Предмет органической химии. Сравнение органических соединений с неорганическими.

Органическая химия –это раздел химической науки, в котором изучаются соединения углерода и их превращения.

Однако сам карбон и некоторые простейшие его соединения, такие как оксид углерода (II), оксид углерода (IV), угольная кислота, карбонаты, карбиды и т.п., по характеру свойств относятся к неорганическим соединениям. Поэтому часто используется и другое определение:
Органические соединения - это углеводороды(соединения углерода с водородом) и их производные.

Благодаря особым свойствам элемента углерода, органические соединения очень многочисленные. Сейчас известно более 20 миллионов синтетических и природных органических веществ, и их число постоянно растет. Органические соединения играют важную роль в различных сферах нашей жизни. Органическая химия занимает ведущее место в естествознании благодаря тому, что человек получил для своих нужд топливо, резину, краски, клеи, моющие средства, лекарства, одежду, обувь, еду, вещи быта, труда, отдыха.
Углерод - особый элемент. Ни один другой химический элемент не способен образовывать такое многообразие соединений.

Причина этого многообразия в том, что атомы углерода способны:
1) соединяться друг с другом в цепи различного строения: открытые (неразветвленные, разветвленные), замкнутые:

| | | | | | |

-c-c-c-c- -c-c-c-

| | | | | | |

2) образовывать не только простые (одинарные), но и кратные (двойные, тройные) связи: > С = С < - С ≡С –

-НС=С=СН - НС=С-С≡СН-

3) образовывать прочные связи почти с любым другим элементом.

Эти уникальные свойства углерода объясняются сочетанием двух факторов:
• наличие на внешнем энергетическом уровне (2s и 2p) четырех электронов (поэтому атом углерода не склонен ни терять, ни приобретать свободные электроны с образованием ионов) и четырех валентных орбиталей;
• малый размер атома (в сравнении с другими элементами IV группы).
Вследствие этого углерод образует главным образом ковалентные, а не ионные связи, и проявляет валентность, равную 4.

Органические соединения отличаются от неорганических характерными чертами:

• почти все органические вещества горят или легко разрушаются при нагревании с окислителями, выделяя СО₂ (по этому признаку можно установить принадлежность исследуемого вещества к органическим соединениям);
• в молекулах органических соединений углерод может быть соединен почти с любым элементом Периодической системы;
• органические молекулы могут содержать последовательность атомов углерода, соединенных цепи (открытые или замкнутые);

• молекулы большинства органических соединений не диссоциирует на достаточно устойчивые ионы;

• реакции органических соединений протекают значительно медленнее и в большинстве случаев не доходят до конца;

• среди органических соединений широко распространено явление изомерии;

•органические вещества имеют более низкие температуры фазовых переходов (т.кип., т.пл.).

Органические соединения содержатся во всех живых организмах.

Есть много современных продуктов и материалов, без которых человек не может обходиться, которые также относятся к органическим соединениям.

Решающая роль в создании теории строения органических соединений принадлежит великому русскому ученому Александру Михайловичу Бутлерову.

19 сентября 1861 года на 36-м съезде немецких естествоиспытателей А.М.Бутлеров обнародовал ее в докладе "О химическом строение вещества".

Основные положения теории химического строения А.М. Бутлерова:

1. Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенной последовательности согласно их валентностям. Последовательность межатомных связей в молекуле называется ее химическим строением и отражается одной структурной формулой (формулой строения).(В соответствии с этими представлениями валентность элементов условно изображают черточками,) Такое схематичное изображение строения молекул называют формулами строения и структурными формулами.2. Химическое строение можно устанавливать химическими методами. (В настоящее время используются также современные физические методы). 3. Свойства веществ зависят от их химического строения. Свойства вещества зависят не только от того какие атомы и сколько их входит в состав молекул, но и от порядка соединения атомов в молекулах.(т.е. свойства зависят от строения) Данное положение теории строения орг.веществ объяснило, в частности, явление изомерии. Существуют соединения, которые содержат одинаковое число атомов одних и тех же элементов, но связанных в различном порядке. Такие соединения обладают разными свойствами и называются изомерами.
Явление существования веществ с одинаковым составом, но разным строением и свойствами называется изомерией

4. По свойствам данного вещества можно определить строение его молекулы, а по строению молекулы - предвидеть свойства.

5. Атомы и группы атомов в молекуле оказывают взаимное влияние друг на друга.

Первое положение. Атомы в молекулах соединяются в определенном порядке в соответствии с их валентностью. Углерод во всех органических и в большинстве неорганических соединений четырехвалентен.
Очевидно, что последнюю часть первого положения теории легко объяснить тем, что в соединениях атомы углерода находятся в возбужденном состоянии:

а) атомы четырехвалентного углерода могут соединяться друг с другом, образуя различные цепи:

- открытые разветвленные;

- открытые неразветвленные:

- замкнутые .

б) порядок соединения атомов углерода в молекулах может быть различным и зависит от вида ковалентной химической связи между атомами углерода — одинарной или кратной (двойной и тройной).

Второе положение. Свойства веществ зависят не только от их качественного и количественного состава, но и от строения их молекул.
Это положение объясняет явление изомерии.