INTRODUCERE
Chimia Organica este ramura chimiei in care sunt studiati compusii carbonului si reactiile lor. O mare varietate de clase de substante, cum ar fi medicamente, materiale plastice, fibre naturale si sintetice, ca si carbohidrati, proteine si grasimi sunt formate din molecule organice.
Chimistii organici determina structura moleculelor organice, studiaza reactiile lor si elaboreaza proceduri de sinteza a compusilor organici. Chimia organica a avut un profund efect in secolul 20:a imbogatit materialele naturale si a sintetizat materiale artificiale care au imbunatatit medicina , au crescut comfortul oamenilor.
Inceputul chimiei organice este asociat cu descoperirea, in 1828, de catre chimistul german Friedrich Wцhler, ca substanta inorganica cianura de amoniu poate fi convertita in laborator in uree, o substanta organica gasita in urina animalelor. Inainte de aceasta descoperire chimistii credeau ca interventia asa numitei "forte de viata" este necesara pentru a sintetiza substante organice. Experimentul lui Wцhler a darmat bariera dintre substantele organice si anorgance. Chimistii moderni considera compusii organici a fi cei care contin carbon si un alt sau mai multe elemente, cel mai des hidrogenul, oxigenul, azotul, sulful si halogenii, dar cateodata si alte substante.
LEGATURI SI FORMULE ORGANICE
Formula moleculara a unui compus indica numarul fiecarui fel de atomi in molecula acelei substante. Fructoza, sau sucul de struguri(C6H12O6), consta in molecule continand 6 atomi de carbon, 12 atomi de hidrogen si 6 atomi de oxigen. Pentru ca sunt cel putin 15 alti compusi care au aceeasi formula chimica, pentru a distinge o molecula de alt, este folosita o formula structurala pentru a arata aranjamentul spatial al atomilor.
Chiar si anliza care ne da procentajul de carbon, oxigen si hidrogen nu pot distinge C6H12O6 de riboza, C5H10O5, un alt zahar in care proportiile elementelor sunt aceleasi, adica 1:2:1.
Fortele care tin atomii uniti intr-o molecula sunt legaturile chimice, cae sunt de trei tipuri: ionice, covalente si metalice. Legaturile ionice sunt determinate de atractia sarcinilor de sens opus. Legaturile covalente sunt formate de perechi de electroni comuni. Experimentul lui Wцhler(fig.1), de exemplu a rezultat in schimbarea din legaturi ionice in cianura de amoniu in legaturi covalente din uree. In cianura de amoniu, atractia dintre un grup de 5 atomi NH4+ purtand sarcina pozitiva si un grup de alti 3 atomi in CNO-, purtand sarcina negativa constituie o legatura ionica. in gruparea dinnge from ionic bonds in ammonium cyanate to covalent bonds in urea. In gruparea NH4+ ,cle 4 linii -N spre H reprezinta legaturi covalente dar si ionice. La fel , in gruparea CNO-, in molecula de uree reprezinta legaturi covalente. Inmcalzirea cianurii de amoniu are ca rezultat rearanjarea legaturilor. Proprietatea carbonului de a forma legaturi covalente nu este unica. Legaturile dintre azot si hidrogen sunt si ele covalente.Totusi abilitatea acestuia de a forma legaturi covalente cu alti atomi de carbon in lanturi sau inele, il distinge de alte elemente. Alte elemente nu formeaza lanturi mai mari de 8 atomi identici. Aceasta proprietate a carbonului, si faptul ca, carbonul aproape totdeauna formeaza 4 legaturi cu alti atomi conteaza pentru un numar foarte mare de compusi cunoscuti. Cel putin 80% din cele 5 milioane de compusi chimici, cunoscuti inca de la inceputul anilor '80 contin carbon.
CLASIFICARI SI NOMENCLATURI
Consecintele proprietatii unice a carbonului se manifesta in cea mai simpla clasa de substante organice, hidrocarburile.
Consecintele proprietatii unice a carbonului se manifesta in cea mai simpla clasa de substante organice, hidrocarburile.
A Alcanii
Copmusul-parinte al acestei familii este metanul, CH4. Urmatorii membri ai familiri sunt etanul (C2H6), propanul (C3H8) si butanul (C4H10), asa ca formula generala pentru fiecare membrual familiei este CnH2n+2.Pentru compusi care contin mai mult de 4 atomi, sunt utilizate prefixe grecesti cu sufixul - ane la numele compusilor (pentan, hexan, octan, s.a.m.d).
Copmusul-parinte al acestei familii este metanul, CH4. Urmatorii membri ai familiri sunt etanul (C2H6), propanul (C3H8) si butanul (C4H10), asa ca formula generala pentru fiecare membrual familiei este CnH2n+2.Pentru compusi care contin mai mult de 4 atomi, sunt utilizate prefixe grecesti cu sufixul - ane la numele compusilor (pentan, hexan, octan, s.a.m.d).
Numele de pentan, butan, etc totusi nu sugereaza singure structura moleculara. De exemplu, din formula moleculara C4H10 se pot intelege doua formule structurale diferite.Compusii cu aceeasi formule moleculare, dar formule structurale diferite sunt numiti izomeri.In cazul butanului, nume comune de izomeri sunt n-butan si izobutan.Ureea si cianura de amoniu sunt si ei izomeri: sunt izomeri structurali ai formulei moleculare CH4 N2O.
Formula C8H18 are 18 izomeri si C20H42 are366319 izomeri teoretici.Uniunea Internationala a Chimiei Pure si Aplicate (IUPAC) a cazut de acord in 1890 la un sistem de nomenclatura si l-a revizuit ca sa incorporeze noi descoperiri.
In sistemul de nomenclatura IUPAC cel mai lung lant de carbon este numarat pentru a da lanturilor laterale cea mai mica suma. Cele 3 lanturi laterale din fig. 4 sunt atomii de carbon 2,2 si 4; daca lantul ar fi numarat in directia opusa, lanturile laterale ar fi 2,4 si 4. Atunci, numele de trimetilpentan ar fi corect, pt ce din el rezulta cea mai mica suma.
Alta familie de hidrocarburi, ciclanii, au un inel sau o structura ciclica; cel mai mic inel contine 3 atomi de carboni.Ciclanii au formula chimica generala CnH2n.
B Alchenele si Alcanii
Familia alchenelor, sau izomerii ciclanilor si alcanilor, cum mai este numita, este reprezentata de formula generala CnH2n.Aceasta familie de hidrocarburi este caracterizata de una sau mai multe legaturi duble intre atomii de carbon.Propanul si ciclopropanul, de exemplu, sunt izomeri, cum sunt 1,3-dimetilciclohexanul si 3,4-dimetil-2-hexanul.Legaturile duble se intampla in compusii ciclici.
Chimistii folosesc de obicei o notatie prescurtata cand scriu formulele structurale ai compusilor ciclici organici.Fiecare atom are, de la sine inteles 2,1 sau 0 atomi de hidrogen in legatura.
Alcanii sau acetilenele sunt a treia mare familie a hidrocarburilor si au formula generala CnH2n-2 si contin mai putini atomi de hidrogen decat alchenele
C Grupuri Functionale
Alti atomi, cum ar fi la clor, oxigen sau azot pot fi inlocuiti cu hidrogenul in alcani.
Alti atomi, cum ar fi la clor, oxigen sau azot pot fi inlocuiti cu hidrogenul in alcani.
D Izomeri Optici si Geometrici
Natura tetraedica a formelor legaturilor carbonului dicteaza niste proprietatiai compusilor organici. Cand 4 grupuri diferite de atomi sunt atasate la un atom central de carbon , 2 molecule diferite pot fi construite in spatiu. De exemplu, compusul acid lactic exista in doua forme , un fenomen numit izomerism optic.Izomerii optici sunt legati in acelasi fal cum on obiect si imaginea sa din oglinda sunt legate. O Oglinda plasata intre cele doua structuri ar reflecta ca gruparile: CH3 din primul reflectand pozitia CH3-ului din cealalta, OH reflectand OH, si tot asa.
