы люди и все мы иногда ошибаемся.
    © blog.tutoronline.ru,
    при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

  2. MrFenomeN Ответить

    Исходя из положения углерода в периодической системе элементов Д.И. Менделеева, укажите: 1) сколько протонов и сколько нейтронов в ядре атома; 2) сколько электронов в атоме; 3) сколько электронных уровней; 4) сколько электронов на внешнем электронном уровне; 5) почему атом углерода имеет переменную валентность, какую валентность проявляет углерод в органических соединениях; 6) напишите электронную формулу и распределите электроны по энергетическим ячейкам атома углерода, находящегося: а) в нормальном состоянии; б) в возбужденном состоянии; 7) какими связями способны соединяться атомы углерода.
    Органические вещества, органические соединения – класс соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, карбонатов, оксидов углерода и цианидов).
    Основные классы соединений биологического происхождения – белки, липиды, углеводы – содержат, помимо углерода, преимущественно водород, азот, кислород и серу. Именно поэтому «классические» органические соединения содержат прежде всего водород, кислород, азот и серу – несмотря на то, что элементами, составляющими органические соединения, помимо углерода, могут быть практически любые элементы.
    ) В ядре атома углерода 12С содержится 6 протонов и 12-6 =6 нейтронов. Кратко записывается так: (6р, 6n);
    ) Порядковый номер атома углерода – 6. Значит его положительный заряд равен – 6 и в поле ядра вращаются 6 электронов;
    ) У атома углерода два электронных уровня.
    ) Атом углерода имеет на внешнем слое – 4 электрона (так как находится в главной подгруппе IV группы).
    ) Углерод – элемент с переменной валентностью, так как в разных соединениях имеет разную валентность. Атом углерода может увеличивать свою валентность (число неспаренных электронов) в результате перехода из нормального состояния в возбужденное. В нормальном состоянии атом углерода – двухвалентен, в возбужденном – четырехвалентен. Такую валентность углерод проявляет в большинстве соединений.
    ) Электронная формула атома углерода: 1S22S22P2. В нормальном (невозбужденном) состоянии атом углерода имеет два неспаренных 2р2-электрона. В возбужденном состоянии (при поглощении энергии) один из 2S2-электронов может переходить на свободную р-орбиталь. Тогда в атоме углерода появляется четыре неспаренных электрона:

    ) Атомы углерода способны вступать друг с другом в прочную ковалентную связь, образуя множество разнообразных цепных или кольцевых молекул.

  3. Fehuginn Ответить

    Химические элементы, относящиеся ко второй важной в биологическом отношении группе и в сумме составляющие примерно 0,5% массы человека, присутствуют, за немногими исключениями, в виде ионов. Эта группа включает щелочные металлы натрий (Na) и калий (К), щелочноземельные металлы магний (Мg) и кальций (Са). Галоген хлор (CI) также всегда присутствует в клетках в форме аниона. Другие жизненно важные (эссенциальные) химические элементы присутствуют в столь малых количествах, что их называют следовыми элементами. Эта группа включает переходные металлы железо (Fe), цинк (Zn), медь (Сu), кобальт (Со) и марганец (Мn). К жизненно важным микроэлементам относятся также некоторые неметаллы, такие, как иод (I) и селен (Se).
    Магний – В силу своих биологических эффектов, магний для организма может быть даже важнее кальция!
    По присутствию в организме (21-28г.) магний, наряду с кальцием, натрием и калием, входит в первую четверку минералов в организме, а по содержанию внутри клетки занимает второе место после калия.
    Без магния не может быть усвоен кальций. Магний уравновешивает поступление кальция, и препятствует его выведению.
    Магний особенно необходим для костной ткани, около 60% его содержится в костях и зубах, причем из этого количества примерно треть может быть оперативно мобилизована для нужд организма. 20% магния находится в мышцах, 19% – в других энергоемких органах организма (мозг, сердце, печень, почки и др.) и 1% – во внеклеточной жидкости.
    Рис.
    В крови 60-75% магния находится в ионизированной форме
    Углерод – Уникальная роль углерода в живой природе обусловлена его свойствами, которыми в совокупности не обладает ни один другой элемент периодической системы. Согласно общепринятой гипотезе А.И. Опарина, первые органические соединения на Земле имели абиогенное происхождение. Источниками углерода служили метан (CH4) и цианистый водород (HCN), содержавшиеся в первичной атмосфере Земли. С возникновением жизни единственным источником неорганического углерода, за счёт которого образуется всё органическое вещество биосферы, является двуокись углерода (CO2), находящаяся в атмосфере, а также растворённая в природных водах в виде HCO-3. Наиболее мощный механизм усвоения (ассимиляции) углерода (в форме CO2) – фотосинтез – осуществляется повсеместно зелёными растениями (ежегодно ассимилируется около 100 млрд. т CО2). На Земле существует и эволюционно более древний способ усвоения CO2 путём хемосинтеза; в этом случае микроорганизмы-хемосинтетики используют не лучистую энергию Солнца, а энергию окисления неорганических соединений. Большинство животных потребляют углерод с пищей в виде уже готовых органических соединений. В зависимости от способа усвоения органических соединений принято различать автотрофные организмы и гетеротрофные организмы. Применение для биосинтеза белка и других питательных веществ микроорганизмов, использующих в качестве единственного источника углерода углеводороды нефти,- одна из важных современных научно-технических проблем.
    Помимо основной функции – источника углерода – двуокись углерода CO2, растворённая в природных водах и в биологических жидкостях, участвует в поддержании оптимальной для жизненных процессов кислотности среды. В составе CaCO3 углерод образует наружный скелет многих беспозвоночных (например, раковины моллюсков), а также содержится в кораллах, яичной скорлупе птиц и др. Такие соединения углерода, как HCN, CO, CCl4, преобладавшие в первичной атмосфере Земли в добиологический период, в дальнейшем, в процессе биологической эволюции, превратились в сильные антиметаболиты обмена веществ.
    Кислород – Кислород нужен клеткам организма «как воздух». Кровь переносит кислород от легких к различным органам и тканям. Когда вы дышите, кислород проходит через стенки особых воздушных мешочков (альвеол) в легкое и захватывается пециальными клетками крови (эритроцитами). Обогащенная кислородом кровь по малому кругу кровообращения попадает в сердце, которое перекачивает ее по большому кругу кровообращения в другие части тела. Попав в разные ткани, кровь отдает содержащийся в ней кислород и забирает вместо него углекислый газ. Насыщенная углекислым газом кровь возвращается в сердце, которое снова перекачивает ее в легкие, где она освобождается от углекислого газа и насыщается кислородом, завершая тем самым цикл газообмена.
    Мозг потребляет порядка 25% от всего поступающего в организм кислорода. К примеру, легкие человека в возрасте от 20 до 30 лет вмещает в себя приблизительно 5,6 литров воздуха, а в возрасте 70 лет – только около 2,8 литров. В природе есть все, что нужно для полноценной и активной жизни. Мы должны только все заметить и разглядеть. Нас ведь окружает чистая энергия – кислород.
    Азот. Название «азот» происходит от греческого слова «azoos» – безжизненный, по-латыни Азот – один из самых распространенных элементов на Земле, причем основная его масса сосредоточена в свободном состоянии в атмосфере. В воздухе свободный азот (в виде молекул N2) составляет 78,09% от общего объёма. Круговорот этого элемента в природе – один из наиболее сложных, и в то же время – он практически идеален. Ведь биогеохимический цикл азота включает в себя несколько основных этапов:
    – фиксация азота из воздуха живыми организмами (бактериями и водорослями), обогащающими почву азотом при минерализации;
    – поглощение азота корнями растений и транспортировка его в листья со стеблями, где в процессе биосинтеза строятся белки;
    – разложение животных останков с выделением аммиака,
    – использование растительных белков в качестве питания животными;
    используемого бактериями, и образование нитратов, частично восстанавливаемых до элементарного азота, возвращаемого в атмосферу.
    Калий. Серебристо-белый метал, название которого происходит от латинского «kali-um». По распространённости в земной коре калий занимает седьмое место (порядка 2,5% по массе). В свободном состоянии в природе не встречается, а представлен минералами, солями и силикатами. Наиболее важное значение для жизни калий имеет в виде калийных удобрений. Они существенно увеличивают способность растений к фотосинтезу, особенно для сахаристых культур. К калийным удобрениям относятся природные соли калия: сильвин, сильвинит, каинит, а также продукты их переработки: поташ, сульфат и другие химические вещества. Кроме того – калий способствует быстрейшему оттоку органических веществ от листьев к корням.
    Марганец — элемент побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером. Обозначается символом Mn (лат. Manganum, манганум, в составе формул по-русски читается как марганец, например, KMnO4 — калий марганец о четыре; но нередко читают и как манган). Простое вещество марганец – металл серебристо-белого цвета. Известны пять аллотропных модификаций марганца – четыре с кубической и одна с тетрагональной кристаллической решёткой.

  4. Feloghma Ответить

    В состав всех органических элементов всегда входит углерод. Он является самым главным элементом, который есть база органического вещества.
    Когда класс органических веществ был только открыт в девятнадцатом веке, начал детально изучаться, то тогда было определено, что всегда во всех органических веществах углерод является главным элементом.
    Дело в том, что ни одно вещество так не умеетстроить столько веществ, комплексных соединений, как углерод.
    У этого элемента есть такая способность, как составлять между своими атомами цепочки.
    Благодаря этим цепочкам, элемент с порядковым числом шесть может объединять между собой весьма многог атомов водорода, кислорода и так далее.
    Попробую пояснить.
    Если химические элементы, образуя соединения полностью задействуют свои валентности, не оставляя, что называется, свободных, то
    углерод может, например, соединиться между собой двумя валентностями, а на все остальные присоединить по нескольким атомам водорода, кислорода, или аминогруппу, которую образует водород с азотом. Эта группа NH2.
    Так вот, благодаря тому, что углерод может создавать видоизменённые атомные цепи, он и является всей базой органических веществ. Отсюда и полемиризация, как природная, в виде крахмала, целлюлозы и белков, так и искусственная, как полиэтилен или другие пластмассы.
    Когда был определён класс органических веществ, их назвали “органическими” потому, что считалось, что они вырабатываются только организмами и их синтез невозможен.
    Позже выяснилось, что эти вещества можно получать и искусственным путём, не только вырабатыванием организмами. Но определение “органическая химия” осталось, как исторически сложившееся.
    Вскоре стали искусственным путём получать не только те вещества, которые получаются при синтезе животными организмами, но и искусственные, которых в природе нету.
    Ну, например, в рироде нету таких веществ, как тротил (тринитротолуол(, пироксилина, тринитроцеллюлозы тоже не существует, это всё полученные синтезом вещества.
    Вообще-то, самыми основными веществами органического вещества являются водород, углерод и кислород. Но начиная с аминокислот, уже присутствуют такие, как азот, сера, и даже фосфор.
    Но ежели бы не было углерода, то эти вещества не смогли просто образовываться. Всё-таки, углерод это основа органики, основа жизни.
    Так что, не зря химия, изучающая отдельно соединения углерода, называется “органической.
    Одним из основателей органической химии был Александр Бутлеров.

  5. Suares Ответить

    Органические вещества — класс соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, карбонатов, оксидов углерода и цианидов) .
    Название «органические соединения» появилось на ранней стадии развития химии и говорит само за себя — ученые той эпохи считали, что живые существа состоят из особых органических соединений.
    Основные классы соединений биологического происхождения — белки, липиды, углеводы — содержат, помимо углерода, преимущественно водород, азот, кислород и серу. Именно поэтому, несмотря на то, что элементами, составляющими органические соединения, помимо углерода, могут быть практически любые элементы, «классические» органические соединения содержат прежде всего водород, кислород, азот и серу.
    Соединения углерода с другими элементами составляют особый класс органических соединений — элементоорганические соединения. Металлоорганические соединения содержат связь металл-углерод и составляют обширный подкласс элементоорганических соединений.
    Количество известных органических соединений давно перевалило за 10 млн; таким образом, органические соединения — самый обширный класс химических соединений. Многообразие органических соединений связано с уникальным свойством углерода образовывать цепочки из атомов углерода, что в свою очередь обусловлено высокой стабильностью (то есть энергией) углерод-углеродной связи. Связь углерод-углерод может быть как одинарной, так и кратной: двойной, тройной. При увеличении кратности углерод-углеродной связи возрастает её энергия, т. е. стабильность, а длина уменьшается. Высокая валентность углерода — 4, а также возможность образовывать кратные связи, позволяет образовывать структуры различной размерности (линейные, плоские, объёмные) .
    Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный ни на что не похожий класс химических соединений.
    1. Различная топология образования связей между атомами, образующими органические соединения (прежде всего атомами углерода) , приводит к появлению соединений, имеющих один и тот же состав и молекулярную массу, но обладающих различными физико-химическими свойствами — изомеров. Данное явление носит название изомерии.
    2. Явление гомологии — существования рядов органических соединений, в которых формула любых двух соседей ряда (гомологов) отличается на одну и ту же группу (чаще всего CH2). Целый ряд физико-химических свойств в первом приближении изменяется симбатно по ходу гомологического ряда. Это важное свойство используется в материаловедении при поиске веществ с заранее заданными свойствами.

  6. Mikakora Ответить

    Классификация органических веществ

    Известно, что свойства органических веществ определяются их составом и химическим строением. Поэтому неудивительно, что в основе классификации органических соединений лежит именно теория строения — теория Л. М. Бутлерова. Классифицируют органические вещества по наличию и порядку соединения атомов в их молекулах. Наиболее прочной и малоизменяемой частью молекулы органического вещества является ее скелет — цепь атомов углерода. В зависимости от порядка соединения атомов углерода в этой цепи вещества делятся на ациклические, не содержащие замкнутых цепей атомов углерода в молекулах, и карбоциклические, содержащие такие цени (циклы) в молекулах.
    Помимо атомов углерода и водорода молекулы органических веществ могут содержать атомы и других химических элементов. Вещества, в молекулах которых эти так называемые гетероатомы включены в замкнутую цепь, относят к гетероциклическим соединениям.
    Гетероатомы (кислород, азот и др.) могут входить в состав молекул и ациклических соединений, образуя в них функциональные группы, например, гидроксильную — ОН, карбонильную, карбоксильную, аминогруппу —NН2.
    Функциональная группа — группа атомов, которая определяет наиболее характерные химические свойства вещества и его принадлежность к определенному классу соединений.

    Углеводороды — это соединения, состоящие только из атомов водорода и углерода.
    В зависимости от строения углеродной цепи органические соединения разделяют на соединения с открытой цепью — ациклические (алифатические) и циклические — с замкнутой цепью атомов.
    Циклические делятся на две группы: карбоциклические соединения (циклы образованы только атомами углерода) и гетероциклические (в циклы входят и другие атомы, такие как кислород, азот, сера).
    Карбоциклические соединения, в свою очередь, включают два ряда соединений: алицикличвские и ароматические.
    Ароматические соединения в основе строения молекул имеют плоские углеродсодержащие циклы с особой замкнутой системой р-электронов, образующих общую ?-систему (единое ?-электронное облако). Ароматичность характерна и для многих гетероциклических соединений.
    Все остальные карбоциклические соединения относятся к алициклическому ряду.
    Как ациклические (алифатические), так и циклические углеводороды могут содержать кратные (двойные или тройные) связи. Такие углеводороды называют непредельными (ненасыщенными) в отличие от предельных (насыщенных), содержащих только одинарные связи.
    Предельные алифатические углеводороды называют алканами, они имеют общую формулу СnН2n+2, где n — число атомов углерода. Старое их название часто употребляется и в настоящее время — парафины.
    Непредельные алифатические углеводороды, содержащие одну двойную связь, получили название алкены. Они имеют общую формулу СnН2n.
    Непредельные алифатические углеводороды с двумя двойными связями называют алкадиенами. Их общая формула СnН2n— 2.
    Непредельные алифатические углеводороды с одной тройной связью называют алкинами. Их общая формула СnН2n—2.
    Предельные алициклические углеводородыциклоалканы, их общая формула СnН2n.
    Особая группа углеводородов, ароматических, или аренов (с замкнутой общей ?-электронной системой), известна из примера углеводородов с общей формулой СnН2n-6.
    Таким образом, если в их молекулах один или большее число атомов водорода заменить на другие атомы или группы атомов (галогены, гидроксильные группы, аминогруппы и др.), образуются производные углеводородов: галогенопроизводные, кислородсодержащие, азотсодержащие и другие органические соединения.
           Галогенопроизводные углеводородов можно рассматривать как продукты замещения в углеводородах одного или нескольких атомов водорода атомами галогенов. В соответствии с этим могут существовать предельные и непредельные моно-, ди-, три- (в общем случае поли-) галогенопроизводные.
    Общая формула моногалогенопроизводных предельных углеводородов:
    R-Г,
    а состав выражается формулой
    CnH2n+1Г,
    где R — остаток от предельного углеводорода (алкана), углеводородный радикал (это обозначение используется и далее при рассмотрении других классов органических веществ), Г — атом галогена (F, Сl, Вг, I).
    К кислородсодержащим органическим веществам относят спирты, фенолы, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, простые и сложные эфиры.
    Спирты — производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильные группы.
    Спирты называют одноатомными, если они имеют одну гидроксильную группу, и предельными, если они являются производными алканов.
    Общая формула предельных одноатомных спиртов:
    R-OH,
    а их состав выражается общей формулой:
    СnН2n+1ОН или СnН2n+2О
    Известны примеры многоатомных спиртов, т. е. имеющих несколько гндроксильных групп.
    Фенолы — производные ароматических углеводородов (ряда бензола), в которых один или несколько атомов водорода в бензольном кольце замещены на гидроксильные группы.
    Простейший представитель с формулой С6Н5ОН  называется фенолом.
    Альдегиды и кетоны — производные углеводородов, содержащие карбонильную группу атомов (карбонил).
    В молекулах альдегидов одна связь карбонила идет на соединение с атомом водорода, другая — с углеводородным радикалом.
    В случае кетонов карбонильная группа связана с двумя (в общем случае разными) радикалами.
    Состав предельных альдегидов и кетонов выражается формулой СnН2лО.
    Карбоновые кислоты — производные углеводородов, содержащие карбоксильные группы (—СООН).
    Если в молекуле кислоты одна карбоксильная группа, то карбоновая кислота является одноосновной. Общая формула предельных одноосновных кислот (R-СООН). Их состав выражается формулой СnН2nO2.
    Простые эфиры представляют собой органические вещества, содержащие два углеводородных радикала, соединенных атомом кислорода: R—О—R или R1-O-R2.
    Радикалы могут быть одинаковыми или разными. Состав простых эфиров выражается формулой СnН2n+2O
    Сложные эфиры — соединения, образованные замещением атома водорода карбоксильной группы в карбоновых кислотах на углеводородный радикал.
    Из азотсодержащих органических веществ известны нитро соединения, амины и аминокислоты.
    Нитросоединения — производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на нитрогруппу —NO2.
    Общая формула предельных мононитросоединений:
    R-NO2,
    а состав выражается общей формулой
    СnН2n+1NO2.
    Амины — соединения, которые рассматривают как производные аммиака (NН3), в котором атомы водорода замещены на углеводородные радикалы.
    В зависимости от природы радикала амины могут быть алифатическими и ароматическими.
    В зависимости от числа замещенных на радикалы атомов водорода различают:
    •    первичные амины с общей формулой: R-NН2
    •    вторичные — с общей формулой: R1-NН-R2
    • третичные — с общей формулой:
    R1-NR2-R3
    В частном случае у вторичных, а также третичных аминов радикалы могут быть и одинаковыми.
    Первичные амины можно также рассматривать как производные углеводородов (алканов), в которых один атом водорода замещен на аминогруппу —NН2. Состав предельных первичных аминов выражается формулой СnН2n+3N.
    Аминокислоты содержат две функциональные группы, соединенные с углеводородным радикалом: аминогруппу —NН2, и карбоксил —СООН.
    Состав предельных аминокислот, содержащих одну аминогруппу и один карбоксил, выражается формулой СnН2n+1NO2.
    Известны и другие важные органические соединения, которые имеют несколько разных или одинаковых функциональных групп, длинные линейные цепи, связанные с бензольными кольцами. В таких случаях строгое определение принадлежности вещества к какому-то определенному классу невозможно. Эти соединения часто выделяют в специфические группы веществ: углеводы, белки, нуклеиновые кислоты, антибиотики, алкалоиды и др.

    Для названия органических соединений используют 2 номенклатуры — рациональную и систематическую (ИЮПАК)  и тривиальные названия.
    Составление названий по номенклатуре ИЮПАК
    1) Основу названия соединения составляет корень слова, обозначающий предельный углеводород с тем же числом атомов, что и главная цепь.
    2) К корню добавляют суффикс, характеризующий степень насыщенности:
    -ан (предельный, нет кратных связей);
    -ен (при наличии двойной связи);
    -ин (при наличии тройной связи).
    Если кратных связей несколько, то в суффиксе указывается число таких связей (-диен, -триен и т.д.), а после суффикса обязательно указывается цифрами положение кратной связи, например:
    СН3–СН2–СН=СН2       СН3–СН=СН–СН3
    бутен-1                                бутен-2
    СН2=СН–СН=СН2
    бутадиен-1,3
    3) Далее в суффикс выносится название самой старшей характеристической группы в молекуле с указанием ее положения цифрой.
    Такие группы как нитро-, галогены, углеводородные радикалы, не входящие в главную цепь  выносятся в приставку. При этом они перечисляются по алфавиту. Положение заместителя указывается цифрой перед приставкой.
    Порядок составления названия следующий:
    1.  Найти самую длинную цепь атомов С.
    2.  Последовательно пронумеровать атомы углерода главной цепи, начиная с ближайшего к разветвлению конца.
    3.  Название алкана складывается из названий боковых радикалов, перечисленных в алфавитном порядке с указанием положения в главной цепи, и названия главной цепи.

    Номенклатура некоторых органических веществ (тривиальная и международная)

  7. 4еrtovka_3 Ответить

    Главная
    Биология
    Особенности классов птиц: системы, разновидности, жизненный цикл
    Паук — это насекомое или нет: строение и значение животных в природе
    Общая характеристика млекопитающих животных и их строение
    Обмен веществ и энергии в клетке: этапы и формула метаболического процесса
    Строение кровеносной системы млекопитающих и состав крови животных
    Семейство крестоцветных: описание видов, значение в природе и для человека
    Сколько отделов тела есть у человека и других видов живых организмов
    История и значение зоологии как науки о животных
    Растителдьная клетка: строение и функции
    Важные основы генетики человека
    Прочнейший скелет растения, или механическая ткань
    Особенности строения птиц и их биологическое значение
    Строение и биологическое значение двустворчатых моллюсков
    Ткани растений: виды, строение, назначение и функции
    Методы и значение исследования генетики человека
    Строение пищеварительной системы человека и ее анатомические особенности
    Строение и жизненный цикл особей класса Кишечнополостные
    Строение семени растений: особенности и химический состав
    Оплодотворение растений: виды, особенности, процесс и биологическое значение
    Класс млекопитающие: отряды, главные признаки зверей, образ жизни и примеры
    Общая характеристика, признаки и влияние на экологию человека типа Хордовые
    Значение растений в жизни всех существ: что было бы на Земле без них
    Оплодотворение матки и развитие беременности по триместрам
    Типы и уровни пищевых цепей, примеры и биологическое значение трофических связей
    Минеральное питание растений — это залог высоких стабильных урожаев
    Основные признаки класса млекопитающих, роль в природе
    Круглые и кольчатые черви: характеристика, виды и особенности строения
    Ноги пауков — особенности и назначение конечностей членистоногих
    Что такое генетика: определение, задачи и методы исследования, типы наследования признаков
    Метаболизм веществ: как он происходит, способы нормализации
    Мир цветов: растения семейства лилейных
    К какому классу относятся рыбы: особенности строения и жизненного цикла
    Редкие растения из Красной книги: исчезнувшие и охраняемые виды
    Во сколько лет ломается голос у мальчиков: признаки пубертатного периода
    Во сколько лет ломается голос у мальчиков: признаки пубертатного периода
    Что такое неживая природа: ее признаки и примеры, взаимосвязь с живой природой
    Стадии и биологическое значение митоза
    Что такое антропогенные факторы, и как они воздействуют на природу
    Анатомические особенности и значение пауков в природе
    Все о растениях Северной Америки: интересные факты и исчезающие виды
    Что относится к живой природе: признаки живых организмов и их классификация
    Самые великие биологи мира
    Фотосинтез и его значение в природе: что будет без растений
    Экологическая пирамида: правило построения, примеры и значение
    Состав, строение и функции белка в клетке, биологическое значение
    Природные явления: виды, распространение, методы прогнозирования и способы защиты
    Пищеварительная система человека: строение и функции органов ЖКТ
    Экологические знаки в картинках: их назначение и области применения
    Как беречь природу: общемировая экологическая проблема
    Растения семейства злаков: описание представителей, значение
    Что такое рудименты и примеры атавизмов как доказательств эволюции
    Сколько калорий в килограмме: как грамотно снизить вес
    Нелюбимые соседи: какие насекомые-вредители отравляют жизнь человека
    Общая характеристика пауков и представители ядовитых арахнидов
    Природные зоны лесов мира: характеристика, особенности, растительный и животный мир
    Интересные факты об амурском тигре и краткое описание животного: сообщение для школьников
    Зимующие птицы: группы и виды, особенности строения и значение для человека
    Растения семейства розоцветных: морфологическое описание видов и формула цветка
    Папоротникообразные растения: описание жизненного цикла разных видов, их роль в хозяйстве
    Из чего состоит опорно-двигательная система человека и каким заболеваниям она подвержена
    Кто живет в пустыне: животные и растительность
    Виды бесполого размножения у растений и животных
    Характеристика класса паукообразных: членистоногие пауки
    Популярные породы собак: их происхождение, внешний вид, строение и интересные факты
    Удивительные гиганты: все про слонов
    Все о лебедях: описание различных видов, их особенностей, интересные факты
    Растения степной зоны: описание видов и особенности флоры
    Как похудеть, зная о свойствах углеводов
    Дикая природа Африки: хищники и охота на них, мир дикой природы и редкие виды животных
    Дикие животные Африки: почему лев — царь зверей
    достояние республики: животные красной книги россии
    Описание зайца: виды с фото, внешний вид, строение, образ жизни и интересные факты
    Биологические функции липидов в клетках живых существ: как происходит процесс обмена
    Чем отличаются различные виды соцветий покрытосеменных растений
    Голосеменные растения: примеры различных видов, строение, отличие от покрытосеменных
    Вкусный и полезный опенок летний и его опасные двойники
    Растения Евразии: видовое многообразие природных зон
    Функции и строение клеточной мембраны
    Состав, структура, виды и биологические функции белков
    Редкие животные из Красной книги России: список видов, их описание и классификация
    Охрана природы и окружающей среды: источники загрязнения природных ресурсов и охраняемые объекты и территории
    Атмосферный фронт: что это такое, основные признаки и разновидности, особенности в центральной России
    Животные Урала: разнообразие природы, фото и интересные факты
    Сообщение о белом медведе: интересные факты
    Плодородные равнины степей и лесостепей: географическое положение, фауна и флора
    Сколько органов чувств у человека: функции и способности систем организма
    Растения и животные смешанных лесов: типичные представители флоры и фауны
    Сообщение интересных фактов о медведе
    Клешни представителей раков: удивительный животный мир
    Удивительный и жуткий мир: обитатели болота
    Какие растения называют споровыми: их характерные признаки
    Сколько ног у осьминога и как он передвигается
    Какая часть клетки является самой главной
    Борьба за существование в биологии: ее формы и причины
    Дикорастущие растения примеры
    Рациональное природопользование: принципы и примеры
    Лишайники как индикаторы загрязнения окружающей среды
    Какова биологическая роль воды в клетке
    Основное свойство плазматической мембраны
    Какие факторы свидетельствуют о единстве органического мира
    Какие организмы относятся к прокариотам
    Значение бактерий в природе и жизни человека
    Процессы пластического и энергетического обмена в клетке
    Сколько на самом деле пар ног у насекомых
    Продолговатый мозг: анатомия, строение ядер и функции
    Строение и функции головного мозга
    Строение органов зрения медоносной пчелы
    Сколько пар рёбер у мужчин и женщин: строение грудной клетки человека
    Движущая сила эволюции: какие формы естественного отбора существуют
    Понятие фототрофа в биологии, примеры, тип питания
    Строение животной (человека) и растительной клетки в биологии
    Влияние человека на природу, негативное воздействие
    Функции и строение органоидов клетки
    Цитоплазма: химический состав, строение и основные функции
    Сколько хромосом у нормального здорового человека
    Что такое клеточный центр и его значение для деления клеток
    Определение процесса фотосинтеза: какая наука его изучает
    Какие животные живут в пустыне на территории России
    Карл Линней: краткая биография и вклад в биологию
    Сколько мышц насчитывает организм взрослого человека
    Основные органы чувств у человека
    Чем отличаются живые виды природы от неживых
    Особенности немембранных органоидов клетки
    Сколько костей в теле взрослого человека
    Биогеохимический круговорот углерода в природе
    Сколько хромосом имеет кариотип картошки
    Вакуоль, её особенности: строение, состав, функции
    Какие органические вещества входят в состав живой клетки
    Процесс распада органических соединений: диссимиляция
    Сравнение особенностей растительной и животной клетки
    Гумус: определение состава, содержание и типа почвы
    Молекула АТФ в биологии: состав, функции и роль в организме
    Понятие гомеостаза организма человека в медицине и биологии
    Неживая природа: определение, признаки и классификация

  8. Kazishicage Ответить

    Строение органических соединений В 1 8 61 г А. М. Бутлеров ввел понятие химического строения, определившее развитие органической химии. Основные положения теории строения органических соединений : 1) атомы в молекулах соединены друг с другом химическими связями в соответствии с их валентностью; 2) атомы в молекулах органических веществ соединяются между собой в определенной последовательности, что обусловливает химическое строение молекулы; 3) свойства органических соединений зависят не только от числа и природы входящий в их состав атомов, но и от химического строения молекул; 4) в молекулах существует взаимное влияние атомов как связанных непосредственно друг с другом, так и не связанных; Главное положение теории Бутлерова — химическое строение вещества определяет его физические и химические свойства Теории строения органических соединений объяснила явление изомерии — существование различных веществ с одинаковой брутто-формулой, но с разными физическими свойствами (температура плавления, температура кипения, показатель преломления, плотность и л. ). Например, одной и той же молекулярной формуле С 5 Н 6 О могут соответствовать два разных по строению вещества — этиловый спирт и диметиловый эфир: СНз-СН 2 -ОН СНз-О-СНз этиловый спирт диметиловый эфир

  9. vard Ответить

    История развития органической химии

    В истории развития органической химии выделяют два периода: эмпирический (с середины XVII до конца XVIII века), в который познание органических веществ, способов их выделения и переработки происходило опытным путем и аналитический (конец XVIII – середина XIX века), связанный с появлением методов установления состава органических веществ. В аналитический период было установлено, что все органические вещества содержат углерод. Среди, других элементов, входящих в состав органических соединений были обнаружены водород, азот, сера, кислород и фосфор.
    Важное значение в истории органической химии имеет структурный период (вторая половина XIX – начало XX века), ознаменовавшийся рождением научной теории строения органических соединений, основоположником которой был А.М. Бутлеров.
    Основные положения теории строения органических соединений:
    атомы в молекулах соединены между собой в определенном порядке химическими связями в соответствии с их валентностью. Углерод во всех органических соединениях четырехваленнтен;
    свойства веществ зависят не только от их качественного и количественного состава, но и от порядка соединения атомов;
    атомы в молекуле взаимно влияют друг на друга.
    Порядок соединения атомов в молекуле описывается структурной формулой, в которой химические связи изображаются черточками.

    Характерные свойства органических веществ

    Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный, ни на что не похожий класс химических соединений:
    Органические соединения обычно представляют собой газы, жидкости или легкоплавкие твердые вещества, в отличие неорганических соединений, которые в большинстве своём представляют собой твердые вещества с высокой температурой плавления.
    Органические соединения большей частью построены ковалентно , а неорганические соединения — ионно.
    Различная топология образования связей между атомами, образующими органические соединения (прежде всего, атомами углерода), приводит к появлению изомеров — соединений, имеющих один и тот же состав и молекулярную массу, но обладающих различными физико-химическими свойствами. Данное явление носит название изомерии.
    Явление гомологии — существование рядов органических соединений, в которых формула любых двух соседей ряда (гомологов) отличается на одну и ту же группу — гомологическую разницу CH2. Органические вещества горят.

    Классификация органических веществ

    В классификации принимают за основу два важных признака – строение углеродного скелета и наличие в молекуле функциональных групп.
    В молекулах органических веществ атомы углерода соединяются друг с другом, образуя т.н. углеродный скелет или цепь. Цепи бывают открытыми и замкнутыми
    (циклическими), открытые цепи могут быть неразветвленными (нормальными) и разветвленными:

    По строению углеродного скелета различают:
    — алициклические органические вещества, имеющие открытую углеродную цепь как разветвленную, так и неразветвленную. Например,
    СН3-СН2-СН2-СН3 (бутан)
    СН3-СН(СН3)-СН3 (изобутан)
    — карбоциклические органические вещества, в которых углеродная цепь замкнута в цикл (кольцо). Например,

    — гетероциклические органические соединения, содержащие в цикле не только атомы углерода, но и атомы других элементов, чаще всего азота, кислорода или серы:

    Функциональная группа – атом или группа атомов неуглеводородного характера, которые определяют принадлежность соединения к определенному классу. Признаком, по которому органическое вещество относят к тому или иному классу, является природа функциональной группы (табл. 1).
    Таблица 1. Функциональные группы и классы.

    Соединения могут содержать не одну, а несколько функциональных групп. Если эти группы одинаковые, то соединения называют полифункциональными, например хлороформ, глицерин. Соединения, содержащие различные функциональные группы, называют гетерофункциональными, их можно одновременно отнести к нескольким классам соединений, например молочную кислоту можно рассматривать, как карбоновую кислоту и как спирт, а коламин – как амин и спирт.

    Примеры решения задач

  10. Fegal Ответить

    Многие вещества, в которых входит углерод, химики традиционно отказываются считать органическими или спорят, куда их относить. Это угольная (карбонатная) и цианидная (синильная) кислоты и их соли, простые оксиды углерода (в том числе, всем известный углекислый газ), соединения углерода с серой, кремнием, карбиды и другие. А ведь есть ещё простые вещества, состоящие только из углерода – древесный и ископаемый уголь, кокс, сажа, алмаз, графит и ещё пара десятков веществ.

    Но, в общем, сложившееся деление на «органику» и «неорганику» сохраняется. Хотя бы потому, что, несомненно, помогает ориентироваться в мире веществ и осваиваться в нём новичкам.

    Почему углерод?

    Действительно, отчего из более, чем сотни химических элементов, только углерод оказался способным образовать миллионы веществ? Основных причин две: атомы углерода способны соединяться со атомами множества других элементов (водорода, кислорода, азота, серы, фосфора и многих других) и друг с другом. В последнем случае образуются цепочки какой угодно длины и самой разнообразной конструкции – линейные, разветвлённые, замкнутые.
    В результате число природных и синтезированных органических веществ исчисляется примерно 27 миллионами, а неорганических приближается всего лишь к полумиллиону. Как говорится, почувствуйте разницу.

    Во всём нужен порядок

    Неорганические вещества обычно подразделяют на простые и сложные. Первые состоят из одинаковых атомов. Атомы разных элементов образуют сложные вещества: оксиды, гидроксиды, кислоты, соли. Возможны и другие подходы. Например, классифицировать на основе одного из элементов: соединения железа, соединения хлора.
    У органических веществ классов побольше. По составу и строению их обычно подразделяют на белки, аминокислоты, липиды, жирные кислоты, углеводы, нуклеиновые кислоты. На базе их биологического действия органические соединения можно группировать в алкалоиды, ферменты, витамины, гормоны, нейромедиаторы и др.
    Классификация предполагает и «называние». Само собой, разные соединения должны всегда носить разные имена и при этом желательно, чтобы по имени можно было судить о самом веществе. Но когда речь идёт о миллионах разных названий… Как вам такое: (6E,13E)-18-бромо-12-бутил-11-хлоро-4,8-диэтил-5-гидрокси-15-метокситрикоза-6,13-диен-19-ин-3,9-дион? Оно составлено по всем официальным правилам органической химии.

    Ясно, что самые длинные слова надо искать именно в мире органики. В русском языке рекордсменом считают словечко «тетрагидропиранилциклопентилтетрагидропиридопиридиновое» ( 55 букв!). Но это далеко не предел. В наших мышцах есть белок титин, полное химическое название которого в английском варианте состоит из 189 819 букв и произносится примерно три с половиной часа. Надеемся, вы не обидитесь, если мы публиковать его здесь не будем.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *