Органическая химия
— химия соединений углерода, за исключением его простых соединений (углекислого и угарного газов, угольной кислоты и ее солей). Углерод
— уникальный элемент, способный образовать множество органических и неорганических веществ.
Органических соединений известно более 100 миллионов, что включает от 16 до 40 миллионов изученных веществ (по данным CAS), а также более 70 миллионов белковых структур. Разнообразие веществ поддерживается за счет "органического синтеза"
— химические реакции, направленные на получение веществ в лабораторных или промышленных условиях.
Электронное строение углерода
Углерод
— элемент IV группы главной подгруппы Периодической системы. В его электронной оболочке 6 электронов, из которых валентными электронами являются 4 электрона (Е.0.1):
За счет четырех валентных электронов у
углерода в органических соединениях
постоянная валентность равная IV. Углерод образует четыре ковалентные связи. Например, простейший представитель алканов - метан - состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода (0.2):
Второй представитель класса алканов
— этан
— состоит из двух атомов углерода и шести атомов водорода (0.3):
Запись молекул органических веществ
Главная особенность углерода и
первая причина многообразия органических соединений заключается в образовании цепочечных структур, т.е. атомы углерода могут почти до бесконечности соединяться друг с другом в составе молекул (0.4):
При чем связи между атомами углерода не обязательно могут быть одинарными:
| Виды связей |
Структурный фрагмент |
Длина связи, Å |
Энергия связи, кДж/моль |
| Одинарная |
С–С |
1,54 |
348 |
| Двойная |
С=С |
1,34 |
612 |
| Тройная |
С≡С |
1,20 |
838 |
Несколько утверждений, которые подтверждаются данными таблицы:
1) чем больше связей между атомами углерода, тем прочнее связь;
2) чем меньше связей между атомами углерода, тем длиннее связь.
Примеры соединений с двойными и тройными связями (0.5):
Вторая причина многообразия органических соединений заключается в существовании линейных и разветвленных органических молекул (0.6):
