유기 화합물. 유기 화합물의 종류. 유기물질의 놀라운 세계 원산지에 따른 유기화합물 분류

많은 유기화합물이 있지만 그 중에는 공통적이고 유사한 성질을 지닌 화합물도 있습니다. 따라서 이들은 모두 공통된 특성에 따라 분류되고 별도의 클래스와 그룹으로 결합됩니다. 분류는 탄화수소를 기준으로 합니다. – 탄소와 수소 원자로만 이루어진 화합물. 기타 유기 물질은 다음에 속합니다. "다른 종류의 유기 화합물".

탄화수소는 크게 두 가지 종류로 나뉩니다. 비고리형 및 고리형 화합물.

비고리형 화합물(지방 또는 지방족) – 분자가 단일 또는 다중 결합을 갖는 열린(고리로 닫혀 있지 않음) 직선 또는 분지형 탄소 사슬을 포함하는 화합물입니다. 비고리형 화합물은 두 가지 주요 그룹으로 나뉩니다.

포화 (포화) 탄화수소 (알칸),모든 탄소 원자는 단순 결합으로만 서로 연결되어 있습니다.

불포화 (불포화) 탄화수소,탄소 원자 사이에는 단일 단순 결합 외에도 이중 및 삼중 결합이 있습니다.

불포화(불포화) 탄화수소는 알켄, 알킨, 알카디엔의 세 그룹으로 나뉩니다.

알켄(올레핀, 에틸렌 탄화수소) – 탄소 원자 사이에 하나의 이중 결합을 포함하는 비고리형 불포화 탄화수소는 일반식 CnH2n과 동종 계열을 형성합니다. 알켄의 이름은 해당 알칸의 이름에서 접미사 "-ane"을 접미사 "-ene"으로 바꿔서 구성됩니다. 예를 들어, 프로펜, 부텐, 이소부틸렌 또는 메틸프로펜.

알킨(아세틸렌 탄화수소) – 탄소 원자 사이에 삼중 결합을 포함하는 탄화수소는 일반식 CnH2n-2와 동족 계열을 형성합니다. 알켄의 이름은 해당 알칸의 이름에서 접미사 "-an"을 접미사 "-in"으로 바꿔서 구성됩니다. 예를 들어, 에틴(아시텔렌), 부틴, 펩틴.

알카디엔 – 두 개의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 유기 화합물. 이중 결합이 서로 상대적으로 위치하는 방식에 따라 디엔은 공액 디엔, 알렌 및 고립된 이중 결합을 갖는 디엔의 세 그룹으로 나뉩니다. 전형적으로, 디엔에는 일반식 CnH2n-2및 CnH2n-4로 형성되는 비고리형 및 고리형 1,3-디엔이 포함됩니다. 비환식 디엔은 알킨의 구조 이성질체입니다.

순환 화합물은 차례로 두 개의 큰 그룹으로 나뉩니다.

탄소환식 화합물 – 주기가 탄소 원자로만 구성된 화합물; 탄소환식 화합물은 지환식으로 구분됩니다. – 포화(사이클로파라핀) 및 방향족;
헤테로고리 화합물 – 사이클이 탄소 원자뿐만 아니라 질소, 산소, 황 등 다른 원소의 원자로 구성된 화합물.

비고리형 및 고리형 화합물의 분자수소 원자는 다른 원자나 원자단으로 대체될 수 있으므로 작용기를 도입함으로써 탄화수소 유도체를 얻을 수 있다. 이 속성은 다양한 유기 화합물을 얻을 수 있는 가능성을 더욱 확장하고 그 다양성을 설명합니다.

유기 화합물 분자에 특정 그룹이 존재하면 해당 특성의 공통성이 결정됩니다. 이것이 탄화수소 유도체 분류의 기초입니다.

"기타 종류의 유기 화합물"에는 다음이 포함됩니다.

알코올하나 이상의 수소 원자를 수산기로 대체하여 얻습니다. – 오. 일반식 R을 갖는 화합물이다. – (OH)x, 여기서 x – 수산기 수.

알데하이드항상 탄화수소 사슬의 끝에 위치하는 알데히드기(C=O)를 함유합니다.

카르복실산하나 이상의 카르복실기를 함유 – 쿠오.

에스테르 – 공식적으로 수산화물의 수소 원자 치환 생성물인 산소 함유 산의 유도체 – 탄화수소 잔류물에 대한 OH 산성 기능; 또한 알코올의 아실 유도체로 간주됩니다.

지방(트리글리세리드) – 천연 유기 화합물, 글리세롤 및 단일 성분 지방산의 전체 에스테르; 지질류에 속합니다. 천연 지방에는 가지가 없는 구조를 가진 3개의 산 라디칼과 일반적으로 짝수의 탄소 원자가 포함되어 있습니다.

탄수화물 – 여러 탄소 원자, 카르복실기 및 여러 수산기로 구성된 직쇄를 포함하는 유기 물질.

아민아미노기를 함유하고 있다 – NH 2

아미노산– 분자에 카르복실기와 아민기가 동시에 포함되어 있는 유기 화합물.

다람쥐 – 알파 아미노산이 펩타이드 결합으로 사슬로 연결된 고분자 유기물질.

핵산 – 고분자량 유기 화합물, 뉴클레오티드 잔기로 형성된 생체 고분자.

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>> 화학: 유기화합물의 분류

유기 물질의 특성은 구성과 화학 구조에 따라 결정된다는 것을 이미 알고 있습니다. 따라서 유기 화합물의 분류가 구조 이론, 즉 A. M. Butlerov의 이론을 기반으로한다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 유기물질은 분자 내 원자의 연결 유무와 순서에 따라 분류됩니다. 유기 물질 분자의 가장 내구성이 있고 변화가 가장 적은 부분은 탄소 원자 사슬인 골격입니다. 이 사슬의 탄소 원자 연결 순서에 따라 물질은 분자에 닫힌 탄소 원자 사슬을 포함하지 않는 비환 식과 분자에 이러한 사슬 (고리)을 포함하는 탄소 고리로 구분됩니다.

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유기물질의 분류

탄소 사슬 구조의 유형에 따라 유기 물질은 다음과 같이 나뉩니다.

비순환 및 순환.
한계(포화) 및 불포화(불포화).
탄소환식 및 복소환식.
지환족 및 방향족.

비고리형 화합물은 분자 내에 순환이 없고 모든 탄소 원자가 직선형 또는 분지형 열린 사슬로 서로 연결되어 있는 유기 화합물입니다.

차례로, 비환 식 화합물 중에서 탄소 골격에 단일 탄소-탄소 (C-C) 결합 만 포함하는 포화 (또는 포화) 화합물과 다중-이중 (C=C) 또는 삼중 (C=C) 결합을 포함하는 불포화 (또는 불포화)가 구별됩니다 ( C= C) 연결.

고리형 화합물은 3개 이상의 결합 원자가 고리를 형성하는 화합물입니다.

고리를 형성하는 원자에 따라 탄소환식 화합물과 복소환식 화합물이 구별됩니다.

탄소환식 화합물(또는 이소환식)은 고리에 탄소 원자만 포함합니다. 이들 화합물은 차례로 지환족 화합물(지방족 고리형)과 방향족 화합물로 구분됩니다.

헤테로사이클릭 화합물은 탄화수소 고리에 하나 이상의 헤테로원자를 포함하며, 가장 흔히 산소, 질소 또는 황 원자를 포함합니다.

가장 단순한 종류의 유기 물질은 탄화수소입니다. 즉, 탄소와 수소 원자로만 구성된 화합물입니다. 공식적으로 기능 그룹이 없습니다.

탄화수소에는 작용기가 없기 때문에 탄소골격의 종류에 따라서만 분류할 수 있습니다. 탄화수소는 탄소 골격의 유형에 따라 하위 클래스로 나뉩니다.

1) 포화 비환식 탄화수소를 알칸이라고 합니다. 알칸의 일반 분자식은 C n H 2n+2로 표시됩니다. 여기서 n은 탄화수소 분자의 탄소 원자 수입니다. 이 화합물에는 클래스 간 이성질체가 없습니다.

2) 비고리형 불포화 탄화수소는 다음과 같이 분류됩니다.

a) 알켄 - 하나의 배수, 즉 하나의 이중 C=C 결합만 포함하며, 알켄의 일반식은 C n H 2n입니다.

b) 알킨 - 알킨 분자는 또한 하나의 다중 결합, 즉 삼중 C=C 결합만을 포함합니다. 알킨의 일반 분자식은 C n H 2n-2입니다.

c) 알카디엔 – 알카디엔 분자에는 두 개의 이중 C=C 결합이 포함되어 있습니다. 알카디엔의 일반 분자식은 C n H 2n-2입니다.

3) 고리형 포화 탄화수소는 사이클로알칸이라고 불리며 일반 분자식 C n H 2n을 갖습니다.

유기 화학에서 나머지 유기 물질은 탄화수소 분자에 다른 화학 원소를 포함하는 소위 관능기를 도입하여 형성된 탄화수소의 파생물로 간주됩니다.

따라서 하나의 관능기를 갖는 화합물의 공식은 R-X로 쓸 수 있으며, 여기서 R은 탄화수소 라디칼이고 X는 관능기입니다. 탄화수소 라디칼은 하나 이상의 수소 원자가 없는 탄화수소 분자의 단편입니다.

특정 기능 그룹의 존재에 따라 화합물은 클래스로 구분됩니다. 주요 기능 그룹과 이들이 속한 화합물의 종류가 표에 나와 있습니다.

따라서, 다양한 관능기와 탄소 골격 유형의 다양한 조합은 다양한 유기 화합물 변형을 제공합니다.

할로겐화 탄화수소

탄화수소의 할로겐 유도체는 모 탄화수소 분자의 하나 이상의 수소 원자를 각각 하나 이상의 할로겐 원자로 대체하여 얻은 화합물입니다.

일부 탄화수소에 다음 공식을 적용해 보겠습니다. C n H m, 분자를 교체할 때 엑스 당 수소 원자 엑스 할로겐 원자, 할로겐 유도체의 공식은 다음과 같습니다. C n H m- X Hal X. 따라서 알칸의 모노클로르 유도체는 다음 공식을 갖습니다. C n H 2n+1 Cl, 디클로로 유도체 CnH2nCl2등.

알코올 및 페놀

알코올은 하나 이상의 수소 원자가 수산기 -OH로 대체된 탄화수소 유도체입니다. 수산기가 하나인 알코올을 알코올이라고 합니다. 단원자, 와둘 - 이원자, 3개로 삼원자등. 예를 들어:

2개 이상의 수산기를 갖는 알코올이라고도 합니다. 다가 알코올.포화 1가 알코올의 일반식은 CnH 2n+1OH 또는 CnH 2n+2O입니다. 포화 다가 알코올의 일반식은 CnH 2n+2Ox이며, 여기서 x는 알코올의 원자성을 나타냅니다.

알코올도 방향족일 수 있습니다. 예를 들어:

벤질 알코올

이러한 1가 방향족 알코올의 일반식은 C n H 2n-6 O입니다.

그러나 방향족 고리에 있는 하나 이상의 수소 원자가 수산기로 대체된 방향족 탄화수소의 유도체라는 점을 명확히 이해해야 합니다. 적용하지 않는다알코올에. 그들은 수업에 속해 페놀 . 예를 들어, 다음 주어진 화합물은 알코올입니다.

그리고 이것은 페놀을 나타냅니다.

페놀이 알코올로 분류되지 않는 이유는 알코올과 크게 구별되는 특정 화학적 특성에 있습니다. 쉽게 알 수 있듯이, 1가 페놀은 1가 방향족 알코올과 이성질체입니다. 또한 일반 분자식 C n H 2n-6 O를 갖습니다.

아민

아미나미 1개, 2개 또는 3개의 수소 원자가 모두 탄화수소 라디칼로 대체된 암모니아 유도체라고 합니다.

단 하나의 수소 원자가 탄화수소 라디칼로 대체된 아민, 즉 일반식 R-NH 2를 갖는 것이 호출됩니다. 1차 아민.

두 개의 수소 원자가 탄화수소 라디칼로 대체된 아민을 아민이라고 합니다. 2차 아민. 2차 아민의 공식은 R-NH-R'로 쓸 수 있습니다. 이 경우 라디칼 R과 R'은 동일하거나 다를 수 있습니다. 예를 들어:

아민의 질소 원자에 수소 원자가 부족한 경우, 즉 암모니아 분자의 세 개의 수소 원자는 모두 탄화수소 라디칼로 대체되며 이러한 아민을 호출합니다. 3차 아민. 일반적으로 3차 아민의 공식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

이 경우 라디칼 R, R', R''은 완전히 동일할 수도 있고 세 가지 모두 다를 수도 있습니다.

1차, 2차 및 3차 포화 아민의 일반 분자식은 C n H 2 n +3 N입니다.

단 하나의 불포화 치환기를 갖는 방향족 아민은 일반식 C n H 2 n -5 N을 갖습니다.

알데히드와 케톤

알데하이드두 개의 수소 원자가 1차 탄소 원자에서 하나의 산소 원자로 대체된 탄화수소의 유도체입니다. 알데히드 그룹 –CH=O가 있는 구조의 탄화수소 유도체. 알데히드의 일반식은 R-CH=O로 쓸 수 있습니다. 예를 들어:

케톤 2차 탄소 원자에서 두 개의 수소 원자가 산소 원자로 대체된 탄화수소의 유도체입니다. 구조에 카르보닐기 –C(O)-가 포함된 화합물.

케톤의 일반식은 R-C(O)-R'로 쓸 수 있습니다. 이 경우 라디칼 R, R'은 동일하거나 다를 수 있습니다.

예를 들어:


프로판 그		부탄 그

보시다시피 알데히드와 케톤은 구조가 매우 유사하지만 화학적 특성이 크게 다르기 때문에 여전히 클래스로 구분됩니다.

포화 케톤과 알데히드의 일반 분자식은 동일하며 CnH2nO 형태를 갖습니다.

카르복실산

카르복실산카르복실기 –COOH를 포함하는 탄화수소의 유도체입니다.

산에 두 개의 카르복실기가 있는 경우 이를 산이라고 합니다. 디카르복실산.

포화 모노카르복실산(하나의 -COOH 그룹 포함)은 C n H 2 n O 2 형태의 일반 분자식을 갖습니다.

방향족 모노카르복실산은 일반식 C n H 2 n -8 O 2 를 갖습니다.

에테르

에테르 -두 개의 탄화수소 라디칼이 산소 원자를 통해 간접적으로 연결된 유기 화합물, 즉 R-O-R' 형태의 공식을 갖는다. 이 경우 라디칼 R과 R'은 동일하거나 다를 수 있습니다.

예를 들어:

포화 에테르의 일반식은 포화 1가 알코올의 일반식과 동일합니다. CnH2n+1OH 또는 CnH2n+2O.

에스테르

에스테르는 수산기의 수소 원자가 탄화수소 라디칼 R로 대체된 유기 카르복실산을 기반으로 하는 화합물의 한 종류입니다. 일반적으로 에스테르의 공식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

예를 들어:

니트로 화합물

니트로 화합물– 하나 이상의 수소 원자가 니트로 그룹 –NO 2로 대체된 탄화수소 유도체.

하나의 니트로 그룹을 갖는 포화 니트로 화합물은 일반 분자식 C n H 2 n +1 NO 2를 갖습니다.

아미노산

구조에 아미노 NH 2와 카르복실 - COOH라는 두 가지 작용기를 동시에 갖는 화합물. 예를 들어,

NH2-CH2-COOH

하나의 카르복실기와 하나의 아미노기를 가진 나트륨 아미노산은 상응하는 포화 니트로 화합물과 이성질체입니다. 일반 분자식 C n H 2 n +1 NO 2를 갖는 것과 같습니다.

유기 물질 분류에 대한 USE 작업에서는 탄소 골격의 구조적 특징과 특정 기능 그룹의 존재를 알고, 서로 다른 유형의 화합물의 동종 계열의 일반 분자식을 작성할 수 있는 것이 중요합니다. 다양한 종류의 유기 화합물의 일반 분자식을 결정하는 방법을 배우려면 이 주제에 관한 자료가 유용할 것입니다.

유기 화합물의 명명법

화합물의 구조적 특징과 화학적 특성은 명명법에 반영됩니다. 주요 유형의 명명법이 고려됩니다. 체계적인그리고 하찮은.

체계적인 명명법은 실제로 특정 이름이 유기 물질 분자의 구조적 특징 또는 대략적으로 말하면 구조식에 따라 작성되는 알고리즘을 규정합니다.

체계적인 명명법에 따라 유기 화합물의 이름을 작성하는 규칙을 고려해 보겠습니다.

체계적인 명명법에 따라 유기물의 명칭을 정리할 때 가장 중요한 것은 가장 긴 탄소 사슬의 탄소 원자 수를 정확하게 결정하거나 순환의 탄소 원자 수를 세는 것입니다.

주 탄소 사슬의 탄소 원자 수에 따라 화합물 이름의 어근이 달라집니다.

주 탄소 사슬의 C 원자 수	루트 이름


	소품-

	갇힌-
	마녀-
	헵-


	12월(c)~

이름을 구성할 때 고려해야 할 두 번째 중요한 구성 요소는 다중 결합 또는 기능 그룹의 유무이며 위 표에 나열되어 있습니다.

구조식을 갖는 물질에 이름을 붙여 보겠습니다.

1. 이 분자의 주(유일한) 탄소 사슬에는 4개의 탄소 원자가 포함되어 있으므로 이름에는 어근이 포함됩니다.

2. 탄소 골격에는 다중 결합이 없으므로 단어의 어근 뒤에 사용해야 하는 접미사는 해당 포화 비고리 탄화수소(알칸)와 마찬가지로 -an입니다.

3. 더 높은 기능 그룹이 없는 경우 기능 그룹 –OH의 존재는 단락 2의 어근과 접미사 뒤에 추가됩니다. 또 다른 접미사 - "ol";

4. 다중 결합이나 작용기를 포함하는 분자에서 주 사슬의 탄소 원자 번호는 가장 가까운 분자 쪽부터 시작됩니다.

또 다른 예를 살펴보겠습니다.

주 탄소 사슬에 4개의 탄소 원자가 존재한다는 것은 이름의 기본이 어근 "but-"임을 말하며, 다중 결합이 없다는 것은 어근 바로 뒤에 오는 접미사 "-an"을 나타냅니다. 이 화합물의 상위 그룹은 카르복실이며, 이는 이 물질이 카르복실산 종류에 속하는지 여부를 결정합니다. 따라서 이름의 끝은 "-ic acid"가 됩니다. 두 번째 탄소 원자에는 아미노기가 있습니다 NH2-, 따라서 이 물질은 아미노산에 속합니다. 또한 세 번째 탄소 원자에는 탄화수소 라디칼인 메틸( 채널 3—). 따라서 체계적인 명명법에 따르면 이 화합물을 2-아미노-3-메틸부탄산이라고 합니다.

체계적인 명명법과 달리 사소한 명명법은 일반적으로 물질의 구조와 관련이 없지만 대부분 그 기원과 화학적 또는 물리적 특성에 따라 결정됩니다.

공식	체계적인 명명법에 따른 이름	사소한 이름
탄화수소
채널 4	메탄	습지 가스
CH 2 =CH 2	에텐	에틸렌
CH2 =CH-CH3	프로펜	프로필렌
CH=CH	에틴	아세틸렌
CH 2 =CH-CH= CH 2	부타디엔-1,3	디비닐
	2-메틸부타디엔-1,3	이소프렌
	메틸벤젠	톨루엔
	1,2-디메틸벤젠	오르토-자일 렌 (영형-자일 렌)
	1,3-디메틸벤젠	메타-자일 렌 (중-자일 렌)
	1,4-디메틸벤젠	쌍-자일 렌 (피-자일 렌)
	비닐벤젠	스티렌
알코올
CH3OH	메탄올	메틸 알코올, 나무 알코올
CH3CH2OH	에탄올	에탄올
CH 2 =CH-CH 2 -OH	프로펜-2-올-1	알릴알코올
	에탄디올-1,2	에틸렌 글리콜
	프로판트리올-1,2,3	글리세린
	페놀 (하이드록시벤젠)	석탄산
	1-하이드록시-2-메틸벤젠	오르토-크레졸 (영형-크레졸)
	1-하이드록시-3-메틸벤젠	메타-크레졸 (중-크레졸)
	1-하이드록시-4-메틸벤젠	쌍-크레졸 (피-크레졸)
	페닐메탄올	벤질 알코올
알데히드와 케톤
	메탄알	포름알데히드
	에타날	아세트알데히드, 아세트알데히드
	프로페날	아크릴알데히드, 아크롤레인
	벤즈알데히드	벤조알데히드
	프로파논	아세톤
카르복실산
(HCOOH)	메탄산	포름산 (염 및 에스테르 - 포름산염)
(CH3COOH)	에탄올산	아세트산 (염 및 에스테르 - 아세테이트)
(CH3CH2COOH)	프로판산	프로피온산 (염 및 에스테르 - 프로피오네이트)
C15H31COOH	헥사데칸산	팔미트산 (염 및 에스테르 - 팔미테이트)
C17H35COOH	옥타데칸산	스테아르 산 (염 및 에스테르 - 스테아르산염)
	프로펜산	아크릴산 (염 및 에스테르 - 아크릴산염)
큭큭큭	에탄디오산	옥살산 (염 및 에스테르 - 옥살산염)
	1,4-벤젠디카르복실산	테레프탈산
에스테르
하쿠치 3	메틸메타노에이트	메틸 포르메이트 포름산 메틸 에스테르
CH 3 쿠치 3	메틸 에타노에이트	메틸 아세테이트, 아세트산 메틸 에스테르
CH 3 COOC 2 H 5	에틸 에타노에이트	에틸 아세테이트, 에틸 아세트산
CH 2 =CH-COOCH 3	메틸 프로페노에이트	메틸 아크릴레이트, 아크릴산 메틸 에스테르
질소 함유 화합물
	아미노벤젠, 페닐아민	아닐린
NH2-CH2-COOH	아미노에탄산	글리신, 아미노아세트산
	2-아미노프로피온산	알라닌

모든 유기 화합물은 탄소 골격의 특성에 따라 비고리형과 고리형으로 나눌 수 있습니다.

비순환(비순환, 사슬)화합물은 지방 또는 지방족이라고도 합니다. 이러한 이름은 이 유형의 최초의 잘 연구된 화합물 중 하나가 천연 지방이라는 사실에 기인합니다. 비고리형 화합물 중에서는 다음과 같은 제한적인 화합물이 구별됩니다.

무제한입니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

일반적으로 구별되는 고리 화합물 중에서 탄소환식, 그 분자에는 탄소 원자 고리가 포함되어 있으며, 헤테로사이클릭, 그 고리에는 탄소 외에 다른 원소 (산소, 황, 질소 등)의 원자가 포함되어 있습니다.

탄소환식 화합물은 지방족과 특성이 유사한 지환식(포화 및 불포화)과 벤젠 고리를 포함하는 방향족으로 구분됩니다.

고려된 유기 화합물의 분류는 간략한 다이어그램의 형태로 제시될 수 있습니다.

탄소와 수소 외에도 많은 유기 화합물에는 다른 원소와 작용기(이 종류의 화합물의 화학적 특성을 결정하는 원자 그룹)의 형태도 포함되어 있습니다. 이러한 그룹이 존재하면 위의 유형의 유기 화합물을 클래스로 세분화하고 연구를 용이하게 할 수 있습니다. 가장 특징적인 작용기 중 일부와 해당 화합물 클래스가 표에 나와 있습니다.

기능의 그룹	이름 여러 떼	클래스 사이
-오	수산화물 카르보닐	알코올	C2H5OH 에탄올
		알데하이드	아세트알데히드
		케톤
	카르복실	탄소 산	아세트산
- 아니오 2	니트로 그룹	니트로 화합물	CH3NO2 니트로메트펜
-NH 2

당신은 9학년 때 조금밖에 배우지 못했던 유기화학을 공부하기 시작했습니다. 왜 "유기농"인가? 역사를 살펴 보겠습니다.

9~10세기 초에도 마찬가지다. 아랍 연금술사 Abu Bakr ar-Razi (865-925)는 모든 화학 물질을 그 기원에 따라 광물, 식물, 동물 물질의 세 가지 왕국으로 나눈 최초의 사람입니다. 이 독특한 분류는 거의 천년 동안 지속되었습니다.

그러나 19세기 초. 식물과 동물 기원 물질의 화학을 단일 과학으로 결합할 필요가 있었습니다. 이 접근 방식은 살아있는 유기체의 구성에 대해 최소한 기본적인 이해가 있다면 논리적으로 보일 것입니다.

자연사 과정과 초기 생물학 과정을 통해 식물과 동물 모두 살아있는 세포의 구성에는 반드시 단백질, 지방, 탄수화물 및 일반적으로 유기 물질이라고 불리는 기타 물질이 포함된다는 것을 알고 있습니다. 스웨덴 화학자 J. Ya. Berzelius의 제안에 따라 1808년부터 유기 물질을 연구하는 과학이 유기 화학으로 불리기 시작했습니다.

지구상의 살아있는 유기체의 화학적 통일성에 대한 아이디어는 과학자들을 너무나 기쁘게하여 아름답지만 잘못된 교리 인 활력론을 만들었습니다. 이에 따르면 무기물로부터 유기 화합물을 얻기 위해 (합성) 특별한 "생명력"(vis Vitalis)이 필요했습니다. 과학자들은 활력이 살아있는 유기체의 필수 속성이라고 믿었습니다. 이로 인해 시험관이나 산업 설비에서 살아있는 유기체 외부의 무기 화합물로부터 유기 화합물을 합성하는 것이 불가능하다는 잘못된 결론이 나왔습니다.

생명주의자들은 지구상에서 가장 중요한 기본 합성인 광합성(그림 1)이 녹색 식물 밖에서는 불가능하다고 합리적으로 주장했습니다.

쌀. 1.
광합성

단순화된 방식으로 광합성 과정은 다음 방정식으로 설명됩니다.

활력론자들에 따르면 살아있는 유기체 외부에서 유기 화합물을 합성하는 것도 불가능합니다. 그러나 화학의 발전과 새로운 과학적 사실의 축적은 활력론자들이 깊이 착각했다는 것을 증명했습니다.

1828년 독일의 화학자 F. Wöhler는 무기 물질인 시안산암모늄으로부터 유기 화합물 요소를 합성했습니다. 프랑스 과학자 M. Berthelot는 1854년에 시험관에서 지방을 얻었습니다. 1861년에 러시아의 화학자 A.M. Butlerov는 설탕 물질을 합성했습니다. 활력주의가 실패했습니다.

오늘날 유기화학은 화학과 생산 분야에서 빠르게 발전하고 있는 분야입니다. 현재 유기화합물은 2,500만 개가 넘는데, 그 중에는 지금까지 살아있는 자연에서 발견되지 않았던 물질도 있다. 이러한 물질의 생산은 유기화학자들의 과학적 연구 결과 덕분에 가능해졌습니다.

모든 유기화합물은 그 기원에 따라 천연, 인공, 합성의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

천연 유기 화합물- 이것은 살아있는 유기체(박테리아, 곰팡이, 식물, 동물)의 폐기물입니다. 이는 여러분에게 잘 알려진 단백질, 지방, 탄수화물, 비타민, 호르몬, 효소, 천연고무 등입니다(그림 2).

쌀. 2.
천연 유기 화합물:
1-4 - 섬유 및 직물(모직 1, 실크 2, 린넨 3, 면 4) 5-10 - 식품(우유 5, 고기 6, 생선 7, 야채 및 버터 8, 야채 및 과일 9, 시리얼 및 빵 10); 11, 12 - 화학 산업용 연료 및 원료(천연가스 11, 석유 12); 13 - 나무에

인공유기화합물- 천연 물질을 살아있는 자연에서는 발견되지 않는 화합물로 화학적으로 변형시킨 산물입니다. 그리하여 천연유기화합물인 셀룰로오스를 기반으로 인공섬유(아세테이트, 비스코스, 구리-암모니아), 불연성 필름 및 사진 필름, 플라스틱(셀룰로이드), 무연분말 등이 생산된다(그림 3).

쌀. 3. 인공 유기 화합물을 기반으로 만들어진 제품 및 재료: 1.2 - 인공 섬유 및 직물; 3 - 플라스틱(셀룰로이드); 4 - 사진 필름; 5 - 무연 분말

합성 유기 화합물즉, 단순한 분자를 더 복잡한 분자로 결합하여 합성적으로 얻습니다. 여기에는 합성 고무, 플라스틱, 의약품, 합성 비타민, 성장 자극제, 식물 보호 제품 등이 포함됩니다(그림 4).

쌀. 4.
합성 유기 화합물로 만든 제품 및 재료:
1 - 플라스틱; 2 - 의약품; 3 - 세제; 4 - 합성 섬유 및 직물; 5 - 페인트, 에나멜 및 접착제; 6 - 곤충 제어제; 7 - 비료; 8 - 합성 고무

엄청난 다양성에도 불구하고 모든 유기 화합물에는 탄소 원자가 포함되어 있습니다. 그러므로 유기화학은 탄소화합물의 화학이라고 할 수 있다.

탄소와 함께 대부분의 유기 화합물에는 수소 원자가 포함되어 있습니다. 이 두 원소는 탄화수소라고 불리는 여러 종류의 유기 화합물을 형성합니다. 다른 모든 종류의 유기 화합물은 탄화수소의 파생물로 간주될 수 있습니다. 이를 통해 독일 화학자 K. Schorlemmer는 120년이 지난 후에도 그 의미를 잃지 않은 유기 화학에 대한 고전적인 정의를 내릴 수 있었습니다.

예를 들어, 에탄 분자 C 2 H 6의 수소 원자 하나를 수산기 -OH로 대체하면 잘 알려진 에틸 알코올 C 2 H 5 OH가 형성되고, 메탄 분자 CH 4의 수소 원자를 다음으로 대체하면 카르복실기 -COOH, 아세트산 CH가 3 COOH로 형성됩니다.

멘델레예프의 주기율표에 있는 100개가 넘는 원소 중에서 탄소가 모든 생명체의 기초가 된 이유는 무엇입니까? D.I. Mendeleev가 교과서 "화학 기초"에 쓴 다음 단어를 읽으면 많은 것이 분명해질 것입니다. “탄소는 자연에서 자유 상태와 연결 상태 모두에서 매우 다양한 형태와 유형으로 발견됩니다. ... 탄소 원자가 서로 결합하여 복잡한 입자를 만드는 능력은 모든 탄소 화합물에 나타납니다... 어떤 원소에도... 탄소와 같은 정도로 합병증을 일으키는 능력이 없습니다... 쌍이 없습니다 원소의 수는 탄소나 수소와 같은 수많은 화합물을 생성합니다."

유기 화합물을 구성하는 다른 원소(수소, 산소, 질소, 황, 인)의 원자와 탄소 원자의 화학 결합은 자연 요인의 영향으로 파괴될 수 있습니다. 따라서 탄소는 자연에서 대기 (이산화탄소) - 식물 (광합성), 식물 - 동물 유기체, 생물 - 무생물, 무생물 - 생물로 연속적인 순환을 겪습니다 (그림 5 ).

쌀. 5.
자연의 탄소 순환

결론적으로 우리는 유기 화합물을 특징 짓는 여러 가지 특징에 주목합니다.

모든 유기 화합물의 분자는 탄소 원자를 포함하고 거의 모두 수소 원자를 포함하기 때문에 대부분은 가연성이며 연소 결과 일산화탄소(IV)(이산화탄소)와 물을 형성합니다.

약 50만 개가 있는 무기 물질과 달리 유기 화합물은 더욱 다양해 현재 그 수는 2,500만 개가 넘습니다.

많은 유기 화합물은 무기 물질보다 더 복잡하게 구성되어 있으며, 그 중 다수는 단백질, 탄수화물, 핵산, 즉 생명 과정이 일어나는 물질과 같이 분자량이 큽니다.

유기 화합물은 일반적으로 공유 결합을 통해 형성되므로 분자 구조를 가지므로 녹는점과 끓는점이 낮고 열적으로 불안정합니다.

새로운 단어와 개념

활력.
광합성.
유기 화합물: 천연, 인공 및 합성.
유기화학.
유기화합물을 특성화하는 특징이 있습니다.

질문 및 작업

생물학 과정에서 얻은 지식을 활용하여 식물 세포와 동물 세포의 화학적 구성을 비교합니다. 어떤 유기 화합물이 포함되어 있나요? 식물 세포와 동물 세포의 유기 화합물은 어떻게 다릅니까?
자연의 탄소 순환을 설명하세요.
생기론 교리가 왜 생겨났고 어떻게 실패했는지 설명하십시오.
어떤 종류의 유기 화합물(원산지별)을 알고 계십니까? 예를 제시하고 적용 분야를 나타냅니다.
880톤의 이산화탄소로부터 광합성의 결과로 형성된 산소의 양(no.)과 포도당의 질량을 계산하십시오.
공기 중 산소의 부피 비율이 21%일 때 480kg의 CH4 메탄을 연소하는 데 필요한 공기의 부피(n.a.)를 계산하십시오.