09011653010
شیمی آلی زیرمجموعه ای از علم شیمی است که شیمی ترکیبات کربنی است. تا حدود سال 1850، بسیاری از شیمیدانان معتقد بودند که منبع ترکیبات آلی باید موجودات زنده باشند، و بنابراین هرگز نمی توان آنها را از مواد معدنی سنتز کرد. اما امروزه می توان مواد آلی را از طریق روش های صنعتی و آزمایشگاهی و به کمک مواد معدنی سنتز کرد. مواد به دست آمده از منابع آلی یک ویژگی مشترک دارند و آن این است که حاوی عنصر کربن هستند. دو منبع اصلی مواد آلی که از آنها می توان ترکیبات ساده ای به دست آورد، نفت و زغال سنگ است که هر دو توسط حیوانات و گیاهان تجزیه می شوند. از این منابع برای تهیه ترکیبات بزرگتر و پیچیده تر استفاده می شود.
شیمی آلی مطالعه ساختار، خواص، ترکیب، واکنش ها و تهیه ترکیبات حاوی کربن است. این مواد نه تنها هیدروکربن ها بلکه ترکیبات دیگری مانند نیتروژن، هالوژن، فسفر، سیلیکون و گوگرد را نیز شامل می شوند.
تفاوت عمده بین ترکیبات معدنی و آلی چیست؟
ماده آلی در سراسر اکوسیستم های زمین وجود دارد و از طریق چرخه ای از فرآیندهای تخریب توسط میکروب های خاک تولید می شود که برای دسترسی به مواد مغذی بسیار مهم هستند. این ترکیبات پس از تخریب و فرسایش می توانند از طریق جریان آب وارد خاک شوند. مواد آلی غذای موجودات زنده را فراهم می کند و به عنوان یک بافر در محلول آبی برای حفظ pH خنثی در محیط عمل می کند. تحقیقات نشان داده است که ترکیبات آلی ممکن است یک بافر موثر برای خنثی کردن باران اسیدی باشند.
ماده معدنی یک ترکیب شیمیایی است که پیوند کربن هیدروژنی ندارد. برخی از ترکیبات ساده که حاوی کربن هستند اغلب غیر آلی در نظر گرفته می شوند. به عنوان مثال می توان به مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، کربنات ها، کاربیدها، سیانیدها، سیانات ها و تیوسیانات ها اشاره کرد.
خواص عمومی ترکیبات آلی:
ترکیبات آلی اساس حیات روی زمین هستند و بیشتر مواد شیمیایی در این دسته قرار می گیرند. خواص فیزیکی این مواد شامل خواص کمی و کیفی متنوعی است. خواص کمی شامل نقطه ذوب، نقطه جوش و ضریب شکست و خواص کیفی شامل بو، غلظت، حلالیت و رنگ است.
طبقه بندی ترکیبات در شیمی آلی:
گروه های عملکردی: گروه های خاصی از مولکول ها هستند که خواص یک مولکول را تغییر می دهند. آنها باعث می شوند که مولکول ها در واکنش های شیمیایی خاص شرکت کنند. برای مثال آلدئیدها در واکنش های ردوکس شرکت می کنند. این ترکیبات اثرات زیادی بر خواص فیزیکی و شیمیایی دارند. بیشتر آنها دارای هترواتم هایی از جمله الکل، استرها، اسیدهای کربوکسیلیک، آمین ها، آلدئیدها، کتون ها و غیره هستند. به دلیل خواص الکترونگاتیوی خود، مولکول را اسیدی یا قلیایی تر می کنند.
ترکیبات آلیفاتیک: ترکیبات آلیفاتیک به سه گروه آلکان ها، آلکن ها و آلکین ها تقسیم می شوند. آلکان ها یک پیوند منحصر به فرد و اشباع دارند. در آلکن ها پیوند کربن دو کربن و در آلکین ها پیوند سه گانه است. آنها همچنین می توانند در چرخه ها (اشباع و غیر اشباع) یافت شوند. کوچکترین حلقه سیکلوآلکان سیکلوپروپان است.
ترکیبات معطر: در شیمی به ترکیباتی که ساختار حلقه ای دارند و مسطح هستند، خاصیت معطر می دهند. این ترکیبات بسیار پایدار بوده و معمولا معطر هستند. یک مثال آشنا ترکیب معطر بنزن است.
ترکیبات هتروسیکلیک: ترکیبات آلی حلقویی هستند که در آنها اتم های حلقه ساز از دو یا چند اتم مختلف مانند پیریدین، تتراهیدروفوران و ایزوتیازولینون تشکیل شده اند. هترواتم های موجود در این حلقه ها معمولاً اکسیژن، نیتروژن و گوگرد هستند. ترکیبات هتروسیکلیک به طور گسترده در سنتز ترکیبات آلی مانند حلال ها و معرف ها استفاده می شود.
پلیمرها: یکی از مهمترین خواص کربن این است که می تواند به تعداد زیاد به یکدیگر متصل شود و یک زنجیره کربنی طولانی تشکیل دهد. فرآیند پیوند کربن ها به یکدیگر را پلیمریزاسیون و زنجیره یا شبکه تشکیل شده را پلیمر می نامند. به هر یک از واحدهای کربنی که در تشکیل زنجیره های کربنی نقش دارند، مونومر نیز گفته می شود. دو گروه مهم از پلیمرها، مصنوعی و بیولوژیکی هستند. از پلیمرهای مصنوعی می توان به پلاستیک هایی اشاره کرد که روزانه از آنها استفاده می کنیم. پلیمرهای طبیعی که در بدن خود داریم مانند پروتئین ها، اسیدهای آمینه و غیره.
زیست مولکول ها: گروه دیگری از ترکیبات آلی بیومولکول ها هستند. این مولکول ها که بیوپلیمر هستند شامل پپتیدها، DNA، RNA، پلی ساکاریدها و سلولز می باشند. آنها را می توان به طور کلی به اسیدهای آمینه، هیدروکربن ها، اسیدهای نوکلئیک و لیپیدها دسته بندی کرد.
واکنش های شیمی آلی:
واکنش های شیمی آلی واکنش های شیمیایی هستند که در آن از ترکیبات آلی به عنوان واکنش دهنده استفاده می شود. در بسیاری از این واکنش ها، این گروه های عاملی هستند که در واکنش شرکت می کنند. تئوری کلی این واکنش ها شامل تجزیه و تحلیل دقیق خواصی مانند میل ترکیبی الکترون در اتم ها، استحکام پیوند و بازداری فضایی است. به طور کلی، این ترکیبات می توانند انواع واکنش های جایگزینی هسته دوست، الکتروفیل، اکسیداسیون، احیا و غیره را انجام دهند.
نقش شیمی آلی در زندگی مدرن چیست؟
لباس هایی که هر روز می پوشید از الیاف طبیعی مانند سلولز و الیاف مصنوعی مانند نایلون ساخته شده است. غذاهایی که می خورید همگی حاوی ترکیبات آلی مانند پروتئین و هیدروکربن هستند. هنگامی که بیمار می شوید و برای درمان آن نیاز به دارو دارید، همه این داروها از ترکیبات آلی استفاده می کنند. بسیاری از این مثال ها را می توان برای درک اهمیت شیمی آلی و کاربرد آن در زندگی بیان کرد.
امروزه این علم در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارد. در این مقاله سعی کردیم به بررسی انواع ترکیبات آلی بپردازیم و به اهمیت این ترکیبات در زندگی روزمره اشاره کنیم.
