Органические вещества — классификация, строение и свойства

Определение органических веществ записано в учебнике химии, но не каждый может его дословно воспроизвести. А зря, ведь органические вещества составляют большинство из известных веществ в природе. На сегодняшний день таких соединений наука насчитывает свыше 20 миллионов.

Имеются в виду не только образующие биологические организмы (в клетке их около трети по массе). Целые государства существуют за счет продажи продуктов предположительно органического происхождения (нефть, природный газ). Последние во многом определяют энергетическую составляющую мирового производства. Плюс залежи каменного угля.

Огромно значение данные вещества имеют в химической индустрии. Например, без кокса невозможна выплавка ферроуглеродных сплавов.

Что такое органические вещества

Это все углеродосодержащие соединения. Примеры и характеристика органических веществ приведены ниже. 

Органические вещества — классификация, строение и свойства


Не входят в «братство»:

  • карбиды;

  • соли угольной кислоты;

  • отдельные оксиды;

  • роданиды;

  • цианиды.

Многообразие группы объясняется необычными свойствами «прародителя» C:

  • образует цепи, в том числе замкнутые;

  • поддерживает одинарные и больше связи;

  • прочно связывается с большинством элементов;

  • обладает способностью синтезировать изомеры. Соединения с изменчивой топологией. То есть идентичные по составу и массе молекулы, отличные в структуре;

  • гомология – добавление группы CH2.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Классификация органических веществ

Разделяют по особенностям углеродной цепи и функциональным группам. Ниже дано описание и приведены структурные формулы органических веществ по классам.

По углеродному скелету

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Под ациклическими и циклическими понимают незамкнутую или замкнутую углеродную связь соответственно.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Как видно, представители могут иметь разветвленное строение. Имеет значение количество взаимосвязей углеродной основы. Включают спирты, кетоны, кислоты и подобные. 

Из интересных веществ – ацетон, метанол, искусственное топливо (бензин), уксусная кислота.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

В карбоциклическом кольце не попадаются чужеродные атомы. Только углерод. Из представителей получают пигменты (окрашивающие препараты), синтезируют смолы и пластики.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

В гетероциклических кольцах имеют место вкрапления кислорода, азота, серы и не только. Применяют для производства красителей, лекарственных препаратов, пластиков.

По группам

Органические вещества или углеводороды, как следует из термина, содержат исключительно C и H. Разнообразие вносят функциональные группы с отличными атомами.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Спирты подразделяют на одно- и многоатомные. В зависимости от числа групп –OH. В фенолах группа присоединена к ароматическому кольцу.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Одноатомные спирты используют для пищевой и химической промышленности.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Этиленгликоль применяют для получения искусственных волокон и незамерзающих жидкостей (антифризов).

Глицерин – для лекарственных средств, парфюмерии, легкой промышленности и взрывчатых веществ.

Фенолы аналогично подразделяют на одно-, двух- и многоатомные. Собственно, фенол, типичный представитель, важен в синтезе смол, а как антисептик используется в медицинской отрасли.

Альдегиды и кетоны используют как сырье для синтеза смол, полимеров, медикаментов, дезинфицирующих препаратов, консервантов. Высшие – для одеколонов и духов. Ацетон – универсальный растворитель.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Карбоновые кислоты классифицируются по числу карбоксильных групп. Применяются в легкой и пищевой промышленности (добавки), в парфюмерии, для органического синтеза.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Нитросоединения, содержащие азот органику — являются потенциально взрывчатыми веществами. А отдельные – не потенциально. Для чего нужны и так понятно. Пример – тринитротолуол. Он же тротил.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Амины – органоаммиачные соединения. Большинство ядовито, некоторые канцерогенны. Характерный представитель – анилин. Участвуют в изготовлении смол, пигментов, клеящих средств, искусственных волокон. Также нужны для изготовления пестицидов, гербицидов, удобрений, медицинских препаратов (уротропин).

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Галогенопроизводные, содержащие хлор (фреоны), ранее использовались в качестве хладагента в морозильном оборудовании. Но из-за вреда озоновому слою не рекомендуются.

Химикаты в индустрии являются растворителями, сырьем для инсектицидов и т. п. Жутковатый представитель семейства, синильная кислота – не только ингредиент боевых отравляющих веществ. Без нее затруднительна добыча драгоценных металлов и покрытие ими поверхностей.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Органика биологического происхождения

То, из чего состоят все организмы. От высших животных до микроводорослей.

Белки

Объединенные пептидной связью α-аминокислоты. 

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Посмотрим, какими свойствами они обладают, и какие функции выполняют:

  • обеспечивают рост клеток;

  • составляют энзимы и отдельные гормоны;

  • поддерживают наличие антител для иммунитета, свертываемость крови;

  • отвечают за перемещение необходимых для жизнедеятельности веществ;

  • белки-ферменты ускоряют биохимические взаимодействия.

Часть поставляется с пищей, остальные производится организмом.

Липиды

Делят на простые (жирные кислоты + глицерин) и сложные (с высокомолекулярными кислотами).

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Характеристика:

  • действующие и резервируемое питание (1 г – 39 кДж);

  • поддерживают рост клеточных перегородок;

  • смягчение ударов;

  • термоизоляция;

  • участвуют в гормональной регуляции;

  • при окислении выделяют воду;

  • растворяя, переводят витамины в усваиваемую форму.

Углеводы

Простые и сложные сахара.

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Органические вещества — классификация, строение и свойства

Кратко охарактеризуем:

  • основное питание клетки (1 г – 18 кДж);

  • материал оболочки клетки;

  • запас энергии;

  • некоторые не позволяют крови свертываться в сосудах.

Человек состоит из органических веществ и окружен ими. Скорее можно перечислить неорганических соседей: стекло, металл да керамика.

Даже электроника постепенно переходит на органику. Без нее немыслимы сельское хозяйство, фармацевтика. Великая наука – органическая химия.

Беликова Ирина

Учитель физики, информатики и вычислительной техники. Победитель конкурса лучших учителей Российской Федерации в рамках Приоритетного Национального Проекта "Образование".

Оцените автора
Добавить комментарий

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить
Adblock
detector