Organické sloučeniny , organické látky [1] [2] - třída chemikálií, která kombinuje téměř všechny chemické sloučeniny, které zahrnují atomy uhlíku spojené s atomy jiných chemických prvků. Jsou studovány v organické chemii a v počáteční fázi jejího vývoje byly jako organické klasifikovány pouze sloučeniny uhlíku rostlinného a živočišného původu . Z těchto historických důvodů řada sloučenin obsahujících uhlík, například oxid uhelnatý , oxid uhličitý , kyanovodík , sirouhlík , karbonyly kovů , uhličitany , kyanidy , rhodanidy , nejsou tradičně klasifikovány jako organické, ale jsou považovány za anorganické sloučeniny . . Konvenčně můžeme předpokládat, že strukturním prototypem organických sloučenin jsou uhlovodíky [2] . Organické sloučeniny spolu s uhlíkem (C) obsahují nejčastěji (samostatně nebo v různých kombinacích) vodík (H), kyslík (O), dusík (N), mnohem méně často - síru (S), fosfor (P), halogeny ( F , Cl , Br , I ), bor (B) a některé kovy [3] .
Organické sloučeniny jsou v zemské kůře mnohem méně běžné než anorganické , ale mají velký význam, protože jsou klíčovými látkami v životě všech známých forem života na Zemi . Mnohé organické sloučeniny (například obsažené v půdě ) jsou zahrnuty v hlavních biogeochemických cyklech ( cyklus uhlíku , cyklus dusíku ), jsou výchozími materiály ( Krebsův cyklus ) a produkty ( fotosyntéza ) biosférických procesů, jejichž objem se odhaduje [4] na 380 miliard t. Pro mnoho organických sloučenin jsou jedním z hlavních stavebních kamenů (včetně zdroje uhlíku ) ropné destiláty [5] .
Název organické látky se objevil v rané fázi vývoje chemie za vlády vitalistických názorů , které navazovaly na tradici Aristotela a Plinia Staršího o rozdělování světa na živý a neživý. V roce 1807 švédský chemik Jakob Berzelius navrhl, aby se látky získané z organismů nazývaly organické a věda, která je studuje, organická chemie. Věřilo se, že pro syntézu organických látek je nezbytná zvláštní „životní síla“ ( lat. vis vitalis ), vlastní pouze živým věcem, a proto je syntéza organických látek z anorganických nemožná. Tuto myšlenku vyvrátil Friedrich Wöhler , žák Berzelius, v roce 1829 syntézou „organické“ močoviny z „minerálního“ kyanatanu amonného, ale rozdělení látek na organické a anorganické se v chemické terminologii zachovalo dodnes.
Počet známých organických sloučenin je více než 186 milionů. Organické sloučeniny jsou tedy nejrozsáhlejší třídou chemických sloučenin . Rozmanitost organických sloučenin je spojena s jedinečnou vlastností uhlíku tvořit řetězce atomů, což je zase způsobeno vysokou stabilitou (tj. energetickou ) vazbou uhlík-uhlík . Vazba uhlík-uhlík může být jednoduchá nebo vícenásobná - dvojitá , trojitá . S nárůstem multiplicity vazby uhlík-uhlík roste její energie, tedy stabilita, a snižuje se délka. Nejvyšší valence uhlíku - 4, stejně jako schopnost tvořit vícenásobné vazby , umožňuje vytvářet struktury různých rozměrů (lineární, ploché, hromadné).
Hlavní třídy organických sloučenin biologického původu - proteiny , lipidy , sacharidy , nukleové kyseliny - obsahují kromě uhlíku především vodík , dusík , kyslík , síru a fosfor . Proto "klasické" organické sloučeniny obsahují především vodík , kyslík , dusík a síru - a to i přesto, že prvky , které organické sloučeniny tvoří, může být kromě uhlíku téměř jakýkoli prvek.
Sloučeniny uhlíku s dalšími prvky tvoří zvláštní třídu organických sloučenin - organoprvkové sloučeniny . Organokovové sloučeniny obsahují vazbu kov -uhlík a tvoří rozsáhlou podtřídu organoprvkových sloučenin.
Existuje několik důležitých vlastností, které rozlišují organické sloučeniny do samostatné, na rozdíl od čehokoli jiného, třídy chemických sloučenin.
Organické názvosloví je systém pro klasifikaci a pojmenování organických látek. Nomenklatura IUPAC je v současnosti běžná .
Klasifikace organických sloučenin je založena na důležitém principu, podle kterého se fyzikální a chemické vlastnosti organické sloučeniny určují v prvním přiblížení dvěma hlavními kritérii - strukturou uhlíkového skeletu sloučeniny a jejími funkčními skupinami .
Podle povahy uhlíkového skeletu lze organické sloučeniny rozdělit na acyklické a cyklické . Mezi acyklickými sloučeninami se rozlišují limitní a nenasycené . Cyklické sloučeniny se dělí na karbocyklické (alicyklické a aromatické) a heterocyklické .
Alifatické sloučeniny jsou organické látky, které ve struktuře neobsahují aromatické systémy.
Uhlovodíky - Alkany - Alkeny - Dieny nebo Alkadieny - Alkyny - Halogenované uhlovodíky - Alkoholy - Thioly - Ethery - Aldehydy - Ketony - Karboxylové kyseliny - Estery - Sacharidy nebo cukry - Nafteny - Amidy - Aminy - Lipidy - Nitrily
Aromatické sloučeniny neboli areny jsou organické látky, jejichž struktura zahrnuje jeden (nebo více) aromatických cyklických systémů (viz Aromaticita ).
Benzen - Toluen - Xylen - Anilin - Fenol - Acetofenon - Benzonitril - Halogenareny - Naftalen - Antracen - Fenantren - Benzpyren - Koronen - Azulen - Bifenyl - Ionol
Heterocyklické sloučeniny - látky, v jejichž molekulární struktuře existuje alespoň jeden cyklus s jedním (nebo více) heteroatomy .
Pyrrol - Thiofen - Furan - Pyridin
Polymery jsou speciálním druhem látky, známé také jako vysokomolekulární sloučeniny . Jejich struktura obvykle zahrnuje četné menší segmenty (spojení). Tyto segmenty mohou být identické a pak mluvíme o homopolymeru . Polymery patří do makromolekul - třídy látek skládající se z molekul velmi velké velikosti a hmotnosti. Polymery mohou být organické ( polyethylen , polypropylen , plexisklo atd.) nebo anorganické ( silikon ); syntetické ( polyvinylchlorid ) nebo přírodní ( celulóza , škrob ).
V současné době existuje několik metod pro charakterizaci organických sloučenin:
| Třídy organických sloučenin | |
|---|---|
| uhlovodíky | |
| Obsahující kyslík | |
| Obsahující dusík | |
| Síra | |
| S obsahem fosforu | |
| halogenorganické | |
| organokřemičitý | |
| Organoelement | |
| Další důležité třídy | |
| Organická chemie | |
|---|---|