สารประกอบอินทรีย์หรือแร่ การจําแนกสารประกอบอินทรีย

สารที่ประกอบด้วยส่วนประกอบสองตัวหรือมากกว่าเป็นสารอินทรีย์หรือแร่ธาตุที่ซับซ้อน กำหนดลักษณะองค์ประกอบและตัวชี้วัดอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะ สารเคมีมีอยู่ในสิ่งแวดล้อมในปริมาณมาก บางคนมีผลประโยชน์และบาง - ผลร้ายกับสิ่งมีชีวิต สารประกอบแร่มีอยู่ในธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตชีวา ประกอบด้วยกำมะถันกราไฟต์ทรายและอื่น ๆ มีหลายสัญญาณที่สารประกอบอินทรีย์หรือแร่ถูกกำหนด

ภูมิหลังทางประวัติศาสตร์

แนวคิดของ "สารประกอบอินทรีย์" ปรากฏขึ้นในช่วงแรก ๆ ของการพัฒนาวิทยาศาสตร์เคมี ชั้นนี้รวมถึงสารที่มีคาร์บอน (ยกเว้นกรดคาร์บอนิกไซยาไนด์คาร์ไบด์คาร์บอเนต คาร์บอนมอนอกไซด์) ในช่วงเวลาที่มุมมองของ vitalistic ได้รับการยอมรับอย่างต่อเนื่องตามประเพณีของ Pliny the Elder และ Aristotle เกี่ยวกับการแบ่งโลกทั้งโลกไปสู่ชีวิตที่ไม่มีชีวิตชีวาสารเคมีเหล่านี้ถูกแยกออกจากกันขึ้นอยู่กับอาณาจักรที่พวกเขาอาศัยอยู่คือสัตว์และผักหรือแร่ธาตุ นอกจากนี้ยังเชื่อว่าการสังเคราะห์ครั้งแรกจะต้องใช้ "พลังชีวิต" เป็นพิเศษ ในเรื่องนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับ สารอินทรีย์ จาก สารอนินทรีย์ อย่างไรก็ตามสมมติฐานนี้ถูกปฏิเสธโดย Veler ในปีพ. ศ. 2371 เขาสังเคราะห์ยูเรียอินทรีย์จากแอมโมเนียมไซยาไนด์อนินทรีย์ ส่วนนี้อย่างไรก็ตามได้รับการเก็บรักษาไว้ในคำศัพท์และในปัจจุบัน โดยสิ่งที่เกณฑ์เป็นสารอินทรีย์หรือแร่กำหนด? เกี่ยวกับเรื่องนี้ในบทความ

ข้อมูลทั่วไป

คลาสที่กว้างขวางที่สุดในปัจจุบันคือสารประกอบอินทรีย์ ปัจจุบันมีมากกว่าสิบล้านคน ความหลากหลายนี้เกิดจากคุณสมบัติพิเศษของคาร์บอนในรูปแบบของกลุ่มอะตอม นี้ในทางกลับกันเนื่องจากความมั่นคงของการเชื่อมต่อ คาร์บอน - คาร์บอนโซ่สามารถเดี่ยวหรือหลาย - สามคู่ เมื่อพลังงานเพิ่มขึ้น (ความมั่นคง) จะเพิ่มขึ้นและความยาวจะลดลง เนื่องจากความจุคาร์บอนสูงและความสามารถในการสร้างโซ่ดังกล่าวจะมีโครงสร้างของขนาดต่างกัน (ปริมาตรแบนเส้นตรง) แร่เรียกว่าสารประกอบที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ สารเหล่านี้มีองค์ประกอบและโครงสร้างพิเศษลักษณะทางกายภาพ โดยทั่วไปโครงสร้างของสารอนินทรีย์จะเหมือนกัน องค์ประกอบอาจแตกต่างกันภายในขอบเขตที่กำหนด ความไม่ชอบมาพากลของแร่ธาตุคือการจัดเรียงอะตอมตามปกติและถูกต้อง รากฐานของระบบของสารเหล่านี้ถูกวางไว้ในปี ค.ศ. 1814 โดย Berzelius

องค์ประกอบเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นหลักของสาร

สิ่งนี้หรือชนิดอื่น ๆ จะถูกกำหนดโดยองค์ประกอบขององค์ประกอบ สารเป็นสารประกอบอินทรีย์หรือแร่ที่มีโครงสร้างและองค์ประกอบเฉพาะ กลุ่มหลักของสารทางชีววิทยาประกอบด้วยโปรตีนคาร์โบไฮเดรตไขมัน กรดนิวคลีอิกที่อยู่ในชั้นนี้นอกเหนือจากคาร์บอนประกอบด้วยไนโตรเจนไฮโดรเจนฟอสฟอรัสกำมะถันและออกซิเจน องค์ประกอบเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบอินทรีย์ "คลาสสิก" เป็นพื้นฐานตามกฎ ดังนั้นสารอาจมีองค์ประกอบที่ต่างกันได้มากที่สุด ดังนั้นคุณสมบัติหลักตามที่กำหนดสารที่เป็นตัวแทน - สารอินทรีย์หรือแร่ธาตุ - คือการปรากฏตัวในองค์ประกอบของคาร์บอนและองค์ประกอบพื้นฐานที่ระบุข้างต้น

แนวคิดของสารประกอบแร่สามารถศึกษาได้โดยการพิจารณาสารธรรมชาติหลายชนิด พวกเขามีลักษณะทางกายภาพที่แตกต่างกัน พวกเขาขึ้นอยู่กับองค์ประกอบแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างที่ยังคงเหมือนเดิม นี่เป็นเพียงคำพูดเกี่ยวกับความแตกต่างในตำแหน่งของอะตอมและระยะทางระหว่างอวกาศเท่านั้น

การจําแนกสารประกอบอินทรีย

ในปัจจุบันมีการใช้ศัพท์เฉพาะ IUPAC การจำแนกประเภทของสารอินทรีย์ในระบบนี้ขึ้นอยู่กับหลักการที่สำคัญ ตามลักษณะนี้ลักษณะเฉพาะของสารจะพิจารณาจากสองเกณฑ์หลัก แรกคือโครงกระดูกคาร์บอน (โครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์) และกลุ่มที่สองคือกลุ่มทำงาน ตามลักษณะของโครงสร้างของสารแบ่งออกเป็นวัฎจักรและวัฎจักร ในทางกลับกันรวมถึงไม่อิ่มตัวและ จำกัด กลุ่มของสาร cyclic ประกอบด้วย heterocyclic และ carbocyclic บางสูตรของสารประกอบอินทรีย์:

- CH3CH2CH2COOH - กรดบิวทิล

- CH3COCH3 - อะซิโตน

- CH3COOC2H5-ethyl acetate

- CH3CH (OH) COOH - กรดแลคติค

การวิเคราะห์โครงสร้าง

ปัจจุบันสารประกอบอินทรีย์มีลักษณะแตกต่างกันไป การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (crystallography) ที่ถูกต้องที่สุดคือ อย่างไรก็ตามการใช้วิธีนี้ต้องใช้คริสตัลที่มีคุณภาพสูงในขนาดที่ต้องการซึ่งจะทำให้ได้ความละเอียดสูง ในเรื่องนี้ผลึกไม่ได้ถูกใช้บ่อยนัก การวิเคราะห์ธาตุเป็นวิธีการทำลายที่ใช้เพื่อหาปริมาณเนื้อหาขององค์ประกอบในโมเลกุล เพื่อพิสูจน์การขาดหรือการปรากฏตัวของกลุ่มฟังก์ชันเฉพาะการใช้สเปคโทรสโคปอินฟราเรด มวลสารคือการกำหนดน้ำหนักโมเลกุลของสารและวิธีการกระจายตัว

สมบัติทางเคมีของสารอินทรีย์ กรดคาร์บอกซิลิก

ชีวิตมนุษย์มีความเกี่ยวข้องกับสารเหล่านี้อย่างใกล้ชิด หลายคนรู้จักชื่อเช่น acetic, formic, citric acid สารเหล่านี้ใช้ในการผลิตยา (acetylsalicylic acid) ในอุตสาหกรรมอาหารรวมทั้งการผลิตสบู่และผงซักฟอกสังเคราะห์ สารประกอบบางชนิดผลิตโดยแมลง (มด) และทำหน้าที่เป็นตัวป้องกัน กระบวนการทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นในระดับเซลล์เกี่ยวข้องกับ กรดไพรูโว และในการเกิดออกซิเดชันของสารหลายชนิดที่เข้าไปในร่างกายมนุษย์กรดอะซิติกหรือแลคติคจะเกิดขึ้น เมื่อพิจารณาโครงสร้างของกลุ่มคาร์บอกซิลิกควรสังเกตว่ามีพันธะคู่ C = O อยู่ในตัว ในการเชื่อมต่อนี้ควรจะประกอบกับกลุ่มทำงานที่ไม่อิ่มตัว นอกจากนี้ในโครงสร้างของสารมีพันธะระหว่างอะตอมไฮโดรเจน O-H-mobile สมบัติทั่วไปของสารเหล่านี้พบได้ในสเตียรอยด์อะซิติกกรดอะ คริลิก และกรดฟอร์มิกไม่เพียง แต่จะมีลักษณะพื้นฐานของกรด แต่ยังรวมถึง aldehydes ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความรุนแรงที่กลุ่มคาร์บอกซิลผูกมัดมีสารอะโรมาติกไม่อิ่มตัวสาร จำกัด และสารอื่น ๆ ตามจำนวนกลุ่มในโมเลกุลแยกออกเป็นสองส่วนและแยกเดี่ยว เมื่อพิจารณาถึงลักษณะเฉพาะของสารสามารถสังเกตเห็นความคล้ายคลึงกันของกรดอนินทรีย์และอินทรีย์ ตัวอย่างเช่นสารทั้งสองสามารถโต้ตอบกับโลหะฐาน

อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

สารประกอบอินทรีย์เหล่านี้ในองค์ประกอบที่มีนิวเคลียสไฮโดรเจนคาร์บอนและเบนซีน ตัวแทนที่สำคัญที่สุดและ "คลาสสิค" ของกลุ่มนี้คือเบนซีน (I) และ homologues (dimethylbenzene, methylbenzene) มีอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนจำนวนมากที่มีนิวเคลียสของเบนซิน ตัวอย่างเช่นพวกเขารวมถึง diphenyl C6H5-C6H5, มองไปที่สูตรของมันซึ่งเป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าใจว่าสารชนิดใดคือสารอินทรีย์หรือแร่ธาตุ ผลิตภัณฑ์ถ่านโค้กเป็นแหล่งผลิตหลักของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ดังนั้นจากน้ำมันถ่านหินถ่านหินมีค่าเฉลี่ยหนึ่งกิโลกรัมของโทลูอีน 3.5 กิโลกรัมเบนซินและแนฟธาลีนสองกิโลกรัม

ลักษณะหลักของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

ด้วยคุณสมบัติทางเคมีของพวกเขาอะโรมาติกคาร์บอนต่างจากสารประกอบที่ไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน ในเรื่องนี้มีการกำหนดกลุ่มแยกต่างหากสำหรับพวกเขา ภายใต้อิทธิพลของกรดไนตริกกรดซัลฟูริกฮาโลเจนและสารทำปฏิกิริยาอื่น ๆ สารอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนจะแทนที่อะตอมไฮโดรเจน เป็นผลให้เกิดกรด sulfonic, halobenzenes และอื่น ๆ สารเหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางที่ใช้ในการผลิตสีย้อมยา

แอลเคน

กลุ่มของสารที่ซับซ้อนซึ่งรวมถึงสารประกอบที่ใช้งานน้อยที่สุด ทุกพันธบัตร C-H และ C-C มีอยู่ในตัวมันเป็นพันธะเดี่ยว นี่เป็นสาเหตุให้ alkanes ไม่สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาบวกได้ ในคลอรีนของสารที่ซับซ้อนเหล่านี้เริ่มต้นด้วยโพรเพนอะตอมของคลอรีนแรกสามารถแทนที่อะตอมไฮโดรเจนที่แตกต่างกันได้ ทิศทางของกระบวนการนี้จะขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของพันธะ CH โซ่ที่อ่อนแอลงเร็วขึ้นการแทนที่ของอะตอมเฉพาะ พันธบัตรปฐมภูมิมักจะมีกำลังมากขึ้นรองลงมามีความเสถียรมากกว่าพันธบัตรตติยภูมิและอื่น ๆ

มีส่วนร่วมในปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาที่แตกต่างกันสามารถนำไปสู่ความจริงที่ว่าจากผลิตภัณฑ์อาจเป็นไปได้เพียงอย่างใดอย่างหนึ่งจะเหนือกว่า ที่อุณหภูมิ 25 องศาคลอรีนตามห่วงโซ่ทุติยภูมิจะเกิดขึ้นเร็วกว่าโซ่หลักประมาณสี่และครึ่งเท่าตัว การกลั่นกรองของ alkanes ดำเนินการที่สูงมักอัตราการระเบิด ในกรณีนี้จะเกิดอนุพันธ์ polyfluoro ทุกชนิดของวัสดุเริ่มต้น พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างปฏิกิริยานั้นใหญ่โตจนในบางกรณีจะกระตุ้นการสลายตัวของอนุมูลอิสระของโมเลกุลของผลิตภัณฑ์ เป็นผลให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นในลักษณะหิมะถล่มซึ่งนำไปสู่การระเบิดแม้ในที่อุณหภูมิต่ำมาก คุณลักษณะของ fluorination ของ alkanes คือความเป็นไปได้ที่จะถูกทำลายโดยอะตอมฟลูออรีนของโครงกระดูกคาร์บอนและการก่อตัวของ CF4 - ผลิตภัณฑ์สุดท้าย