Üzvi maddələrin ecazkar dünyası. Üzvi birləşmələr. Üzvi birləşmələrin sinifləri Üzvi maddələrin quruluşu nəzəriyyəsinin məntiqi

Üzvi maddələrin təsnifatı.

Kimya 3 böyük hissəyə bölünə bilər: ümumi, qeyri-üzvi və üzvi.

ümumi kimya bütün kimyəvi çevrilmələrə aid nümunələri araşdırır.

Qeyri-üzvi kimya qeyri-üzvi maddələrin xassələrini və çevrilmələrini öyrənir.

Üzvi kimya – Bu, öyrənilməsi mövzusu üzvi maddələr olan kimyanın böyük və müstəqil bir sahəsidir:

- onların strukturu;

- xassələri;

- əldə etmə üsulları;

- praktik istifadə imkanları.

Təklif olunan üzvi kimyanın adı İsveç alimi Berzelius.

Əvvəl 19-cu əsrin əvvəlləri Bütün məlum maddələr mənşəyinə görə 2 qrupa bölünürdü:

1) mineral (qeyri-üzvi) maddələr və

2) üzvi maddələr .

Berzelius və o dövrün bir çox alimləri üzvi maddələrin yalnız canlı orqanizmlərdə hansısa “həyati qüvvənin” köməyi ilə əmələ gələ biləcəyinə inanırdılar. Belə idealist görüşlər adlanırdı həyati (Latın dilindən "vita" - həyat). Onlar üzvi kimyanın bir elm kimi inkişafını ləngitdilər.

Alman kimyaçısı vitalistlərin fikirlərinə böyük zərbə vurdu V. Wehler . O, ilk dəfə qeyri-üzvi maddələrdən üzvi maddələr əldə etdi:

IN 1824 g - oksalat turşusu və

IN 1828 g. - karbamid.

Təbiətdə oksalat turşusu bitkilərdə, karbamid isə insan və heyvanların orqanizmində əmələ gəlir.

Buna bənzər faktlar getdikcə daha çox idi.

IN 1845 alman alim Kolbe kömürdən sirkə turşusu sintez etdi.

IN 1854 Cənab fransız alimi M. Berthelot yağa bənzər bir maddə sintez etdi.

Heyvan və bitki orqanizmlərindən təcrid olunmuş maddələrin süni şəkildə sintez oluna biləcəyi, onların bütün digər maddələrlə eyni təbiətə malik olduğu heç bir “həyat qüvvəsi”nin olmadığı aydın oldu.

Bu günlərdə üzvi maddələr nəzərə alın karbon tərkibli təbiətdə əmələ gələn (canlı orqanizmlər) və sintetik yolla əldə edilə bilən maddələr. Buna görə də üzvi kimya adlanır karbon birləşmələrinin kimyası.

Üzvi maddələrin xüsusiyyətləri .

Qeyri-üzvi maddələrdən fərqli olaraq, üzvi maddələr karbon atomunun struktur xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilən bir sıra xüsusiyyətlərə malikdir.

Karbon atomunun quruluşunun xüsusiyyətləri.

1) Üzvi maddələrin molekullarında karbon atomu həyəcanlanmış vəziyyətdədir və IV valentlik nümayiş etdirir.

2) Üzvi maddələrin molekullarının əmələ gəlməsi zamanı karbon atomunun elektron orbitalları hibridləşməyə məruz qala bilər ( hibridləşmə – bu, elektron buludların forma və enerji baxımından düzülüşüdür).

3) Üzvi maddələrin molekullarında olan karbon atomları bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilir, zəncir və halqalar əmələ gətirir.

Üzvi birləşmələrin təsnifatı.

Üzvi maddələrin müxtəlif təsnifatları var:

1) mənşəyinə görə,

2) elementar tərkibinə görə,

3) karbon skeletinin növünə görə,

4) kimyəvi bağların növünə görə,

5) funksional qrupların keyfiyyət tərkibinə görə.

Mənşəyinə görə üzvi maddələrin təsnifatı.

Üzvi maddələrin elementar tərkibinə görə təsnifatı.

*Üzvi maddələr*
*karbohidrogenlər*	*oksigen tərkibli*	*Karbon, hidrogen və oksigenlə yanaşı, onların tərkibində azot və digər atomlar var.*
İbarət olmaq karbon və hidrogen	İbarət olmaq karbon, hidrogen və oksigen
HC-nin məhdudlaşdırılması
Doymamış karbohidrogenlər		Amin turşuları
Aromatik karbohidrogenlər	Aldehidlər
	Karboksilik turşular	Nitro birləşmələri
	Efirlər (sadə və mürəkkəb)

	Karbohidratlar

Karbon skeletinin növünə görə üzvi maddələrin təsnifatı.

Karbon skeleti -bir-birinə kimyəvi olaraq bağlanmış karbon atomlarının ardıcıllığıdır.

Üzvi maddələrin kimyəvi bağların növünə görə təsnifatı.

Funksional qrupların keyfiyyət tərkibinə görə üzvi maddələrin təsnifatı.

Funksional qrup – maddənin xarakterik xüsusiyyətlərini təyin edən daimi atomlar qrupu.

*Funksional qrup*	ad	*Üzvi sinif*	*Suffikslər və prefikslər*
-F, -Cl, -Br, -J	Flüor, xlor, brom, yod (halogen)	halogen törəmələri	flurometan xlorometan bromometan yodometan
	hidroksil	Spirtlər, fenollar
- C = O	karbonil	Aldehidlər, ketonlar	- al metanal
- COUN	karboksil	Karboksilik turşular	metanoik turşusu
- NO2	nitro qrupu	Nitro birləşmələri	Nitro nitrometan
- NH2	amin qrupu		- amin metilamin

Dərs 3-4

Mövzu: Üzvi birləşmələrin quruluşu nəzəriyyəsinin əsas prinsipləri

Üzvi maddələrin müxtəlifliyinin səbəbləri (homologiya, izomeriya ).

İkinci yarının əvvəlində 19-cu əsr Kifayət qədər çox üzvi birləşmələr məlum idi, lakin onların xassələrini izah edən vahid nəzəriyyə yox idi. Belə bir nəzəriyyə yaratmaq cəhdləri dəfələrlə edilib. Heç biri uğur qazanmadı.

Biz üzvi maddələrin quruluşu nəzəriyyəsinin yaradılmasına borcluyuq .

1861-ci ildə Şpeyerdə Alman təbiətşünaslarının və həkimlərinin 36-cı Konqresində Butlerov məruzə ilə çıxış etdi və burada yeni bir nəzəriyyənin - üzvi maddələrin kimyəvi quruluşu nəzəriyyəsinin əsas müddəalarını qeyd etdi.

Üzvi maddələrin kimyəvi quruluşu nəzəriyyəsi heç nədən yaranmayıb.

Onun görünüşü üçün obyektiv ilkin şərtlər idi :

1) sosial-iqtisadi ilkin şərtlər .

XIX əsrin əvvəllərindən sənaye və ticarətin sürətli inkişafı elmin bir çox sahələrinə, o cümlədən üzvi kimyaya yüksək tələblər qoydu.

Onlar bu elmin qarşısına qoydular yeni vəzifələr:

- sintetik boyalar istehsal etmək,

- kənd təsərrüfatı məhsullarının emalı üsullarının təkmilləşdirilməsi və s.

2) Elmi fon .

İzah tələb edən bir çox faktlar var idi:

- Alimlər etan, propan və s. kimi birləşmələrdə karbonun valentliyini izah edə bilmədilər.

- Alimlər kimyaçılar izah edə bilmədilər, niyə iki element: karbon və hidrogen bu qədər çox sayda müxtəlif birləşmələr əmələ gətirə bilər və niyə org. çoxlu maddələr var.

- Eyni molekulyar formullu (C6H12O6 - qlükoza və fruktoza) üzvi maddələrin niyə mövcud ola biləcəyi aydın deyildi.

Üzvi maddələrin kimyəvi quruluşu nəzəriyyəsi bu suallara elmi əsaslandırılmış cavab verdi.

Nəzəriyyə ortaya çıxanda artıq çox şey məlum idi :

- A. Kekule təklif etdi karbon atomunun tetravalentliyi üzvi birləşmələr üçün.

- A. Kuper və A. Kekule təklif etdi karbon-karbon haqqında əlaqələri və zəncirdə karbon atomlarının birləşdirilməsinin mümkünlüyü.

IN 1860 . Beynəlxalq Kimyaçılar Konqresində idi atom, molekul, atom çəkisi, molekulyar çəki anlayışları aydın şəkildə müəyyən edilir .

Üzvi maddələrin kimyəvi quruluşu nəzəriyyəsinin mahiyyətini aşağıdakı kimi ifadə etmək olar :

1. Üzvi maddələrin molekullarında olan bütün atomlar bir-biri ilə valentliyinə görə müəyyən ardıcıllıqla kimyəvi bağlarla bağlanır.

2. Maddələrin xassələri təkcə hansı atomların və onların neçəsinin molekula daxil olmasından deyil, həm də atomların molekulda bağlanma ardıcıllığından asılıdır. .

Butlerov molekuldakı atomların birləşmə qaydasını və onların rabitələrinin təbiətini adlandırdı kimyəvi quruluş .

Bir molekulun kimyəvi quruluşu ifadə edilir struktur formulu , burada müvafiq atomların elementlərinin simvolları tire ilə bağlanır ( kovalent bağları göstərən valent əsaslar).

Struktur formul çatdırır :

Atomların birləşmə ardıcıllığı;

Aralarındakı bağların çoxluğu (sadə, ikiqat, üçlü).

izomerizm - Bu, eyni molekulyar formulaya malik, lakin fərqli xüsusiyyətlərə malik maddələrin mövcudluğudur.

İzomerlər - bunlar eyni molekulyar tərkibə (eyni molekulyar formulaya) malik olan, lakin fərqli kimyəvi quruluşa malik olan və buna görə də fərqli xüsusiyyətlərə malik olan maddələrdir.

3. Verilmiş maddənin xassələri ilə onun molekulunun quruluşunu, molekulun quruluşu ilə isə xassələrini proqnozlaşdırmaq olar.

Maddələrin xassələri kristal qəfəsin növündən asılıdır.

4. Maddələrin molekullarındakı atomlar və atom qrupları bir-birinə qarşılıqlı təsir göstərir.

Nəzəriyyənin əhəmiyyəti.

Butlerovun yaratdığı nəzəriyyə əvvəlcə elm dünyası tərəfindən mənfi qarşılandı, çünki onun ideyaları o dövrdə hakim olan idealist dünyagörüşü ilə ziddiyyət təşkil edirdi, lakin bir neçə ildən sonra nəzəriyyə hamılıqla qəbul olundu, aşağıdakı hallar buna kömək etdi:

1. Nəzəriyyə nizam gətirdiüzvi kimyanın özündən əvvəl mövcud olduğu ağlasığmaz xaos. Nəzəriyyə yeni faktları izah etməyə imkan verdi və sübut etdi ki, kimyəvi üsulların (sintez, parçalanma və digər reaksiyalar) köməyi ilə molekullarda atomların birləşmə qaydasını təyin etmək olar.

2. Nəzəriyyə atom-molekulyar elminə yeni bir şey gətirdi

Molekullarda atomların sırası,

Atomların qarşılıqlı təsiri

Xassələrin maddənin molekulundan asılılığı.

3. Nəzəriyyə nəinki artıq məlum olan faktları izah edə bildi, həm də onların quruluşu əsasında üzvi maddələrin xassələrini qabaqcadan görməyə və yeni maddələr sintez etməyə imkan verdi.

4. Nəzəriyyə izah etməyə imkan verdi cürbəcür kimyəvi maddələr.

5. Üzvi maddələrin sintezinə güclü təkan verdi.

Nəzəriyyənin inkişafı Butlerovun qabaqcadan gördüyü kimi, əsasən iki istiqamətdə getdi :

1. Molekulların fəza quruluşunun öyrənilməsi (üçölçülü fəzada atomların həqiqi düzülüşü)

2. Elektron konsepsiyaların inkişafı (kimyəvi rabitələrin mahiyyətinin müəyyən edilməsi).

Karbonatlar, karbidlər, siyanidlər, tiosiyanatlar və karbon turşusu istisna olmaqla, tərkibində karbon atomu olan bütün maddələr üzvi birləşmələrdir. Bu o deməkdir ki, onlar fermentativ və ya digər reaksiyalar vasitəsilə karbon atomlarından canlı orqanizmlər tərəfindən yaradıla bilirlər. Bu gün bir çox üzvi maddələr süni şəkildə sintez edilə bilər ki, bu da təbabətin və farmakologiyanın inkişafına, həmçinin yüksək möhkəm polimer və kompozit materialların yaradılmasına imkan verir.

Üzvi birləşmələrin təsnifatı

Üzvi birləşmələr ən çox sayda maddələr sinfidir. Burada təxminən 20 növ maddə var. Onlar kimyəvi xassələri ilə fərqlənir və fiziki keyfiyyətlərinə görə fərqlənirlər. Onların ərimə temperaturu, kütləsi, uçuculuğu və həllolma qabiliyyəti, həmçinin normal şəraitdə yığılma vəziyyəti də müxtəlifdir. Onların arasında:

karbohidrogenlər (alkanlar, alkinlər, alkenlər, alkadienlər, sikloalkanlar, aromatik karbohidrogenlər);
aldehidlər;
ketonlar;
spirtlər (iki atomlu, bir atomlu, çox atomlu);
efirlər;
efirlər;
karboksilik turşular;
aminlər;
amin turşuları;
karbohidratlar;
yağlar;
zülallar;
biopolimerlər və sintetik polimerlər.

Bu təsnifat kimyəvi quruluşun xüsusiyyətlərini və müəyyən bir maddənin xüsusiyyətlərindəki fərqi müəyyən edən xüsusi atom qruplarının mövcudluğunu əks etdirir. Ümumiyyətlə, kimyəvi qarşılıqlı təsirlərin xüsusiyyətlərini nəzərə almayan karbon skeletinin konfiqurasiyasına əsaslanan təsnifat fərqli görünür. Onun müddəalarına görə üzvi birləşmələr aşağıdakılara bölünür:

alifatik birləşmələr;
aromatiklər;
heterosiklik maddələr.

Bu üzvi birləşmələrin sinifləri müxtəlif maddələr qruplarında izomerlərə malik ola bilər. İzomerlərin xassələri fərqlidir, lakin onların atom tərkibi eyni ola bilər. Bu, A.M.Butlerovun irəli sürdüyü müddəalardan irəli gəlir. Həmçinin, üzvi birləşmələrin quruluşu nəzəriyyəsi üzvi kimya üzrə bütün tədqiqatlar üçün rəhbər əsasdır. Mendeleyevin Dövri Qanunu ilə eyni səviyyədə yerləşdirilir.

Kimyəvi quruluş anlayışının özü A.M. 19 sentyabr 1861-ci ildə kimya tarixində meydana çıxdı. Əvvəllər elmdə müxtəlif fikirlər var idi və bəzi alimlər molekulların və atomların mövcudluğunu tamamilə inkar edirdilər. Ona görə də üzvi və qeyri-üzvi kimyada nizam yox idi. Üstəlik, konkret maddələrin xassələrini mühakimə etmək üçün heç bir nümunə yox idi. Eyni zamanda, eyni tərkibli, müxtəlif xüsusiyyətlər nümayiş etdirən birləşmələr var idi.

A.M.Butlerovun ifadələri əsasən kimyanın inkişafını düzgün istiqamətə yönəltdi və bunun üçün çox möhkəm zəmin yaratdı. Onun vasitəsilə toplanmış faktları, yəni müəyyən maddələrin kimyəvi və ya fiziki xassələrini, reaksiyalara daxil olma qanunlarını və s. sistemləşdirmək mümkün idi. Hətta birləşmələrin alınması yollarının proqnozlaşdırılması və bəzi ümumi xüsusiyyətlərin mövcudluğu bu nəzəriyyə sayəsində mümkün olmuşdur. Ən əsası isə A.M.Butlerov göstərdi ki, maddənin molekulunun strukturu elektrik qarşılıqlı təsirləri nöqteyi-nəzərindən izah edilə bilər.

Üzvi maddələrin quruluşu nəzəriyyəsinin məntiqi

1861-ci ilə qədər kimyada bir çoxları atom və ya molekulun mövcudluğunu rədd etdiyi üçün üzvi birləşmələr nəzəriyyəsi elm dünyası üçün inqilabi bir təklif oldu. Və A.M.Butlerovun özü yalnız materialist nəticələrə əsaslanaraq, üzvi maddə haqqında fəlsəfi fikirləri təkzib edə bildi.

O, molekulyar quruluşun kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə təcrübi olaraq tanınmasının mümkün olduğunu göstərə bildi. Məsələn, hər hansı bir karbohidratın tərkibini onun müəyyən bir hissəsini yandırıb, yaranan suyu və karbon qazını hesablamaqla müəyyən etmək olar. Amin molekulunda azotun miqdarı da qazların həcmini ölçməklə və molekulyar azotun kimyəvi miqdarını təcrid etməklə yanma zamanı hesablanır.

Butlerovun strukturdan asılı kimyəvi quruluş haqqında mühakimələrini əks istiqamətdə nəzərdən keçirsək, yeni bir nəticə çıxır. Məhz: maddənin kimyəvi quruluşunu və tərkibini bilməklə onun xassələrini empirik olaraq qəbul etmək olar. Amma ən əsası, Butlerov izah etdi ki, üzvi maddələrdə fərqli xüsusiyyətlər nümayiş etdirən, lakin eyni tərkibə malik çoxlu sayda maddələr var.

Nəzəriyyənin ümumi müddəaları

Üzvi birləşmələri nəzərdən keçirərək və öyrənərək A. M. Butlerov ən mühüm prinsiplərdən bəzilərini çıxardı. O, onları üzvi mənşəli kimyəvi maddələrin quruluşunu izah edən bir nəzəriyyəyə birləşdirdi. Nəzəriyyə aşağıdakı kimidir:

üzvi maddələrin molekullarında atomlar valentlikdən asılı olan ciddi şəkildə müəyyən edilmiş ardıcıllıqla bir-birinə bağlıdır;
kimyəvi quruluş, üzvi molekullardakı atomların bağlandığı birbaşa nizamdır;
kimyəvi quruluş üzvi birləşmənin xüsusiyyətlərinin mövcudluğunu müəyyən edir;
eyni kəmiyyət tərkibinə malik molekulların quruluşundan asılı olaraq maddənin müxtəlif xassələri görünə bilər;
kimyəvi birləşmənin əmələ gəlməsində iştirak edən bütün atom qrupları bir-birinə qarşılıqlı təsir göstərir.

Üzvi birləşmələrin bütün sinifləri bu nəzəriyyənin prinsiplərinə əsasən qurulur. Əsasını qoyan A. M. Butlerov kimyanı bir elm sahəsi kimi genişləndirə bildi. O izah etdi ki, üzvi maddələrdə karbon dörd valentlik nümayiş etdirdiyi üçün bu birləşmələrin müxtəlifliyi müəyyən edilir. Bir çox aktiv atom qrupunun olması bir maddənin müəyyən bir sinfə aid olub olmadığını müəyyənləşdirir. Və məhz konkret atom qruplarının (radikalların) olması səbəbindən fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlər meydana çıxır.

Karbohidrogenlər və onların törəmələri

Karbon və hidrogenin bu üzvi birləşmələri qrupdakı bütün maddələr arasında tərkibinə görə ən sadədir. Onlar alkanlar və sikloalkanlar (doymuş karbohidrogenlər), alkenlər, alkadienlər və alkatrienlər, alkinlər (doymamış karbohidrogenlər), həmçinin aromatik maddələrin alt sinfi ilə təmsil olunurlar. Alkanlarda bütün karbon atomları yalnız bir C-C rabitəsi ilə bağlanır, buna görə də karbohidrogen tərkibinə heç bir H atomu daxil edilə bilməz.

Doymamış karbohidrogenlərdə hidrogen ikiqat C=C bağının yerində birləşdirilə bilər. Həmçinin, C-C bağı üçlü (alkinlər) ola bilər. Bu, bu maddələrin radikalların azaldılması və ya əlavə edilməsi ilə əlaqəli bir çox reaksiyalara girməsinə imkan verir. Onların reaksiya vermə qabiliyyətini öyrənmək rahatlığı üçün bütün digər maddələr karbohidrogen siniflərindən birinin törəmələri hesab olunur.

Spirtli içkilər

Spirtlər karbohidrogenlərdən daha mürəkkəb olan üzvi kimyəvi birləşmələrdir. Onlar canlı hüceyrələrdə fermentativ reaksiyalar nəticəsində sintez olunur. Ən tipik nümunə fermentasiya nəticəsində qlükozadan etanolun sintezidir.

Sənayedə spirtlər karbohidrogenlərin halogen törəmələrindən alınır. Halojen atomunun hidroksil qrupu ilə əvəzlənməsi nəticəsində spirtlər əmələ gəlir. Monohidrik spirtlər yalnız bir hidroksil qrupu, çox atomlu spirtlər iki və ya daha çox ehtiva edir. Dihidrik spirtə misal etilen qlikoldur. Polihidrik spirt qliserindir. Spirtlərin ümumi formulu R-OH-dir (R karbon zənciridir).

Aldehidlər və ketonlar

Spirtlər spirt (hidroksil) qrupundan hidrogenin çıxarılması ilə əlaqəli üzvi birləşmələrin reaksiyalarına girdikdən sonra oksigen və karbon arasındakı ikiqat bağ bağlanır. Bu reaksiya terminal karbon atomunda yerləşən spirt qrupundan keçərsə, aldehidin əmələ gəlməsi ilə nəticələnir. Əgər spirt ilə karbon atomu karbon zəncirinin sonunda yerləşmirsə, dehidratasiya reaksiyasının nəticəsi keton istehsalıdır. Ketonların ümumi formulu R-CO-R, aldehidlər R-COH (R zəncirin karbohidrogen radikalıdır).

Efirlər (sadə və mürəkkəb)

Bu sinif üzvi birləşmələrin kimyəvi quruluşu mürəkkəbdir. Efirlər iki spirt molekulu arasında reaksiya məhsulları hesab olunur. Onlardan su çıxarıldıqda, R-O-R nümunəsinin birləşməsi əmələ gəlir. Reaksiya mexanizmi: bir spirtdən hidrogen protonunun və digər spirtdən hidroksil qrupunun çıxarılması.

Efirlər spirt və üzvi karboksilik turşu arasında reaksiya məhsullarıdır. Reaksiya mexanizmi: hər iki molekulun spirt və karbon qrupundan suyun çıxarılması. Hidrogen turşudan (hidroksil qrupunda), OH qrupunun özü isə spirtdən ayrılır. Yaranan birləşmə R-CO-O-R kimi təsvir edilmişdir, burada fıstıq R radikalları - karbon zəncirinin qalan hissələrini ifadə edir.

Karboksilik turşular və aminlər

Karboksilik turşular hüceyrənin fəaliyyətində mühüm rol oynayan xüsusi maddələrdir. Üzvi birləşmələrin kimyəvi quruluşu belədir: karboksil qrupu (-COOH) ilə birləşmiş karbohidrogen radikalı (R). Karboksil qrupu yalnız ən kənar karbon atomunda yerləşə bilər, çünki (-COOH) qrupunda C-nin valentliyi 4-dür.

Aminlər karbohidrogenlərin törəmələri olan daha sadə birləşmələrdir. Burada hər hansı bir karbon atomunda bir amin radikalı (-NH2) var. Bir karbona bir qrupun (-NH2) bağlandığı əsas aminlər var (ümumi formula R-NH2). İkinci dərəcəli aminlərdə azot iki karbon atomu ilə birləşir (formula R-NH-R). Üçüncü dərəcəli aminlərdə azot üç karbon atomuna (R3N) bağlıdır, burada p bir radikal, bir karbon zənciridir.

Amin turşuları

Amin turşuları həm aminlərin, həm də üzvi mənşəli turşuların xüsusiyyətlərini nümayiş etdirən kompleks birləşmələrdir. Amin qrupunun karboksil qrupuna nisbətən yerindən asılı olaraq onların bir neçə növü vardır. Ən vacibləri alfa amin turşularıdır. Burada amin qrupu karboksil qrupunun bağlı olduğu karbon atomunda yerləşir. Bu, peptid bağının yaradılmasına və zülalların sintezinə imkan verir.

Karbohidratlar və yağlar

Karbohidratlar aldehid spirtləri və ya keto spirtləridir. Bunlar xətti və ya siklik quruluşa malik birləşmələr, həmçinin polimerlər (nişasta, sellüloza və s.) Onların hüceyrədəki ən mühüm rolu struktur və enerjidir. Yağlar, daha doğrusu lipidlər eyni funksiyaları yerinə yetirir, yalnız digər biokimyəvi proseslərdə iştirak edirlər. Kimyəvi quruluş baxımından yağ üzvi turşuların və qliserin efiridir.

>> Kimya: Üzvi birləşmələrin təsnifatı

Artıq bilirsiniz ki, üzvi maddələrin xüsusiyyətləri onların tərkibi və kimyəvi quruluşu ilə müəyyən edilir. Buna görə də, təəccüblü deyil ki, üzvi birləşmələrin təsnifatı struktur nəzəriyyəsinə - A. M. Butlerovun nəzəriyyəsinə əsaslanır. Üzvi maddələr molekullarında atomların mövcudluğuna və birləşmə qaydasına görə təsnif edilir. Üzvi maddə molekulunun ən davamlı və ən az dəyişkən hissəsi onun skeletidir - karbon atomları zənciri. Bu zəncirdə karbon atomlarının birləşmə ardıcıllığından asılı olaraq maddələr molekullarda karbon atomlarının qapalı zəncirləri olmayan asiklik və molekullarda belə zəncirlər (dövrlər) olan karbosikliklərə bölünür.

Dərsin məzmunu dərs qeydləri dəstəkləyən çərçivə dərsi təqdimatı sürətləndirmə üsulları interaktiv texnologiyalar Təcrübə edin tapşırıqlar və məşğələlər özünü sınamaq seminarları, təlimlər, keyslər, kvestlər ev tapşırığının müzakirəsi suallar tələbələrin ritorik sualları İllüstrasiyalar audio, video kliplər və multimedia fotoşəkillər, şəkillər, qrafika, cədvəllər, diaqramlar, yumor, lətifələr, zarafatlar, komikslər, məsəllər, kəlamlar, krossvordlar, sitatlar Əlavələr referatlar məqalələr maraqlı beşiklər üçün fəndlər dərsliklər əsas və əlavə terminlər lüğəti digər Dərsliklərin və dərslərin təkmilləşdirilməsidərslikdəki səhvlərin düzəldilməsi dərslikdəki fraqmentin, dərsdə yenilik elementlərinin yenilənməsi, köhnəlmiş biliklərin yeniləri ilə əvəz edilməsi Yalnız müəllimlər üçün mükəmməl dərslər il üçün təqvim planı müzakirə proqramı; İnteqrasiya edilmiş Dərslər

Siz yalnız 9-cu sinifdə bir az öyrəndiyiniz üzvi kimyanı öyrənməyə başlayırsınız. Niyə "üzvi"? Tarixə müraciət edək.

Hətta 9-10-cu əsrlərin sonlarında. Ərəb kimyaçısı Əbu Bəkr ər-Razi (865-925) ilk dəfə olaraq bütün kimyəvi maddələri mənşəyinə görə üç səltənətə: mineral, bitki və heyvan maddələrinə bölmüşdür. Bu unikal təsnifat təxminən min il davam etdi.

Ancaq 19-cu əsrin əvvəllərində. Bitki və heyvan mənşəli maddələrin kimyasını vahid bir elmdə birləşdirməyə ehtiyac var idi. Əgər canlı orqanizmlərin tərkibi haqqında heç olmasa əsas anlayışınız varsa, bu yanaşma sizə məntiqli görünəcək.

Təbiət tarixi kursundan və ilkin biologiya kurslarından bilirsiniz ki, hər hansı bir canlı hüceyrənin tərkibinə həm bitki, həm də heyvan mütləq zülallar, yağlar, karbohidratlar və ümumiyyətlə üzvi adlanan digər maddələr daxildir. İsveç kimyaçısı J. Ya Berzeliusun təklifi ilə 1808-ci ildən üzvi maddələri öyrənən elm üzvi kimya adlandırılmağa başladı.

Yer üzündə canlı orqanizmlərin kimyəvi birliyi ideyası elm adamlarını o qədər sevindirdi ki, onlar hətta gözəl, lakin yalançı doktrina - vitalizm yaratdılar, ona görə qeyri-üzvi birləşmələrdən üzvi birləşmələr əldə etmək (sintez etmək) üçün xüsusi “həyati güc” (vis vitalis) lazım idi. Alimlər hesab edirdilər ki, canlılıq yalnız canlı orqanizmlərin məcburi atributudur. Bu, canlı orqanizmlərdən kənarda - sınaq borularında və ya sənaye qurğularında qeyri-üzvi birləşmələrdən üzvi birləşmələrin sintezinin qeyri-mümkün olduğu barədə yanlış nəticəyə gətirib çıxardı.

Vitalistlər əsaslı şəkildə iddia edirdilər ki, planetimizdə ən mühüm fundamental sintez - fotosintez (Şəkil 1) yaşıl bitkilərdən kənarda mümkün deyil.

düyü. 1.
fotosintez

Sadələşdirilmiş şəkildə fotosintez prosesi tənliklə təsvir edilmişdir

Vitalistlərin fikrincə, canlı orqanizmlərdən kənar üzvi birləşmələrin hər hansı digər sintezi də mümkün deyil. Lakin kimyanın sonrakı inkişafı və yeni elmi faktların toplanması vitalistlərin dərin yanılmalarını sübut etdi.

1828-ci ildə alman kimyaçısı F.Wöhler qeyri-üzvi maddə ammonium siyanatdan üzvi birləşmə karbamid sintez etdi. Fransız alimi M. Berthelo 1854-cü ildə sınaq borusunda piy əldə etmişdir. 1861-ci ildə rus kimyaçısı A.M.Butlerov şəkərli bir maddə sintez etdi. Vitalizm uğursuz oldu.

Hal-hazırda üzvi kimya kimya elminin və istehsalının sürətlə inkişaf edən bir sahəsidir. Hal-hazırda 25 milyondan çox üzvi birləşmə var ki, onların arasında bu günə qədər canlı təbiətdə tapılmayan maddələr var. Bu maddələrin istehsalı üzvi kimyaçıların elmi işlərinin nəticələri sayəsində mümkün olmuşdur.

Bütün üzvi birləşmələri mənşəyinə görə üç növə bölmək olar: təbii, süni və sintetik.

Təbii üzvi birləşmələr- bunlar canlı orqanizmlərin (bakteriyalar, göbələklər, bitkilər, heyvanlar) tullantılarıdır. Bunlar sizə yaxşı məlum olan zülallar, yağlar, karbohidratlar, vitaminlər, hormonlar, fermentlər, təbii kauçuk və s.dir (şək. 2).

düyü. 2.
Təbii üzvi birləşmələr:
1-4 - liflərdə və parçalarda (yun 1, ipək 2, kətan 3, pambıq 4); 5-10 - qida məhsullarında (süd 5, ət 6, balıq 7, tərəvəz və yağ 8, tərəvəz və meyvələr 9, dənli bitkilər və çörək 10); 11, 12 - kimya sənayesi üçün yanacaq və xammalda (təbii qaz 11, neft 12); 13 - ağacda

Süni üzvi birləşmələr- bunlar kimyəvi cəhətdən çevrilmiş təbii maddələrin canlı təbiətdə olmayan birləşmələrə çevrilmiş məhsullarıdır. Belə ki, təbii üzvi birləşmə sellüloza əsasında süni liflər (asetat, viskoza, mis-ammiak), alışmayan plyonka və fotoplyonkalar, plastik (selüloid), tüstüsüz toz və s. istehsal olunur (şək. 3).

düyü. 3. Süni üzvi birləşmələr əsasında hazırlanmış məmulatlar və materiallar: 1.2 - süni liflər və parçalar; 3 - plastik (selüloid); 4 - fotofilm; 5 - tüstüsüz toz

Sintetik üzvi birləşmələr sintetik yolla, yəni daha sadə molekulları daha mürəkkəb molekullara birləşdirməklə əldə edilir. Bunlara, məsələn, sintetik kauçuklar, plastiklər, dərmanlar, sintetik vitaminlər, böyümə stimulyatorları, bitki mühafizə vasitələri və s. daxildir (şək. 4).

düyü. 4.
Sintetik üzvi birləşmələrdən hazırlanmış məhsullar və materiallar:
1 - plastik; 2 - dərmanlar; 3 - yuyucu vasitələr; 4 - sintetik liflər və parçalar; 5 - boyalar, emallar və yapışdırıcılar; 6 - həşəratlara qarşı mübarizə vasitələri; 7 - gübrələr; 8 - sintetik kauçuklar

Böyük müxtəlifliyə baxmayaraq, bütün üzvi birləşmələr karbon atomlarını ehtiva edir. Buna görə də üzvi kimyanı karbon birləşmələrinin kimyası adlandırmaq olar.

Karbonla yanaşı, əksər üzvi birləşmələrdə hidrogen atomları var. Bu iki element karbohidrogenlər adlanan bir sıra üzvi birləşmələr sinfini təşkil edir. Bütün digər üzvi birləşmələr sinifləri karbohidrogenlərin törəmələri hesab edilə bilər. Bu, alman kimyaçısı K.Şorlemmerə 120 ildən çox vaxt keçsə də öz mənasını itirməyən üzvi kimyanın klassik tərifini verməyə imkan verdi.

Məsələn, bir etan molekulunda C 2 H 6 bir hidrogen atomunu bir hidroksil qrupu -OH ilə əvəz edərkən, tanış etil spirti C 2 H 5 OH əmələ gəlir və metan molekulunda CH 4 bir hidrogen atomunu bir karboksil ilə əvəz edərkən. qrup -COOH, sirkə turşusu CH 3 COOH əmələ gəlir.

Niyə D.I.Mendeleyevin dövri cədvəlinin yüzdən çox elementindən karbon bütün canlıların əsası oldu? D.İ.Mendeleyevin “Kimyanın əsasları” dərsliyində yazdığı aşağıdakı sözləri oxusanız, sizə çox şey aydın olacaq: “Karbon təbiətdə həm sərbəst, həm də birləşdirici vəziyyətdə, çox müxtəlif formalarda və növlərdə olur. ... Karbon atomlarının bir-biri ilə birləşərək mürəkkəb hissəciklər vermə qabiliyyəti bütün karbon birləşmələrində özünü göstərir... Elementlərin heç birində... mürəkkəbləşmə qabiliyyəti karbonda olduğu qədər inkişaf etməmişdir... Heç bir cüt elementlər karbon və hidrogen kimi çoxlu birləşmələr verir."

Karbon atomlarının bir-biri ilə və üzvi birləşmələri təşkil edən digər elementlərin (hidrogen, oksigen, azot, kükürd, fosfor) atomları ilə kimyəvi bağları təbii amillərin təsiri altında məhv ola bilər. Buna görə də karbon təbiətdə davamlı bir dövrə keçir: atmosferdən (karbon qazı) - bitkilərə (fotosintez), bitkilərdən - heyvan orqanizmlərinə, canlıdan - cansızlara, cansızlardan - canlıya (şək. 5). ).

düyü. 5.
Təbiətdə karbon dövranı

Və yekun olaraq, üzvi birləşmələri xarakterizə edən bir sıra xüsusiyyətləri qeyd edirik.

Bütün üzvi birləşmələrin molekullarında karbon atomları, demək olar ki, hamısında hidrogen atomları olduğu üçün onların əksəriyyəti alışqandır və yanma nəticəsində dəm qazı (IV) (karbon qazı) və su əmələ gətirir.

Təxminən 500 min olan qeyri-üzvi maddələrdən fərqli olaraq, üzvi birləşmələr daha müxtəlifdir, buna görə də onların sayı indi 25 milyondan çoxdur.

Bir çox üzvi birləşmələr qeyri-üzvi maddələrdən daha mürəkkəb şəkildə qurulur və onların bir çoxunun böyük molekulyar çəkisi var, məsələn, zülallar, karbohidratlar, nuklein turşuları, yəni həyat prosesləri baş verən maddələr.

Üzvi birləşmələr, bir qayda olaraq, kovalent bağlar vasitəsilə əmələ gəlir və buna görə də molekulyar quruluşa malikdir və buna görə də aşağı ərimə və qaynama nöqtələrinə malikdir və istilik cəhətdən qeyri-sabitdir.

Yeni sözlər və anlayışlar

Vitalizm.
fotosintez.
Üzvi birləşmələr: təbii, süni və sintetik.
Üzvi kimya.
Üzvi birləşmələri xarakterizə edən xüsusiyyətlər.

Suallar və tapşırıqlar

Biologiya kursunuzdakı biliklərdən istifadə edərək, bitki və heyvan hüceyrələrinin kimyəvi tərkibini müqayisə edin. Onların tərkibində hansı üzvi birləşmələr var? Bitki və heyvan hüceyrələrinin üzvi birləşmələri necə fərqlənir?
Təbiətdəki karbon dövranını təsvir edin.
Vitalizm doktrinasının niyə yarandığını və necə uğursuz olduğunu izah edin.
Üzvi birləşmələrin hansı növlərini (mənşəyinə görə) bilirsiniz? Nümunələr verin və onların tətbiq sahələrini göstərin.
880 ton karbon qazından fotosintez nəticəsində əmələ gələn oksigenin həcmini (no.) və qlükozanın kütləsini hesablayın.
Havada oksigenin həcm payı 21% olarsa, 480 kq CH4 metan yandırmaq üçün lazım olan havanın həcmini (no) hesablayın.

Çoxlu üzvi birləşmələr var, lakin onların arasında ümumi və oxşar xüsusiyyətlərə malik birləşmələr var. Buna görə də onların hamısı ümumi xüsusiyyətlərə görə təsnif edilir və ayrı-ayrı siniflərə və qruplara birləşdirilir. Təsnifat karbohidrogenlərə əsaslanır – yalnız karbon və hidrogen atomlarından ibarət olan birləşmələr. Digər üzvi maddələrə aiddir "Üzvi birləşmələrin digər sinifləri".

Karbohidrogenlər iki böyük sinfə bölünür: asiklik və siklik birləşmələr.

Asiklik birləşmələr (yağlı və ya alifatik) – molekullarında tək və ya çoxlu bağlarla açıq (halqada qapalı olmayan) düz və ya budaqlanmış karbon zənciri olan birləşmələr. Asiklik birləşmələr iki əsas qrupa bölünür:

doymuş (doymuş) karbohidrogenlər (alkanlar), bütün karbon atomlarının bir-birinə yalnız sadə bağlarla bağlandığı;

doymamış (doymamış) karbohidrogenlər, karbon atomları arasında tək sadə bağlarla yanaşı, ikiqat və üçlü bağlar da mövcuddur.

Doymamış (doymamış) karbohidrogenlər üç qrupa bölünür: alkenlər, alkinlər və alkadienlər.

Alkenlər(olefinlər, etilen karbohidrogenləri) – Karbon atomları arasında bir qoşa bağ olan asiklik doymamış karbohidrogenlər ümumi formul CnH2n olan homoloji sıra əmələ gətirir. Alkenlərin adları müvafiq alkanların adlarından “-ane” şəkilçisi “-ene” şəkilçisi ilə əvəz olunur. Məsələn, propen, buten, izobutilen və ya metilpropen.

Alkinlər(asetilen karbohidrogenləri) – Karbon atomları arasında üçlü bağ olan karbohidrogenlər ümumi formul CnH2n-2 ilə homoloji sıra əmələ gətirir. Alkenlərin adları müvafiq alkanların adlarından “-an” şəkilçisini “-in” şəkilçisi ilə əvəz etməklə əmələ gəlir. Məsələn, etin (asitelen), butin, peptin.

Alkadienlər – iki karbon-karbon qoşa bağı olan üzvi birləşmələr. Qoşa bağların bir-birinə nisbətən necə yerləşdirilməsindən asılı olaraq, dienlər üç qrupa bölünür: birləşmiş dienlər, allenlər və təcrid olunmuş qoşa bağları olan dienlər. Tipik olaraq, dienlərə C n H 2n-2 və C n H 2n-4 ümumi düsturları ilə əmələ gələn asiklik və siklik 1,3-dienlər daxildir. Asiklik dienlər alkinlərin struktur izomerləridir.

Tsiklik birləşmələr, öz növbəsində, iki böyük qrupa bölünür:

karbosiklik birləşmələr – dövrləri yalnız karbon atomlarından ibarət olan birləşmələr; Karbosiklik birləşmələr alisikliklərə bölünür – doymuş (sikloparafinlər) və aromatik;
heterosiklik birləşmələr – dövrləri təkcə karbon atomlarından deyil, digər elementlərin atomlarından da ibarət olan birləşmələr: azot, oksigen, kükürd və s.

Həm asiklik, həm də siklik birləşmələrin molekullarında Hidrogen atomları digər atomlar və ya atom qrupları ilə əvəz edilə bilər, beləliklə, funksional qruplar daxil etməklə, karbohidrogen törəmələri əldə edilə bilər. Bu xüsusiyyət müxtəlif üzvi birləşmələrin alınması imkanlarını daha da genişləndirir və onların müxtəlifliyini izah edir.

Üzvi birləşmələrin molekullarında müəyyən qrupların olması onların xassələrinin ümumiliyini müəyyən edir. Bu, karbohidrogen törəmələrinin təsnifatı üçün əsasdır.

"Digər üzvi birləşmələr sinfi"nə aşağıdakılar daxildir:

Spirtli içkilər bir və ya bir neçə hidrogen atomunu hidroksil qrupları ilə əvəz etməklə əldə edilir – OH. Ümumi düsturu R olan birləşmədir – (OH)x, burada x – hidroksil qruplarının sayı.

Aldehidlər həmişə karbohidrogen zəncirinin sonunda olan aldehid qrupu (C=O) ehtiva edir.

Karboksilik turşular bir və ya bir neçə karboksil qrupu ehtiva edir – COOH.

Efirlər – formal olaraq hidroksidlərin hidrogen atomlarını əvəz etmə məhsulları olan oksigen tərkibli turşuların törəmələri – karbohidrogen qalığı üzərində OH turşu funksiyası; spirtlərin asil törəmələri kimi də qəbul edilir.

Yağlar (triqliseridlər) – təbii üzvi birləşmələr, qliserin və monokomponent yağ turşularının tam efirləri; lipidlər sinfinə aiddir. Təbii yağlar şaxələnməmiş quruluşa malik üç turşu radikalından və adətən cüt sayda karbon atomundan ibarətdir.

Karbohidratlar – bir neçə karbon atomunun düz zəncirini, bir karboksil qrupunu və bir neçə hidroksil qrupunu ehtiva edən üzvi maddələr.

Aminlər bir amin qrupu ehtiva edir – NH 2

Amin turşuları– molekulunda eyni vaxtda karboksil və amin qrupları olan üzvi birləşmələr.

dələlər – peptid bağı ilə zəncirdə bağlanmış alfa amin turşularından ibarət yüksək molekullu üzvi maddələr.

Nuklein turşuları – yüksək molekulyar ağırlıqlı üzvi birləşmələr, nukleotid qalıqlarından əmələ gələn biopolimerlər.

Hələ suallarınız var? Üzvi birləşmələrin təsnifatı haqqında daha çox bilmək istəyirsiniz?
Repetitordan kömək almaq üçün qeydiyyatdan keçin.
İlk dərs ödənişsizdir!

vebsayt, materialı tam və ya qismən köçürərkən mənbəyə keçid tələb olunur.