Органическая химия. 
Химия

СТРОЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Изучив материал данной главы, вы будете: знать

• • общие свойства органических веществ;
• • строение молекул и изомерию органических соединений;
• • свойства углерода как главного элемента в органических соединениях;
• • классификацию и номенклатуру органических соединений; уметь
• • составлять структурные формулы веществ по названиям;
• • составлять формулы изомеров;
• • определять принадлежность вещества к конкретному классу соединений.

Предмет органической химии

Начнем с того, что выясним, как возникло понятие «органические соединения». В окружающем нас мире ярко выражено различие между материалами живой и неживой природы. Земля состоит из твердых плотных минералов и продуктов их разрушения — песка, глины и других осадочных пород. Они, как правило, выдерживают нагревание значительно выше 100 °C. Кроме того, к неживой природе относятся вода и воздух. Для живой природы характерны мягкие эластичные ткани растений и животных; в них много воды — 90% и более. Сухой остаток после удаления воды состоит главным образом из веществ, не выдерживающих сильного нагревания, способных обугливаться и гореть на воздухе (кроме небольшой примеси солей в мягких тканях и большой доли фосфатов кальция и других металлов в костях). В составе всех этих веществ, названных органическими, имеется углерод.

Таким образом, при наличии многих общих, но все же очень разнообразных свойств соединения живой природы объединяет наличие в их составе химического элемента углерода. К середине XIX в. было получено так много индивидуальных органических соединений, что стало необходимым выделить их изучение в отдельную науку — органическую химию.

Первые определения понятий «органическая химия» и «органические соединения» были предложены немецкими химиками Ф. Кекуле (F. Л. Kekule, 1851 г.) и К. Шорлеммером (С. Schorlemmer, 1889 г.).

• • Органическая химия — это химия соединений углерода.
• • Органическая химия — это химия углеводородов и их производных.

Недостаток первого определения в том, что оно ничего не говорит о наличии свойств, принципиально отличающих органические соединения от неорганических. Кроме того, углерод образует и такие соединения (например, карбонаты), которые по свойствам не выделяются среди соединений других элементов и считаются неорганическими. Второе определение исходит из огромного значения для органической химии класса углеводородов. Формально, каждое органическое соединение можно произвести от углеводорода заменой атомов водорода на другие атомы. На этом основаны систематические названия органических соединений. Фактически, многоэлементные органические соединения часто не имеют прямого отношения к углеводородам. Например, все органические вещества в живых организмах получаются в результате превращений глюкозы, образующейся в процессе фотосинтеза.

Наиболее характерные структурные особенности и свойства органических соединений связаны с наличием в них связей С—С и С—Н. Поэтому можно дать следующее определение органических соединений, близкое к формулировке А. Кекуле, но дополненное условием об обязательном наличии указанных химических связей.

Органические соединения — это соединения, в молекулах которых имеются связи между атомами углерода и связи между атомами углерода и любыми другими атомами, а также соединения, молекулы которых образованы только атомами углерода и водорода и содержат связи углерод — водород.

Исходя из этого определения рассмотрим три соединения углерода: карбид кальция СаС₂, хлороформ СНС1₃ и сероуглерод CS₂. В первом соединении имеется связь между атомами углерода С=С, во втором — связь С—Н; эти соединения относятся к органическим. В сероуглероде есть только связи углерода с серой, и это неорганическое соединение. Изучая представленный далее материал, мы увидим, что молекулы большинства органических соединений содержат одновременно связи углерод — углерод и углерод — водород; кроме того, могут присутствовать и связи углерода с другими химическими элементами.

Органическая химия — это раздел химии, изучающий органические соединения.

Органические соединения составляют громадную долю всех известных науке химических соединений; их синтезируют из простых веществ и неорганических соединений, выделяют в индивидуальном состоянии из биологического материала; одни органические соединения превращают в другие методами органического синтеза.

Известно огромное количество органических соединений, не имеющих никакого отношения к живой природе. Поэтому одним из важных направлений органической химии стала биоорганическая химия, изучающая природные органические соединения и в некоторой степени отвечающая первоначальным представлениям о задачах органической химии.

Вопросы и задания

• 1. Какие химические соединения называют органическими?
• 2. Каковы наиболее очевидные различия между органическими и неорганическими соединениями?
• 3. Какие из следующих соединений: СН₄, СС1₄, СН₃ОН — являются органическими?