Có nhiều hợp chất hữu cơ nhưng trong số đó có những hợp chất có tính chất chung và giống nhau. Vì thế tất cả họ đặc điểm chungđược phân loại, gộp lại thành các lớp, nhóm riêng biệt. Việc phân loại dựa trên hydrocarbon – hợp chất chỉ gồm nguyên tử cacbon và hydro. Các chất hữu cơ khác thuộc "Các lớp khác hợp chất hữu cơ».

Hydrocarbon được chia thành hai loại lớn: hợp chất mạch hở và tuần hoàn.

Hợp chất mạch vòng (chất béo hoặc chất béo) – các hợp chất mà phân tử của nó chứa chuỗi cacbon thẳng hoặc phân nhánh hở (không khép kín trong vòng) có liên kết đơn hoặc nhiều liên kết. Các hợp chất mạch hở được chia thành hai nhóm chính:

hydrocacbon bão hòa (bão hòa) (ankan), trong đó tất cả các nguyên tử cacbon chỉ được kết nối với nhau bằng các liên kết đơn giản;

hydrocacbon không bão hòa (không bão hòa), trong đó giữa các nguyên tử cacbon ngoài liên kết đơn còn có liên kết đôi và liên kết ba.

Hydrocacbon không bão hòa (không bão hòa) được chia thành ba nhóm: anken, alkynes và alkadien.

anken(olefin, ethylene hydrocarbon) – các hydrocacbon không bão hòa mạch hở, chứa một liên kết đôi giữa các nguyên tử cacbon, tạo thành một dãy đồng đẳng có công thức chung CnH2n. Tên của các anken được hình thành từ tên của các ankan tương ứng với hậu tố “-ane” được thay thế bằng hậu tố “-ene”. Ví dụ: propene, butene, isobutylene hoặc methylpropene.

Alkynes(hydrocacbon axetylen) – các hydrocacbon chứa liên kết ba giữa các nguyên tử cacbon tạo thành dãy đồng đẳng có công thức chung CnH2n-2. Tên của anken được hình thành từ tên của ankan tương ứng, thay hậu tố “-an” bằng hậu tố “-in”. Ví dụ: ethine (acytelene), butine, peptin.

Alcadienes – hợp chất hữu cơ có chứa 2 liên kết đôi cacbon-cacbon. Tùy thuộc vào vị trí của các liên kết đôi so với nhau, dien được chia thành ba nhóm: dien liên hợp, alen và dien có liên kết đôi cô lập. Thông thường, dien bao gồm 1,3-diene mạch hở và không vòng, tạo thành với công thức chung C n H 2n-2 và C n H 2n-4. Diene mạch hở là đồng phân cấu trúc của alkynes.

Ngược lại, các hợp chất tuần hoàn được chia thành hai nhóm lớn:

1. hợp chất cacbonic – các hợp chất có chu trình chỉ bao gồm các nguyên tử cacbon; Các hợp chất cacbonic vòng được chia thành vòng alicycle – bão hòa (cycloparaffin) và thơm;
2. hợp chất dị vòng – các hợp chất có chu trình không chỉ bao gồm các nguyên tử cacbon mà còn bao gồm các nguyên tử của các nguyên tố khác: nitơ, oxy, lưu huỳnh, v.v.

Trong các phân tử của cả hợp chất mạch hở và mạch vòng Nguyên tử hydro có thể được thay thế bằng các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác, do đó, bằng cách đưa vào các nhóm chức, có thể thu được các dẫn xuất hydrocarbon. Đặc tính này tiếp tục mở rộng khả năng thu được các hợp chất hữu cơ khác nhau và giải thích tính đa dạng của chúng.

Sự hiện diện của một số nhóm nhất định trong phân tử của các hợp chất hữu cơ quyết định tính chất chung của chúng. Đây là cơ sở để phân loại các dẫn xuất hydrocarbon.

"Các loại hợp chất hữu cơ khác" bao gồm:

Rượu thu được bằng cách thay thế một hoặc nhiều nguyên tử hydro bằng các nhóm hydroxyl – Ồ. Là hợp chất có công thức chung R – (OH)x, trong đó x – số nhóm hydroxyl.

Aldehyt chứa một nhóm aldehyd (C=O), luôn được tìm thấy ở cuối chuỗi hydrocarbon.

Axit cacboxylic chứa một hoặc nhiều nhóm cacboxyl – COOH.

Este – dẫn xuất của axit chứa oxy, là sản phẩm chính thức của sự thay thế nguyên tử hydro của hydroxit – Chức năng axit OH trên dư lượng hydrocarbon; cũng được coi là dẫn xuất acyl của rượu.

Chất béo (triglyceride) – các hợp chất hữu cơ tự nhiên, este đầy đủ của glycerol và axit béo đơn thành phần; Thuộc lớp lipid. Chất béo tự nhiên chứa ba gốc axit có cấu trúc không phân nhánh và thường là số chẵn nguyên tử các bon.

Carbohydrate – các chất hữu cơ có chứa một chuỗi thẳng gồm một số nguyên tử cacbon, một nhóm cacboxyl và một số nhóm hydroxyl.

amin chứa nhóm amino – NH 2

Axit amin– các hợp chất hữu cơ có phân tử đồng thời chứa các nhóm cacboxyl và amin.

Sóc – các chất hữu cơ phân tử cao bao gồm các axit amin alpha được nối với nhau thành chuỗi bằng liên kết peptide.

Axit nucleic – các hợp chất hữu cơ có trọng lượng phân tử cao, các polyme sinh học được hình thành bởi dư lượng nucleotide.

Vẫn còn thắc mắc? Bạn muốn biết thêm về việc phân loại các hợp chất hữu cơ?
Để nhận được sự giúp đỡ từ một gia sư, hãy đăng ký.
Bài học đầu tiên là miễn phí!

trang web, khi sao chép toàn bộ hoặc một phần tài liệu đều phải có liên kết đến nguồn.

Các hợp chất hữu cơ thường được phân loại theo hai tiêu chí - theo cấu trúc của bộ xương carbon của phân tử hoặc theo sự hiện diện của nhóm chức trong phân tử của hợp chất hữu cơ.

Việc phân loại các phân tử hữu cơ theo cấu trúc của bộ xương carbon có thể được trình bày dưới dạng sơ đồ:

Hợp chất mạch hở là những hợp chất có mạch cacbon hở. Chúng dựa trên các hợp chất béo (từ tiếng Hy Lạp aleiphatos – dầu, mỡ, nhựa ) – hydrocacbon và các dẫn xuất của chúng, các nguyên tử cacbon liên kết với nhau thành chuỗi mở, không phân nhánh hoặc phân nhánh.

Hợp chất tuần hoàn là hợp chất có mạch kín. Các hợp chất vòng cacbon trong vòng chỉ chứa các nguyên tử cacbon, các hợp chất dị vòng trong vòng, ngoài các nguyên tử cacbon, còn chứa một hoặc nhiều dị tố (nguyên tử N, O, S, v.v.).

Tùy thuộc vào bản chất của nhóm chức, các dẫn xuất hydrocarbon được chia thành các loại hợp chất hữu cơ. Nhóm chức năng là một nguyên tử hoặc một nhóm nguyên tử, thường có bản chất phi hydrocacbon, xác định các tính chất hóa học điển hình của một hợp chất và thành phần của nó trong một loại hợp chất hữu cơ cụ thể. Nhóm chức năng trong các phân tử chưa bão hòa là liên kết đôi hoặc ba.

Tên nhóm chức năng	Tên lớp kết nối	Công thức lớp tổng quát
Cacboxylic -COOH	Axit cacboxylic
Sunfonic -SO 3 H	Axit sunfonic
Nhóm Oxo (cacbonyl)	Aldehyt
Nhóm Oxo (cacbonyl)
Hydroxyl -OH
Thiol (mercapto)-SH	Thiol (mercaptan)
F, -Cl, -Br, -I	Dẫn xuất halogen
Kiềm - HOẶC	Ether
Alkylthiol -SR	Thioethers
	Hợp chất nitơ
Alcosicarbonyl	Este
Amino -NH 2		RNH 2 ,R 1 NHR 2, R 1 R 2 R 3 N
Carboxamit

2.2 Nguyên tắc danh pháp hóa học – danh pháp hệ thống iupak. Danh pháp chức năng thay thế và căn bản

Danh pháp là một hệ thống các quy tắc cho phép bạn đặt tên rõ ràng cho một hợp chất. Tại cốt lõi danh pháp thay thế nằm ở việc lựa chọn cấu trúc ban đầu. Tên được xây dựng dưới dạng một từ phức tạp bao gồm một gốc (tên của cấu trúc gốc), các hậu tố phản ánh mức độ không bão hòa, các tiền tố và kết thúc chỉ ra tính chất, số lượng và vị trí của các nhóm thế.

Cấu trúc gốc (hydrua chung) là hợp chất mạch vòng hoặc mạch hở không phân nhánh trong cấu trúc mà chỉ các nguyên tử hydro được gắn với các nguyên tử cacbon hoặc các nguyên tố khác.

Nhóm thế là một nhóm chức năng (đặc điểm) hoặc gốc hydrocarbon liên kết với cấu trúc gốc.

Nhóm đặc trưng là nhóm chức năng được liên kết hoặc bao gồm một phần trong cấu trúc gốc.

Nhóm chính– nhóm đặc trưng được giới thiệu khi đặt tên theo dạng đuôi ở cuối tên khi đặt tên bằng các nhóm chức năng.

Các nhóm thế liên quan đến cấu trúc gốc được chia thành hai loại. Các chất thay thế loại 1- Các gốc hydrocacbon và các nhóm đặc tính phi hydrocacbon được chỉ định trong tên chỉ ở các tiền tố.

Các chất thay thế loại 2- các nhóm đặc điểm được chỉ định trong tên tùy thuộc vào mức độ ưu tiên ở tiền tố hoặc ở phần cuối. Trong bảng dưới đây, thâm niên của cấp phó giảm dần từ trên xuống dưới.

	Nhóm chức năng		Kết thúc
Axit cacboxylic		cacboxy	Axit cacboxylic
			axit oic
Axit sunfonic			Axit sulfonic
			cacbonitril
Aldehyt			cacbonat
		Hydroxy
		Mercapto

*- Nguyên tử cacbon của nhóm chức là một phần của cấu trúc gốc.

Tên của một hợp chất hữu cơ được viết theo một trình tự nhất định.

Xác định nhóm đặc điểm chính, nếu có. Nhóm chínhđược nhập dưới dạng kết thúc bằng tên của kết nối.

Xác định cấu trúc gốc của hợp chất. Theo quy luật, cấu trúc gốc được coi là vòng trong các hợp chất vòng cacbon và dị vòng hoặc chuỗi cacbon chính trong các hợp chất mạch hở. Chuỗi carbon chính được chọn có tính đến các tiêu chí sau: 1) số lượng tối đa các nhóm đặc tính loại 2, được chỉ định bởi cả tiền tố và hậu tố; 2) số lượng trái phiếu tối đa; 3) chiều dài tối đa dây chuyền; 4) số lượng tối đa các nhóm đặc tính loại 1, chỉ được xác định bằng tiền tố. Mỗi tiêu chí tiếp theo được sử dụng nếu tiêu chí trước đó không dẫn đến sự lựa chọn rõ ràng về cấu trúc cha mẹ.

Cấu trúc gốc được đánh số sao cho nhóm đặc tính cao nhất nhận được số thấp nhất. Nếu có một số nhóm chức năng cấp cao giống hệt nhau thì cấu trúc gốc được đánh số sao cho các nhóm thế nhận được số thấp nhất.

Cấu trúc cha mẹ được gọi, trong tên của nhóm đặc tính cao cấp được phản ánh ở phần cuối. Độ bão hòa hoặc không bão hòa của cấu trúc gốc được phản ánh bằng các hậu tố - một,-en,-trong, được biểu thị trước phần kết thúc do nhóm đặc tính cao cấp đưa ra.

Họ đặt tên cho các nhóm thế, được phản ánh trong tên của hợp chất dưới dạng tiền tố và được liệt kê theo một thứ tự bảng chữ cái. Việc nhân các tiền tố theo một thứ tự bảng chữ cái không được tính đến. Vị trí của từng nhóm thế và mỗi liên kết bội được biểu thị bằng các số tương ứng với số nguyên tử carbon mà nhóm thế được liên kết (đối với liên kết nhiều, số nguyên tử carbon thấp hơn được biểu thị). Các số được đặt trước tiền tố và sau hậu tố hoặc kết thúc. Số lượng nhóm thế giống hệt nhau được thể hiện trong tên bằng cách nhân tiền tố di, tri, tetra, penta và vân vân.

Tên kết nối được hình thành theo sơ đồ sau:

Ví dụ về tên theo danh pháp thay thế IUPAC:

Danh pháp chức năng cấp tiến có giới hạn sử dụng. Nó chủ yếu được sử dụng để đặt tên cho các hợp chất đơn chức và nhị chức năng đơn giản.

Nếu phân tử chứa một nhóm chức thì tên của hợp chất được hình thành từ tên của gốc hydrocarbon và nhóm đặc trưng:

Trong trường hợp các hợp chất phức tạp hơn, cấu trúc gốc có tên tầm thường sẽ được chọn. Việc sắp xếp các nhóm thế, được biểu thị bằng tiền tố, được thực hiện bằng cách sử dụng số, chữ cái Hy Lạp hoặc tiền tố ortho-, meta-, para-.

2.3 Cấu hình của các hợp chất mạch hở

Các hợp chất có cùng thành phần định tính và định lượng, cùng cấu trúc hóa học nhưng khác nhau về cách sắp xếp không gian của các nguyên tử và nhóm nguyên tử được gọi là đồng phân lập thể. Cấu hình là sự sắp xếp không gian của các nguyên tử trong phân tử do sự quay của các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử xung quanh một hoặc nhiều liên kết đơn. Các đồng phân lập thể biến đổi lẫn nhau do chuyển động quay quanh một liên kết đơn được gọi là các đồng phân hình dạng. Để mô tả chúng trên mặt phẳng, các công thức hóa học lập thể hoặc công thức hình chiếu Newman thường được sử dụng nhiều nhất.

Trong các công thức hóa học lập thể, các liên kết nằm trong mặt phẳng của tờ giấy được biểu thị bằng dấu gạch ngang; các kết nối hướng tới người quan sát được biểu thị bằng một cái nêm dày; các kết nối nằm phía sau mặt phẳng (cách xa người quan sát) được biểu thị bằng một hình nêm được tô bóng. Các công thức hóa học lập thể của metan và etan có thể được biểu diễn như sau:

Để có được công thức chiếu của Newman, liên kết C-C được chọn trong phân tử; nguyên tử cacbon ở xa người quan sát nhất được biểu thị bằng một vòng tròn, nguyên tử cacbon và liên kết C-C gần người quan sát nhất được biểu thị bằng dấu chấm. Ba liên kết còn lại của các nguyên tử cacbon trên mặt phẳng được thể hiện ở góc 120 so với nhau. Các công thức hóa học lập thể của etan có thể được biểu diễn dưới dạng công thức chiếu Newman như sau:

Sự quay so với các liên kết đơn trong phân tử metan không dẫn đến sự thay đổi vị trí không gian của các nguyên tử trong phân tử. Nhưng trong phân tử ethane, do chuyển động quay quanh một vật thể thông thường Kết nối SS sự sắp xếp của các nguyên tử trong không gian thay đổi, tức là xuất hiện các đồng phân hình dạng. Góc quay tối thiểu (góc xoắn) được coi là góc 60. Do đó, đối với ethane, xuất hiện hai dạng cấu hình, biến đổi lẫn nhau với các góc quay liên tiếp là 60. Những sự phù hợp này khác nhau về năng lượng. Cấu hình trong đó các nguyên tử (nhóm thế) ở vị trí gần nhất, vì các liên kết che khuất lẫn nhau, được gọi là bị che khuất. Cấu hình trong đó các nguyên tử (nhóm thế) càng cách xa nhau càng tốt được gọi là bị ức chế (chống- cấu hình). Đối với etan, sự chênh lệch về năng lượng cấu tạo là nhỏ và bằng 11,7 kJ/mol, tương đương với năng lượng chuyển động nhiệt của các phân tử etan. Sự khác biệt nhỏ như vậy về năng lượng của các đồng phân hình dạng của etan không cho phép chúng được phân lập và xác định ở nhiệt độ bình thường. Cấu hình bị che khuất có năng lượng cao hơn, đó là do sự xuất hiện ứng suất xoắn (ứng suất Pitzer) - trong tương tác gây ra bởi lực đẩy của các liên kết đối lập. Ở dạng bị ức chế, các liên kết ở khoảng cách tối đa và tương tác giữa chúng là tối thiểu, điều này quyết định năng lượng tối thiểu của cấu hình.

Trong butan, khi quay tương ứng với liên kết giữa nguyên tử cacbon thứ hai và thứ ba, sẽ có thêm một vát cấu tạo ( vụng về- cấu hình). Ngoài ra, cấu hình che khuất của butan khác nhau về mặt năng lượng.

Cấu hình che khuất (ban đầu) của butan được đặc trưng bởi năng lượng tối đa, đó là do sự có mặt sự xoắn Và van der Waals nhấn mạnh. Ứng suất Van der Waals trong cấu trúc này phát sinh do lực đẩy lẫn nhau của các nhóm methyl cồng kềnh (so với nguyên tử H) ở gần nhau. Sự tương tác này làm tăng năng lượng của hình dạng, làm cho nó không thuận lợi về mặt năng lượng. Khi quay 60 xảy ra vát một cấu hình trong đó không có ứng suất xoắn (các liên kết không che khuất lẫn nhau) và ứng suất van der Waals giảm đáng kể do khoảng cách giữa các nhóm metyl với nhau, do đó năng lượng của cấu hình gauche là 22 kJ/ mol nhỏ hơn năng lượng của cấu hình bị che khuất. Với góc quay tiếp theo 60, một cấu trúc che khuất xuất hiện, tuy nhiên, trong đó chỉ xảy ra ứng suất xoắn. Không có ứng suất van der Waals nào phát sinh giữa nguyên tử H và nhóm CH 3 do kích thước nhỏ của nguyên tử H. Năng lượng của cấu hình này nhỏ hơn 7,5 kJ/mol so với năng lượng của cấu hình che khuất ban đầu. Lần quay tiếp theo 60 dẫn đến sự xuất hiện của một cấu hình bị ức chế, trong đó không có ứng suất xoắn và ứng suất van der Waals, vì các liên kết không che khuất lẫn nhau và các nhóm methyl cồng kềnh cách xa nhau tối đa. Năng lượng của cấu hình bị ức chế là tối thiểu, nó nhỏ hơn 25,5 kJ/mol so với năng lượng của cấu hình bị che khuất ban đầu và nhỏ hơn 3,5 kJ/mol so với năng lượng của cấu hình xiên. Các phép quay tiếp theo dẫn đến hình dạng bị che khuất, bị lệch và bị che khuất ban đầu. Tại điều kiện bình thường Hầu hết các phân tử butan được tìm thấy dưới dạng hỗn hợp của chất gauche và chất chống tuân thủ.

Các hợp chất hữu cơ được phân loại có tính đến hai đặc điểm cấu trúc chính:

Cấu trúc của chuỗi carbon (bộ xương carbon);

Sự hiện diện và cấu trúc của các nhóm chức năng.

Bộ xương carbon (chuỗi carbon) là một chuỗi các nguyên tử carbon liên kết hóa học với nhau.

Nhóm chức năng - một nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử xác định xem một hợp chất có thuộc một lớp nhất định hay không và chịu trách nhiệm về các tính chất hóa học của nó.

Phân loại hợp chất theo cấu trúc mạch cacbon

Tùy thuộc vào cấu trúc của chuỗi carbon, các hợp chất hữu cơ được chia thành vòng và tuần hoàn.

Hợp chất mạch hở - hợp chất có mở(không đóng) chuỗi carbon. Những kết nối này còn được gọi là béo.

Trong số các hợp chất mạch hở, có sự phân biệt giữa chất bão hòa (bão hòa), chỉ chứa các đơn vị đơn lẻ trong khung. kết nối C-C Và vô hạn(không bão hòa), bao gồm nhiều liên kết C = C và C C.

Hợp chất mạch hở

Hạn mức:

Vô hạn:

Các hợp chất mạch hở cũng được chia thành các hợp chất có chuỗi không phân nhánh và phân nhánh. Trong trường hợp này, số lượng liên kết của nguyên tử cacbon với các nguyên tử cacbon khác được tính đến.

Chuỗi bao gồm các nguyên tử carbon bậc ba hoặc bậc bốn, được phân nhánh (tên thường được biểu thị bằng tiền tố “iso”).

Ví dụ:

Nguyên tử các bon:

Sơ đẳng;

Sơ trung;

Đại học.

Hợp chất tuần hoàn là hợp chất có mạch cacbon khép kín.

Tùy thuộc vào bản chất của các nguyên tử tạo nên chu trình, các hợp chất vòng cacbon và dị vòng được phân biệt.

Các hợp chất vòng cacbon chỉ chứa các nguyên tử cacbon trong vòng. Chúng được chia thành hai nhóm với các đặc tính hóa học khác nhau đáng kể: vòng béo - vòng aliphatic cho các hợp chất ngắn và thơm.

Hợp chất cacbonic

Alicelic:

Thơm:

Các hợp chất dị vòng chứa trong vòng, ngoài các nguyên tử cacbon, một hoặc nhiều nguyên tử của các nguyên tố khác - dị hợp tử(từ tiếng Hy Lạp dị tính- khác, khác) - oxy, nitơ, lưu huỳnh, v.v.

Hợp chất dị vòng

Phân loại hợp chất theo nhóm chức

Hợp chất chỉ chứa cacbon và hydro được gọi là hiđrocacbon.

Các hợp chất hữu cơ khác, nhiều hơn, có thể được coi là dẫn xuất của hydrocarbon, được hình thành bằng cách đưa các nhóm chức chứa các nguyên tố khác vào hydrocarbon.

Tùy thuộc vào bản chất của các nhóm chức, các hợp chất hữu cơ được chia thành các lớp. Một số nhóm chức năng đặc trưng nhất và các loại hợp chất tương ứng của chúng được đưa ra trong bảng:

Phân loại hợp chất hữu cơ

Lưu ý: các nhóm chức năng đôi khi bao gồm liên kết đôi và ba.

Các phân tử của hợp chất hữu cơ có thể chứa hai hoặc nhiều nhóm chức giống nhau hoặc khác nhau.

Ví dụ: HO-CH 2 - CH 2 -OH (ethylene glycol); NH 2 -CH 2 - COOH (axit amin glyxin).

Tất cả các loại hợp chất hữu cơ đều có liên quan với nhau. Việc chuyển đổi từ loại hợp chất này sang loại hợp chất khác được thực hiện chủ yếu do sự biến đổi của các nhóm chức mà không làm thay đổi bộ xương carbon. Các hợp chất của mỗi lớp tạo thành một chuỗi tương đồng.

Cách phân loại đơn giản nhất là thế này. rằng tất cả các chất đã biết được chia thành vô cơ và hữu cơ. Chất hữu cơ bao gồm hiđrocacbon và các dẫn xuất của chúng. Tất cả các chất khác là vô cơ.

Chất vô cơ theo thành phần chúng được chia thành đơn giản và phức tạp.

Chất đơn giản gồm có các nguyên tử của một nguyên tố hóa học và được chia thành kim loại, phi kim loại, khí hiếm. Các chất phức tạp được tạo thành từ các nguyên tử các yếu tố khác nhau, có liên quan hóa học với nhau.

Các chất vô cơ phức tạp, theo thành phần và tính chất của chúng, được chia thành các loại quan trọng nhất sau: oxit, bazơ, axit, hiđroxit lưỡng tính, muối.

• Oxit- đây là những chất phức tạp bao gồm hai nguyên tố hóa học, một trong số đó là oxy có trạng thái oxy hóa (-2). Công thức chung của oxit là: E m O n, trong đó m là số nguyên tử của nguyên tố E và n là số nguyên tử oxy. Ngược lại, các oxit được phân loại thành dạng tạo muối và không tạo muối. Các hợp chất tạo muối được chia thành bazơ, lưỡng tính và axit, tương ứng với các bazơ, hydroxit lưỡng tính và axit.
• Oxit cơ bản là các oxit kim loại ở trạng thái oxi hóa +1 và +2. Bao gồm các:
  • oxit kim loại thuộc nhóm chính của nhóm thứ nhất ( kim loại kiềm) Li-Fr
  • oxit kim loại thuộc nhóm chính của nhóm thứ hai ( Mg và kim loại kiềm thổ) Mg-Ra
  • oxit kim loại chuyển tiếp ở trạng thái oxy hóa thấp hơn
• Oxit axit-tạo thành phi kim với CO hơn +2 và kim loại có S.O. từ +5 đến +7 (SO 2, SeO 2, P 2 O 5, As 2 O 3, CO 2, SiO 2, CrO 3 và Mn 2 O 7). Ngoại lệ: KHÔNG có oxit 2 và ClO 2 không có hydroxit axit tương ứng, nhưng chúng được coi là có tính axit.
• Oxit lưỡng tính-được tạo thành bởi kim loại lưỡng tính có S.O. +2, +3, +4 (BeO, Cr 2 O 3, ZnO, Al 2 O 3, GeO 2, SnO 2 và PbO).
• Oxit không tạo muối- Oxit phi kim loại có CO+1, +2 (CO, NO, N 2 O, SiO).
• Căn cứ- đây là những chất phức tạp bao gồm các nguyên tử kim loại và một hoặc nhiều nhóm hydroxyl (-OH). Công thức chung của bazơ: M(OH) y, trong đó y là số nhóm hydroxo, tương đương với mức độ quá trình oxy hóa kim loại M (thường là +1 và +2). Bazơ được chia thành hòa tan (kiềm) và không hòa tan.
• Axit-(axit hydroxit) là các chất phức tạp bao gồm các nguyên tử hydro có thể được thay thế bằng các nguyên tử kim loại và dư lượng axit. Công thức chung của axit: H x Ac, trong đó Ac là dư lượng axit (từ tiếng Anh “axit” - axit), x là số nguyên tử hydro bằng điện tích của ion của dư lượng axit.
• Hydroxit lưỡng tính- Là những chất phức tạp vừa có tính chất axit vừa có tính chất bazơ. Do đó, công thức của hydroxit lưỡng tính có thể được viết ở cả dạng axit và bazơ.
• muối- đây là những chất phức tạp bao gồm các cation kim loại và anion của dư lượng axit. Định nghĩa này áp dụng cho muối trung bình.
• Muối trung bình- đây là sản phẩm của sự thay thế hoàn toàn nguyên tử hydro trong phân tử axit bằng nguyên tử kim loại hoặc thay thế hoàn toàn các nhóm hydroxo trong phân tử bazơ có dư lượng axit.
• Muối axit- Nguyên tử hydro trong axit được thay thế một phần bằng nguyên tử kim loại. Chúng thu được bằng cách trung hòa một bazơ với lượng axit dư. Để đặt tên chính xác muối chua, cần thêm tiền tố hydro- hoặc dihydro- vào tên muối thông thường, tùy theo số lượng nguyên tử hydro có trong muối axit. Ví dụ KHCO 3 là kali bicarbonat, KH 2 PO 4 là kali dihydro orthophotphat. . Cần phải nhớ rằng muối axit chỉ có thể tạo thành hai axit bazơ trở lên.
• muối cơ bản- nhóm hydroxo của bazơ (OH −) được thay thế một phần bằng dư lượng axit. Để đặt tên muối cơ bản, cần phải thêm tiền tố hydroxo- hoặc dihydroxo- vào tên của một loại muối thông thường, tùy thuộc vào số nhóm OH có trong muối. Ví dụ: (CuOH) 2 CO 3 là đồng (II) hydroxycarbonate. hãy nhớ rằng muối cơ bản chỉ có thể tạo thành bazơ chứa hai hoặc nhiều nhóm hydroxo.
• muối kép- chúng chứa hai cation khác nhau, thu được bằng cách kết tinh từ dung dịch hỗn hợp muối có cation khác nhau nhưng có cùng anion. Ví dụ: KAl(SO 4) 2, KNaSO 4.
• Muối hỗn hợp- chúng chứa hai anion khác nhau. Ví dụ: Ca(OCl)Cl.
• Muối hydrat (hydrat tinh thể) - chúng chứa các phân tử nước kết tinh. Ví dụ: Na 2 SO 4 10H 2 O.

Phân loại các chất hữu cơ

Hợp chất chỉ gồm nguyên tử hiđro và cacbon được gọi là hiđrocacbon. Trước khi bạn bắt đầu phần này, hãy nhớ rằng, để đơn giản hóa ký hiệu, các nhà hóa học không viết cacbon và hydro thành chuỗi, nhưng đừng quên rằng cacbon tạo thành bốn liên kết, và nếu trong hình, cacbon được nối bằng hai liên kết thì nó được kết nối với hydro bằng hai liên kết nữa, mặc dù điều sau không được chỉ định:

Tùy thuộc vào cấu trúc của chuỗi carbon, các hợp chất hữu cơ được chia thành các hợp chất chuỗi mở - không theo chu kỳ(aliphatic) và theo chu kỳ- với một chuỗi nguyên tử khép kín.

theo chu kỳđược chia thành hai nhóm: cacbonic vòng kết nối và dị vòng.

Hợp chất cacbonic lần lượt bao gồm hai chuỗi kết nối: chất béo tuần hoàn Và thơm.

Hợp chất thơm Cấu trúc phân tử dựa trên các vòng chứa carbon phẳng với hệ thống electron π khép kín đặc biệt. tạo thành một hệ thống π chung (một đám mây điện tử π đơn).

Cả hydrocacbon mạch hở (aliphatic) và hydrocacbon tuần hoàn đều có thể chứa nhiều liên kết (đôi hoặc ba). Những hiđrocacbon như vậy được gọi là vô hạn(không bão hòa), không giống như giới hạn(bão hòa), chỉ chứa các liên kết đơn.

Liên kết Pi (liên kết π) là liên kết cộng hóa trị được hình thành bởi các quỹ đạo nguyên tử p chồng lên nhau. Không giống như liên kết sigma, được tạo ra bằng cách chồng các quỹ đạo nguyên tử s dọc theo một đường liên kết nguyên tử, liên kết pi được hình thành bằng cách chồng các quỹ đạo nguyên tử p lên nhau ở hai bên của đường liên kết nguyên tử.

Trong trường hợp hình thành hệ thơm, chẳng hạn như benzen C6H6, mỗi nguyên tử trong số sáu nguyên tử cacbon ở trạng thái lai hóa sp2 và hình thành ba liên kết sigma với góc liên kết là 120 °. Electron p thứ tư của mỗi nguyên tử carbon được định hướng vuông góc với mặt phẳng của vòng benzen. Nói chung, xuất hiện một liên kết đơn mở rộng đến tất cả các nguyên tử cacbon của vòng benzen. Hai vùng liên kết pi mật độ electron cao được hình thành ở hai bên của mặt phẳng liên kết sigma. Với liên kết như vậy, tất cả các nguyên tử carbon trong phân tử benzen đều trở nên tương đương và do đó, hệ thống như vậy ổn định hơn hệ thống có ba liên kết đôi cục bộ.

Hydrocacbon béo bão hòa được gọi là ankan; chúng có công thức chung C n H 2n + 2, trong đó n là số lượng nguyên tử cacbon. Tên cũ của họ thường được sử dụng ngày nay - parafin:

Hydrocacbon béo không bão hòa có một liên kết ba được gọi là alkynes. Công thức chung của chúng là C n H 2n - 2

Hydrocacbon béo bão hòa là xycloalkan, công thức chung của chúng là C n H 2n:

Chúng tôi đã xem xét việc phân loại hydrocarbon. Nhưng nếu trong những phân tử này một hoặc số lớn hơn nguyên tử hydro được thay thế bằng các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác (halogen, nhóm hydroxyl, nhóm amino, v.v.), các dẫn xuất hydrocarbon được hình thành: dẫn xuất halogen, chứa oxy, chứa nitơ và các hợp chất hữu cơ khác.

Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử quyết định nhiều nhất tính chất đặc trưng của loại chất này được gọi là nhóm chức.

Hydrocarbon và các dẫn xuất của chúng có cùng nhóm chức tạo thành chuỗi tương đồng.

Dãy tương đồng là dãy các hợp chất thuộc cùng một lớp (tương đồng), khác nhau về thành phần bởi một số nguyên nhóm -CH 2 - (sự khác biệt tương đồng), có cấu trúc giống nhau và do đó có tính chất hóa học tương tự nhau.

Điểm tương đồng tính chất hóa học tương đồng đơn giản hóa rất nhiều việc nghiên cứu các hợp chất hữu cơ.

Hydrocacbon thay thế

• Hydrocacbon halogen hóa có thể coi là sản phẩm của sự thay thế một hoặc nhiều nguyên tử hydro bằng nguyên tử halogen trong hydrocacbon. Theo đó, có thể có các dẫn xuất halogen mono-, li-, tri- (nói chung là poly-) bão hòa và công thức chung của các dẫn xuất halogen của hydrocacbon bão hòa là R-G. Các chất hữu cơ chứa oxy bao gồm rượu, phenol. , andehit, xeton, axit cacboxylic, đơn giản và este.
• Rượu- dẫn xuất của hydrocacbon trong đó một hoặc nhiều nguyên tử hydro được thay thế bằng nhóm hydroxyl. Rượu được gọi là monohydric nếu chúng có một nhóm hydroxyl và bão hòa nếu chúng là dẫn xuất của ankan.
• Phenol- các dẫn xuất hydrocacbon thơm(dòng benzen), trong đó một hoặc nhiều nguyên tử hydro trong vòng benzen được thay thế bằng nhóm hydroxyl.
• Aldehyt và xeton- dẫn xuất của hydrocacbon chứa nhóm nguyên tử cacbonyl (cacbonyl). Trong phân tử aldehyd, một liên kết cacbonyl được nối với một nguyên tử hydro, còn lại với gốc hydrocacbon, nhóm cacbonyl được nối với hai (nói chung). khác nhau) các gốc tự do.
• Ether là các chất hữu cơ chứa hai gốc hydrocarbon được nối với nhau bằng một nguyên tử oxy: R=O-R hoặc R-O-R 2. Các gốc có thể giống hoặc khác nhau. Thành phần của ete được biểu thị bằng công thức C n H 2n +2O.
• Este- các hợp chất được hình thành bằng cách thay thế nguyên tử hydro của nhóm carboxyl trong axit cacboxylic bằng gốc hydrocarbon.
• Hợp chất nitơ- dẫn xuất của hydrocacbon trong đó một hoặc nhiều nguyên tử hydro được thay thế bằng nhóm nitro -NO 2.
• amin- các hợp chất được coi là dẫn xuất của amoniac, trong đó các nguyên tử hydro được thay thế bằng các gốc hydrocarbon Tùy thuộc vào bản chất của gốc, các amin có thể là chất béo. Tùy thuộc vào số lượng nguyên tử hydro được thay thế bởi các gốc, các amin bậc một, bậc hai và bậc ba được phân biệt. Trong một trường hợp cụ thể, các amin bậc hai và bậc ba có thể có cùng gốc. Các amin bậc một cũng có thể được coi là dẫn xuất của hydrocarbon (ankan) trong đó một nguyên tử hydro được thay thế bằng một nhóm amino. Axit amin chứa hai nhóm chức liên kết với gốc hydrocarbon - nhóm amino -NH 2 và carboxyl -COOH.

Các hợp chất hữu cơ quan trọng khác được biết là có một số nhóm chức khác nhau hoặc giống hệt nhau, các chuỗi tuyến tính dài nối với các vòng benzen. Trong những trường hợp như vậy, việc xác định chính xác liệu một chất có thuộc một loại cụ thể hay không là không thể. Các hợp chất này thường được phân loại thành các nhóm chất cụ thể: carbohydrate, protein, axit nucleic, kháng sinh, alkaloid, v.v. Hiện nay, nhiều hợp chất cũng được biết đến có thể phân loại thành cả hữu cơ và vô cơ. Chúng được gọi là các hợp chất nguyên tố hữu cơ. Một số trong số chúng có thể được coi là dẫn xuất hydrocarbon.

Danh pháp

Có 2 cách gọi tên hợp chất hữu cơ: tên hợp lý và có hệ thống (IUPAC) và tên tầm thường.

Biên soạn tên theo danh pháp IUPAC:

1) Tên của hợp chất được đặt theo gốc của từ, biểu thị một hydrocarbon bão hòa có cùng số nguyên tử với chuỗi chính.

2) Một hậu tố được thêm vào gốc, biểu thị mức độ bão hòa:

An (cuối cùng, không có nhiều kết nối);

En (với sự có mặt của liên kết đôi);

Trong (với sự có mặt của liên kết ba).

Nếu có nhiều liên kết bội thì hậu tố chỉ số lượng liên kết đó (-diene, -triene, v.v.) và sau hậu tố vị trí của liên kết bội phải được biểu thị bằng số, ví dụ:

CH 3 –CH 2 –CH=CH 2 CH 3 –CH=CH–CH 3

buten-1 butene-2

CH 2 =CH–CH=CH2

Các nhóm như gốc nitro-, halogen, hydrocarbon không có trong chuỗi chính được đặt ở tiền tố. Chúng được liệt kê theo thứ tự chữ cái. Vị trí của nhóm thế được biểu thị bằng số đứng trước tiền tố.

Thứ tự đặt tên như sau:

1. Tìm chuỗi nguyên tử C dài nhất.

2. Đánh số các nguyên tử cacbon của mạch chính một cách tuần tự, bắt đầu từ đầu gần nhánh nhất.

3. Tên của ankan bao gồm tên của các gốc bên, được liệt kê theo thứ tự bảng chữ cái, chỉ vị trí trong chuỗi chính và tên của chuỗi chính.

Thủ tục biên soạn tên

Ngôn ngữ hóa học, trong đó bao gồm các ký hiệu hóa học (bao gồm cả công thức hóa học) là một trong những phần cụ thể nhất, rất quan trọng. đại lý hoạt động kiến thức về hóa học và do đó đòi hỏi phải áp dụng rõ ràng và có ý thức.

Công thức hóa học- đây là những hình ảnh thông thường về thành phần và cấu trúc của từng chất hóa học sử dụng các ký hiệu, chỉ số hóa học và các dấu hiệu khác. Khi nghiên cứu thành phần, cấu trúc hóa học, điện tử và không gian của các chất, tính chất vật lý và hóa học, đồng phân và các hiện tượng khác, các công thức hóa học thuộc các loại khác nhau được sử dụng.

Đặc biệt nhiều loại công thức (đơn giản, phân tử, cấu trúc, hình chiếu, hình dạng, v.v.) được sử dụng trong nghiên cứu các chất có cấu trúc phân tử - hầu hết các chất hữu cơ và một phần tương đối nhỏ các chất vô cơ trong điều kiện bình thường. Nhiều ít loài hơn các công thức (đơn giản nhất) được sử dụng trong nghiên cứu các hợp chất phi phân tử, cấu trúc của chúng được phản ánh rõ ràng hơn bằng các mô hình bóng và que và sơ đồ cấu trúc tinh thể hoặc các ô đơn vị của chúng.

Lập công thức cấu tạo đầy đủ và ngắn gọn của hiđrocacbon

Ví dụ:

Viết công thức cấu tạo đầy đủ và ngắn gọn của propan C 3 H 8.

Giải pháp:

1. Viết 3 nguyên tử cacbon thẳng hàng và nối chúng bằng liên kết:

S–S–S

2. Thêm dấu gạch ngang (liên kết) sao cho mỗi nguyên tử cacbon có 4 liên kết:

4. Viết công thức cấu tạo ngắn gọn:

CH 3 –CH 2 –CH 3

Bảng độ hòa tan

Đại học Sáng tạo Nhân đạo-Pháp lý Kazakhstan

Phòng: Công nghệ thông tin và kinh tế

Đề tài: Phân loại hợp chất hữu cơ. Các loại hình giao tiếp. Tính chất đặc trưng của hợp chất hữu cơ. Công thức cấu trúc. Đồng phân."

Hoàn thành bởi: Sinh viên năm thứ nhất, nhóm E-124

Uvashov Azamat

Đã kiểm tra: Abylkasimova B.B

Semey 2010

1. Giới thiệu

2. Phân loại hợp chất hữu cơ

3. Các loại hình giao tiếp

4. Công thức cấu tạo

5. Tính chất đặc trưng của hợp chất hữu cơ

6. Đồng phân

Giới thiệu

Thật khó để tưởng tượng sự tiến bộ trong bất kỳ lĩnh vực nào của nền kinh tế mà không có hóa học - đặc biệt là không có hóa học hữu cơ. Mọi lĩnh vực của nền kinh tế đều được kết nối với khoa học công nghệ hóa học hiện đại.

Hóa học hữu cơ nghiên cứu các chất có chứa carbon, ngoại trừ carbon monoxide, carbon dioxide và muối axit carbonic (các hợp chất này có tính chất gần giống với các hợp chất vô cơ hơn).

Là một khoa học, hóa học hữu cơ không tồn tại cho đến giữa thế kỷ 18. Vào thời điểm đó, ba loại hóa học được phân biệt: hóa học động vật, thực vật và khoáng sản. Hóa học động vật nghiên cứu các chất cấu tạo nên cơ thể động vật; rau quả– các chất tạo nên thực vật; khoáng sản- các chất có trong thành phần bản chất vô tri. Tuy nhiên, nguyên tắc này không cho phép tách chất hữu cơ khỏi chất vô cơ. Ví dụ, axit succinic thuộc nhóm các chất khoáng, vì nó thu được bằng cách chưng cất hổ phách hóa thạch, kali được xếp vào nhóm các chất thực vật và canxi photphat được xếp vào nhóm các chất động vật, vì chúng thu được bằng cách nung tương ứng các vật liệu thực vật (gỗ) và động vật (xương).

Vào nửa đầu thế kỷ 19, người ta đã đề xuất tách các hợp chất cacbon thành một ngành hóa học độc lập - hóa học hữu cơ.

Trong số các nhà khoa học lúc bấy giờ nó chiếm ưu thế có sức sống một thế giới quan theo đó các hợp chất hữu cơ chỉ được hình thành trong cơ thể sống dưới tác động của một lực đặc biệt, siêu nhiên " sức sống". Điều này có nghĩa là không thể thu được các chất hữu cơ bằng cách tổng hợp từ các chất vô cơ, rằng có một khoảng cách không thể vượt qua giữa các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Chủ nghĩa sinh lực đã ăn sâu vào tâm trí các nhà khoa học đến mức trong một khoảng thời gian dài không có nỗ lực nào được thực hiện để tổng hợp các chất hữu cơ. Tuy nhiên, chủ nghĩa sức sống đã bị bác bỏ bởi thực tiễn, bởi thí nghiệm hóa học.

Sự phát triển của hóa học hữu cơ hiện đã đạt đến mức cho phép chúng ta bắt đầu giải một vấn đề cơ bản của hóa học hữu cơ là vấn đề về mối quan hệ định lượng giữa cấu trúc của một chất và các tính chất của nó, có thể là bất kỳ tính chất vật lý nào, hoạt động sinh học thuộc bất kỳ loại nào được chỉ định chặt chẽ, các bài toán thuộc loại này đều được giải bằng các phương pháp toán học.

Phân loại hợp chất hữu cơ.

Một số lượng lớn các hợp chất hữu cơ được phân loại có tính đến cấu trúc của chuỗi carbon (bộ xương carbon) và sự hiện diện của các nhóm chức năng trong phân tử.

Sơ đồ thể hiện sự phân loại các hợp chất hữu cơ tùy theo cấu trúc của chuỗi cacbon.

		Hợp chất hữu cơ
Không tuần hoàn (aliphatic) (kết nối mạch hở)				theo chu kỳ (kết nối mạch kín)
Bão hòa (cuối cùng)		Không bão hòa (không bão hòa)		Carbocycle (chu trình chỉ bao gồm các nguyên tử carbon)		Dị vòng (chu trình bao gồm các nguyên tử cacbon và các nguyên tố khác)
			Alicycle (aliphatic tuần hoàn)		thơm

Hydrocarbon được lấy làm cơ sở để phân loại; chúng được coi là hợp chất cơ bản trong hóa học hữu cơ. Tất cả các hợp chất hữu cơ khác được coi là dẫn xuất của chúng.

Khi phân loại hydrocarbon, cấu trúc của khung carbon và loại liên kết nối các nguyên tử carbon được tính đến.

I. ALIPHATIC (aleiphatos. người Hy Lạp dầu) hydrocacbon là các chuỗi thẳng hoặc phân nhánh và không chứa các đoạn vòng; chúng tạo thành hai nhóm lớn.

1. Hydrocacbon bão hòa hoặc bão hòa (được đặt tên như vậy vì chúng không thể gắn bất cứ thứ gì) là chuỗi các nguyên tử cacbon được nối với nhau bằng liên kết đơn giản và được bao quanh bởi các nguyên tử hydro. Trong trường hợp chuỗi có nhánh thì tiền tố được thêm vào tên iso. Hydrocacbon bão hòa đơn giản nhất là metan và đây là nơi bắt đầu của một số hợp chất này.

Hydrocacbon bão hòa

MÔ HÌNH THỂ LƯỢNG CỦA HYDROCARBO Bão Hòa. Các hóa trị của cacbon hướng đến các đỉnh của tứ diện trí tuệ; kết quả là các chuỗi hydrocacbon bão hòa không phải là những đường thẳng mà là những đường đứt quãng.

Nguồn hydrocarbon bão hòa chính là dầu và khí tự nhiên. Khả năng phản ứng của hydrocacbon bão hòa rất thấp; chúng chỉ có thể phản ứng với các chất mạnh nhất, ví dụ như halogen hoặc axit nitric. Khi hydrocacbon bão hòa được làm nóng trên 450 C° mà không có không khí tiếp cận, liên kết C-C bị phá vỡ và các hợp chất có chuỗi cacbon ngắn hơn được hình thành. Tiếp xúc với nhiệt độ cao khi có oxy dẫn đến quá trình đốt cháy hoàn toàn thành CO 2 và nước, cho phép chúng được sử dụng hiệu quả làm nhiên liệu khí (metan - propan) hoặc nhiên liệu động cơ lỏng (octan).

Khi một hoặc nhiều nguyên tử hydro được thay thế bằng nhóm chức bất kỳ (tức là có khả năng biến đổi tiếp theo), các dẫn xuất hydrocarbon tương ứng sẽ được hình thành. Các hợp chất chứa nhóm C-OH được gọi là rượu, HC=O - aldehyd, COOH - axit cacboxylic (từ “carboxylic” được thêm vào để phân biệt với các axit khoáng thông thường, ví dụ như hydrochloric hoặc sulfuric). Một hợp chất có thể đồng thời chứa nhiều nhóm chức khác nhau, ví dụ COOH và NH 2; các hợp chất này được gọi là axit amin. Việc đưa các nhóm halogen hoặc nhóm nitro vào thành phần hydrocarbon tương ứng sẽ dẫn đến các dẫn xuất halogen hoặc nitro.

Hydrocacbon không bão hòa dưới dạng mô hình thể tích. Hóa trị của hai nguyên tử carbon được nối với nhau bằng liên kết đôi nằm trong cùng một mặt phẳng, có thể quan sát được ở các góc quay nhất định, tại đó chuyển động quay của các phân tử dừng lại.

Điều điển hình nhất đối với hydrocacbon không bão hòa là việc bổ sung liên kết bội, giúp tổng hợp nhiều loại hợp chất hữu cơ trên cơ sở chúng.

ALICYCLIC HYDROCARBO. Do sự định hướng cụ thể của các liên kết ở nguyên tử carbon, phân tử cyclohexane không phải là một mặt phẳng mà là một chu trình cong - có hình dạng một chiếc ghế (/ - /), có thể nhìn thấy rõ ở một số góc quay nhất định (tại thời điểm này thời điểm chuyển động quay của các phân tử dừng lại)

Ngoài những tùy chọn được hiển thị ở trên, còn có các tùy chọn khác để kết nối các đoạn tuần hoàn, ví dụ: chúng có thể có một nguyên tử chung (được gọi là hợp chất spirocycle) hoặc kết nối theo cách mà hai hoặc nhiều nguyên tử chung cho cả hai chu kỳ ( hợp chất hai vòng), khi kết hợp ba chu trình trở lên, cũng có thể hình thành các khung hydrocarbon.

HỢP CHẤT DỊ CYCLIC. Tên của chúng được hình thành trong lịch sử, ví dụ, furan nhận được tên từ furan aldehyde - furfural, thu được từ cám ( lat. furfur - cám). Đối với tất cả các hợp chất được hiển thị, phản ứng cộng rất khó, nhưng phản ứng thế lại khá dễ. Vì vậy, đây là những hợp chất thơm thuộc loại không phải benzen.

Bản chất thơm của các hợp chất này được xác nhận bởi cấu trúc phẳng của các chu trình, điều này có thể nhận thấy rõ ràng tại thời điểm vòng quay của chúng bị đình chỉ.

Sự đa dạng của các hợp chất thuộc lớp này còn tăng lên do thực tế là dị vòng có thể chứa hai hoặc nhiều dị tố trong vòng.

CÁC LOẠI GIAO TIẾP

Liên kết hóa học - đây là sự tương tác của các hạt (nguyên tử, ion) được thực hiện bằng cách trao đổi electron. Có một số loại giao tiếp.
Khi trả lời câu hỏi này, chúng ta nên tìm hiểu chi tiết về đặc điểm của liên kết cộng hóa trị và liên kết ion.
Liên kết cộng hóa trị được hình thành do sự chia sẻ các electron (để tạo thành các cặp electron chung), xảy ra trong quá trình chồng chéo của các đám mây electron. Sự hình thành liên kết cộng hóa trị liên quan đến các đám mây điện tử của hai nguyên tử.
Có hai loại liên kết cộng hóa trị chính:

a) không phân cực và b) phân cực.

a) Liên kết cộng hóa trị không phân cực được hình thành giữa các nguyên tử phi kim của cùng một nguyên tố hóa học. Họ có mối liên hệ như vậy chất đơn giản, ví dụ O 2; N 2; C 12. Bạn có thể đưa ra sơ đồ về sự hình thành phân tử hydro: (trong sơ đồ, các electron được biểu thị bằng dấu chấm).
b) Liên kết cộng hóa trị có cực được hình thành giữa các nguyên tử của các phi kim khác nhau.

Sự hình thành liên kết cộng hóa trị có cực trong phân tử HC1 có thể được biểu diễn dưới dạng sơ đồ sau:

Mật độ electron tổng thể được dịch chuyển về phía clo, dẫn đến điện tích âm một phần trên nguyên tử clo và điện tích dương một phần trên nguyên tử hydro. Do đó, phân tử trở nên phân cực:

Ionic là liên kết giữa các ion, tức là các hạt tích điện được hình thành từ một nguyên tử hoặc một nhóm nguyên tử do sự thêm hoặc mất electron. Liên kết ion là đặc trưng của muối và kiềm.

Tốt hơn nên xem xét bản chất của liên kết ion bằng ví dụ về sự hình thành natri clorua. Natri, với tư cách là một kim loại kiềm, có xu hướng nhường một electron nằm ở lớp electron bên ngoài. Ngược lại, clo có xu hướng gắn một electron vào chính nó. Kết quả là natri nhường electron của nó cho clo. Kết quả là các hạt tích điện trái dấu được hình thành - các ion Na + và Cl -, chúng hút nhau. Khi trả lời, bạn nên chú ý đến thực tế là các chất bao gồm các ion được hình thành bởi kim loại và phi kim loại điển hình. Chúng là ion chất kết tinh, tức là các chất có tinh thể được hình thành bởi các ion chứ không phải phân tử.

Sau khi xem xét từng loại giao tiếp, chúng ta nên chuyển sang đặc điểm so sánh của chúng.

Điểm chung của các liên kết cộng hóa trị không phân cực, phân cực và ion là sự tham gia của các electron bên ngoài, còn được gọi là electron hóa trị, trong quá trình hình thành liên kết. Sự khác biệt nằm ở mức độ trở nên phổ biến của các electron tham gia vào quá trình hình thành liên kết. Nếu các electron này thuộc về cả hai nguyên tử như nhau thì liên kết cộng hóa trị là không phân cực; nếu các electron này thiên về nguyên tử này nhiều hơn nguyên tử kia thì liên kết là cộng hóa trị có cực. Nếu các electron tham gia hình thành liên kết thuộc về một nguyên tử thì liên kết đó là ion.

Liên kết kim loại - liên kết giữa các nguyên tử ion trong mạng tinh thể kim loại và hợp kim, được thực hiện do lực hút của các electron chuyển động tự do (dọc theo tinh thể) (Mg, Fe).

Tất cả những khác biệt nêu trên về cơ chế hình thành liên kết giải thích sự khác biệt về tính chất của các chất với các loại khác nhau kết nối.

CÔNG THỨC CẤU TRÚC

Công thức cấu tạo- đây là một sự đa dạng công thức hóa học, mô tả bằng đồ họa sự sắp xếp và thứ tự liên kết của các nguyên tử trong hợp chất, được biểu thị trên một mặt phẳng. Kết nối trong công thức cấu tạođược biểu thị bằng dấu gạch ngang hóa trị.

Công thức cấu trúc thường được sử dụng khi liên kết với nguyên tử hydro không được biểu thị bằng dấu gạch ngang hóa trị (loại 2). Trong một loại công thức cấu trúc khác (bộ xương), được sử dụng cho các phân tử lớn trong hóa học hữu cơ, các nguyên tử hydro liên kết với các nguyên tử cacbon không được chỉ định và các nguyên tử cacbon không được chỉ định (loại 3).

Bằng cách sử dụng các loại khác nhau biểu tượngđược sử dụng trong các công thức cấu trúc, liên kết phối trí, liên kết hydro, hóa học lập thể của phân tử, liên kết định vị, định vị điện tích, v.v. cũng được chỉ định.

ĐẶC TÍNH CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ

Phản ứng của các hợp chất hữu cơ có một số tính năng cụ thể. Trong các phản ứng hợp chất vô cơ các ion thường tham gia; những phản ứng này xảy ra rất nhanh, đôi khi ngay lập tức ở nhiệt độ bình thường. Phản ứng trong hợp chất hữu cơ thường có sự tham gia của các phân tử; trong trường hợp này, một số liên kết cộng hóa trị bị phá vỡ, trong khi những liên kết khác được hình thành. Những phản ứng như vậy diễn ra chậm hơn so với phản ứng ion (ví dụ hàng chục giờ) và để tăng tốc chúng thường phải tăng nhiệt độ hoặc thêm chất xúc tác. Chất xúc tác được sử dụng phổ biến nhất là axit và bazơ. Thông thường, không phải một mà nhiều phản ứng xảy ra, do đó hiệu suất thu được sản phẩm mong muốn thường thấp hơn 50%. Về vấn đề này, trong hóa học hữu cơ họ không sử dụng phương trình hóa học và sơ đồ phản ứng mà không chỉ ra tỷ lệ cân bằng hóa học.

Phản ứng của các hợp chất hữu cơ có thể xảy ra theo những cách rất phức tạp và không nhất thiết phải tuân theo ký hiệu tương đối đơn giản nhất. Thông thường, một phản ứng cân bằng hóa học đơn giản thực sự xảy ra trong một số bước liên tiếp. Carbocation R+, carbanion R-, gốc tự do, carbenes: CX2, cation gốc (ví dụ: anion gốc (ví dụ Ar)) và các hạt không ổn định khác tồn tại trong một phần của giây có thể xuất hiện dưới dạng hợp chất trung gian trong các quá trình nhiều giai đoạn . Miêu tả cụ thể tất cả những thay đổi xảy ra trong Cấp độ phần tử trong quá trình chuyển hóa chất phản ứng thành sản phẩm gọi là cơ chế phản ứng.

Nghiên cứu về ảnh hưởng của cấu trúc của các hợp chất hữu cơ đến cơ chế phản ứng của chúng được nghiên cứu bằng hóa học hữu cơ vật lý, nền tảng của nó được đặt ra bởi K. Ingold, Robinson và L. Hammett (những năm 1930).

Phản ứng của các hợp chất hữu cơ có thể được phân loại tùy thuộc vào phương pháp phá vỡ và hình thành liên kết, phương pháp kích thích phản ứng, tính phân tử của nó, v.v..

ISOMERIA

ISOMERIA (tiếng Hy Lạp isos - giống nhau, meros - một phần) là một trong những khái niệm quan trọng nhất trong hóa học, chủ yếu là trong hóa học hữu cơ. Các chất có thể có cùng thành phần và trọng lượng phân tử, nhưng các cấu trúc và hợp chất khác nhau chứa cùng các nguyên tố có cùng số lượng nhưng khác nhau về cách sắp xếp không gian của các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử, được gọi là đồng phân. Đồng phân là một trong những lý do khiến các hợp chất hữu cơ rất nhiều và đa dạng.

Đồng phân được phát hiện lần đầu tiên bởi J. Liebig vào năm 1823, người đã chứng minh rằng muối bạc của axit fulminat và axit isocyanic: Ag-O-N=C và Ag-N=C=O có cùng thành phần nhưng có tính chất khác nhau. Thuật ngữ “đồng phân” được I. Berzelius đưa ra vào năm 1830, người cho rằng sự khác biệt về tính chất của các hợp chất có cùng thành phần phát sinh do thực tế là các nguyên tử trong phân tử được sắp xếp theo một thứ tự khác nhau. Ý tưởng về đồng phân cuối cùng đã được hình thành sau khi A.M. Butlerov tạo ra lý thuyết cấu tạo hóa học(thập niên 1860). Dựa trên lý thuyết này, ông đề xuất rằng nên có bốn loại butanol khác nhau. Vào thời điểm lý thuyết này được hình thành, người ta chỉ biết đến một butanol (CH 3) 2 CHCH 2 OH, thu được từ nguyên liệu thực vật.

Sự tổng hợp tiếp theo của tất cả các đồng phân butanol và xác định tính chất của chúng đã trở thành sự xác nhận thuyết phục cho lý thuyết này.

Theo định nghĩa hiện đại, hai hợp chất có cùng thành phần được coi là đồng phân nếu phân tử của chúng không thể kết hợp trong không gian sao cho chúng hoàn toàn trùng khớp. Sự kết hợp thường được thực hiện trong tâm trí, trong những trường hợp khó khăn sử dụng mô hình không gian hoặc phương pháp tính toán. Có một số lý do cho hiện tượng đồng phân.

đồng phân cấu trúc

Theo nguyên tắc, nguyên nhân là do sự khác biệt trong cấu trúc của bộ xương hydrocarbon hoặc sự sắp xếp không đồng đều của các nhóm chức hoặc nhiều liên kết.

Đồng phân của bộ xương hydrocarbon. Hydrocacbon bão hòa chứa từ một đến ba nguyên tử cacbon (metan, etan, propan) không có đồng phân. Đối với hợp chất có bốn nguyên tử cacbon C 4 H 10 (butan), có thể có hai đồng phân, đối với pentan C 5 H 12 - ba đồng phân, đối với hexan C 6 H 14 - năm

Khi số lượng nguyên tử carbon trong phân tử hydrocarbon tăng lên, số lượng đồng phân có thể tăng lên đáng kể. Đối với heptan C 7 H 16 có chín đồng phân, đối với hydrocarbon C 14 H 30 có 1885 đồng phân, đối với hydrocarbon C 20 H 42 có hơn 366.000.

Trong các trường hợp phức tạp, câu hỏi liệu hai hợp chất có phải là đồng phân hay không được giải quyết bằng cách sử dụng các phép quay khác nhau xung quanh liên kết hóa trị (liên kết đơn giản cho phép điều này, ở một mức độ nhất định tương ứng với tính chất vật lý của chúng). Sau khi di chuyển mảnh riêng lẻ các phân tử (không cho phép các liên kết bị phá vỡ) chồng lên phân tử này lên phân tử khác. Nếu hai phân tử hoàn toàn giống nhau thì đây không phải là đồng phân mà là cùng một hợp chất:

Các chất đồng phân khác nhau về cấu trúc xương thường có cấu trúc khác nhau tính chất vật lý(điểm nóng chảy, điểm sôi, v.v.), cho phép bạn tách cái này ra khỏi cái kia. Loại đồng phân này cũng tồn tại trong hydrocacbon thơm.