Rstykt

Метан, CH₄; одно из простейших органических веществ

Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, объединяющий почти все химические соединения, в состав которых входит углерод ^[1] (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов). Органические соединения редки в земной коре, но обладают наибольшей важностью, потому что являются основой всех известных форм жизни. Основные дистилляты нефти считаются строительными блоками органических соединений. ^[2] Органические соединения, кроме углерода (C), чаще всего содержат элементы водород (H), кислород (O), азот (N), значительно реже — серу (S), фосфор (P), фтор (F), бор (B) галогены и некоторые металлы (порознь или в различных комбинациях)^[3].

История |

Название органические вещества появилось на ранней стадии развития химии во времена господства виталистических воззрений, продолжавших традицию Аристотеля и Плиния Старшего о разделении мира на живое и неживое. В 1807 году шведский химик Якоб Берцелиус предложил назвать вещества, получаемые из организмов, органическими, а науку, изучающую их, — органической химией. Считалось, что для синтеза органических веществ необходима особая «жизненная сила» (лат. vis vitalis), присущая только живому, и поэтому синтез органических веществ из неорганических невозможен. Это представление было опровергнуто Фридрихом Вёлером, учеником Берцелиуса, в 1829 году путём синтеза «органической» мочевины из «минерального» цианата аммония, однако деление веществ на органические и неорганические сохранилось в химической терминологии и по сей день.

Количество известных органических соединений составляет почти 27 млн.
Таким образом, органические соединения — самый обширный класс химических соединений. Многообразие органических соединений связано с уникальным свойством углерода образовывать цепочки из атомов, 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, то есть стабильность, а длина уменьшается. Высокая валентность углерода — 4, а также возможность образовывать кратные связи, позволяет образовывать структуры различной размерности (линейные, плоские, объёмные).

Классификация |

Основные классы органических соединений биологического происхождения — белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты — содержат, помимо углерода, преимущественно водород, азот, кислород, серу и фосфор. 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.

Соединения углерода с другими элементами составляют особый класс органических соединений — элементоорганические соединения. Металлоорганические соединения содержат связь металл-углерод и составляют обширный подкласс элементоорганических соединений.

Характерные свойства |

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 твёрдые вещества, в отличие от неорганических соединений, которые в большинстве своём представляют собой твёрдые 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 веществ соединений, в которых формула любых двух соседей ряда (гомологов) отличается на одну и ту же группу — гомологическую разницу CH₂. Целый ряд физико-химических свойств в первом приближении изменяется симбатно (мера схожести зависимостей в математическом анализе) по ходу гомологического ряда. Это важное свойство используется в материаловедении при поиске веществ с заранее заданными свойствами.


• Горючесть. ^{[источник не указан 789 дней]}
  

Номенклатура |

Органическая номенклатура — это система классификации и наименований органических веществ.
В настоящее время распространена номенклатура ИЮПАК.

Классификация органических соединений построена на важном принципе, согласно которому физические и химические свойства органического соединения в первом приближении определяются двумя основными критериями — строением углеродного скелета соединения и его функциональными группами.

В зависимости от природы углеродного скелета органические соединения можно разделить на ациклические и циклические. Среди ациклических соединений различают предельные и непредельные. Циклические соединения разделяются на карбоциклические (алициклические и ароматические) и гетероциклические.

• Органические соединения
  
  
  
  • 
    Углеводороды
    
    
    
    • 
      Ациклические соединения
      
      
      
      • 
        Предельные углеводороды (алканы)
      
      
      • 
        Непредельные углеводороды
        
        
        
        • Алкены
        
        
        • Алкины
        
        
        • 
          Алкадиены (диеновые углеводороды)
        
        
        
        
      
      
      
      
    
    
    • 
      Циклические углеводороды
      
      
      
      • 
        Карбоциклические соединения
        
        
        
        • Алициклические соединения
        
        
        • Ароматические соединения
        
        
        
        
      
      
      • Гетероциклические соединения
      
      
      
      
    
    
    
    
  
  
  • Функциональные производные углеводородов:
    
    
    
    • 
      Спирты, Фенолы
      
    
    
    • Простые эфиры
    
    
    • 
      Альдегиды, Кетоны
      
    
    
    • Карбоновые кислоты
    
    
    • Сложные эфиры
    
    
    • Жиры
    
    
    • 
      Углеводы
      
      
      
      • Моносахариды
      
      
      • Олигосахариды
      
      
      • Полисахариды
      
      
      • Мукополисахариды
      
      
      
      
    
    
    • Амины
    
    
    • Аминокислоты
    
    
    • Белки
    
    
    • Нуклеиновые кислоты
    
    
    
    
  
  
  
  

Алифатические соединения |

Алифатические соединения — органические вещества, не содержащие в структуре ароматических систем.

Углеводороды — Алканы — Алкены — Диены или Алкадиены — Алкины — Галогенуглеводороды — Спирты — Меркаптаны — Простые эфиры — Альдегиды — Кетоны — Карбоновые кислоты — Сложные эфиры — Углеводы или сахара — Нафтены — Амиды — Амины — Липиды — Нитрилы

Ароматические соединения |

Ароматические соединения, или арены, — органические вещества, в структуру которых входит одна (или более) ароматическая циклическая система (см. Ароматизация).

Бензол-Толуол-Ксилол-Анилин-Фенол-Ацетофенон-Бензонитрил-
Галогенарены-Нафталин-Антрацен-Фенантрен-Бензпирен-Коронен-Азулен-Бифенил-Ионол.

Гетероциклические соединения |

Гетероциклические соединения — вещества, в молекулярной структуре которых присутствует хотя бы один цикл с одним (или несколькими) гетероатомом.

Пиррол-Тиофен-Фуран-Пиридин

Полимеры |

Полимеры представляют собой особый вид веществ, также известный как высокомолекулярные соединения. В их структуру обычно входят многочисленные сегменты (соединения) меньшего размера. Эти сегменты могут быть идентичны, и тогда речь идёт о гомополимере. Полимеры относятся к макромолекулам — классу веществ, состоящих из молекул очень большого размера и массы.
Полимеры могут быть органическими (полиэтилен, полипропилен, плексиглас и т. д.) или неорганическими (силикон); синтетическими (поливинилхлорид) или природными (целлюлоза, крахмал).

Структурный анализ |

В настоящее время существует несколько методов характеристики органических соединений:

• 
  Кристаллография (рентгеноструктурный анализ) — наиболее точный метод, требующий, однако, наличия высококачественного кристалла достаточного размера для получения высокого разрешения. Поэтому пока этот метод не используется слишком часто.


• 
  Элементный анализ — деструктивный метод, использующийся для количественного определения содержания элементов в молекуле вещества.


• 
  Инфракрасная спектроскопия (ИК): используется главным образом для доказательства наличия (или отсутствия) определённых функциональных групп.


• 
  Масс-спектрометрия: используется для определения молекулярных масс веществ и способов их фрагментации.


• Спектроскопия ядерного магнитного резонанса ЯМР.


• 
  Ультрафиолетовая спектроскопия (УФ): используется для определения степени сопряжения в системе.

См. также |

• Неорганические вещества


• Органическая химия

Примечания |