O química Orgánica , una rama de la química, una disciplina de las ciencias naturales, cuyo tema de estudio son compuestos de carbono con otros elementos, llamadocompuestos orgánicos, así como las leyes de transformación de estas sustancias. El carbono forma compuestos con la mayoría de los elementos y tiene la capacidad más pronunciada en comparación con otros elementos para formar moléculas de estructura cíclica y de cadena. El esqueleto de tales moléculas puede consistir en un número casi ilimitado de átomos de carbono conectados directamente entre sí, o incluir, junto con el carbono, átomos de otros elementos. Para los compuestos de carbono, el fenómeno de la isomería es más característico, es decir, la existencia de sustancias que son idénticas en composición y masa molar, pero difieren en la secuencia de cohesión de los átomos o su disposición en el espacio y, como resultado, en las propiedades químicas y físicas. Como resultado de estas características, el número materia orgánica extremadamente grande, en los años 70. siglo 20 se conocen más de 3 millones, mientras que los compuestos de todos los demás elementos son un poco más de 100 mil.
Los compuestos orgánicos son capaces de transformaciones complejas y diversas, significativamente diferentes de las transformaciones de sustancias inorgánicas, y juegan un papel importante en la construcción y vida de organismos vegetales y animales. Los compuestos orgánicos incluyen carbohidratos y proteínas, que están asociados con el metabolismo; hormonas que regulan este intercambio; ácidos nucleicos, que son portadores materiales de las características hereditarias del organismo; vitaminas, etc. O. x. representa el llamado. como una especie de "puente" entre las ciencias que estudian la materia inanimada y la forma más elevada de existencia de la materia: la vida. Muchos fenómenos y leyes de la ciencia química, por ejemplo, la isomería, se descubrieron por primera vez en el estudio de compuestos orgánicos.

Alasificación de compuestos orgánicos ... Todos los compuestos orgánicos se dividen en tres series o clases principales: acíclico, isocíclico y heterocíclico. Los compuestos de primera clase (grasos o alifáticos) incluyen hidrocarburos y sus derivados con cadenas abiertas: una serie homóloga de hidrocarburos metano, también denominada serie de hidrocarburos saturados o alcanos; Serie homóloga de hidrocarburos insaturados: etileno (alquenos), acetileno (alquinos), dienos, etc. (ver. Compuestos acíclicos). La clase de compuestos isocíclicos (carbocíclicos) incluye hidrocarburos y sus derivados, en cuyas moléculas hay ciclos de átomos de carbono: hidrocarburos y sus derivados de la serie cicloparafínico o polimetileno, compuestos cíclicos insaturados (ver Compuestos alicíclicos, cicloalcanos), así como hidrocarburos aromáticos y sus derivados que contienen núcleos de benceno (en particular, y compuestos aromáticos multinucleares, por ejemplo, naftaleno, antraceno). La clase de compuestos heterocíclicos incluye sustancias orgánicas, en cuyas moléculas hay ciclos que contienen, además de carbono, átomos de O, N, S, P, As u otros elementos.
Se forma una serie genética separada a partir de cada hidrocarburo (ver Serie homológica), cuyos representantes se producen formalmente reemplazando el átomo de hidrógeno en el hidrocarburo con uno u otro grupo funcional que determina las propiedades químicas del compuesto. Así, la serie genética del metano CH4 incluye cloruro de metilo CH3Cl, alcohol metílico CH3OH, metilamina CH3NH2, nitrometano CH3NO2, etc. De manera similar, los representantes de la serie genética de benceno C6H6 - clorobenceno C6H5Cl, fenol C6H5OH, anilina C6H5NH2, serie nitrobenceno son homólogos C6H5NH2. serie de derivados: compuestos que contienen halógenos, alcoholes, aminas, compuestos nitro, etc.

Esreferencia tórica. Orígenes x. se remontan a la antigüedad (incluso entonces sabían de la fermentación alcohólica y del ácido acético, teñido con índigo y alizarina). Sin embargo, incluso en la Edad Media (el período de la alquimia), solo se conocían unas pocas sustancias orgánicas individuales. Todos los estudios de este período se redujeron principalmente a operaciones, con la ayuda de las cuales, como se pensaba entonces, una simple sustancia se puede convertir en otra. Desde el siglo XVI. Los estudios (período de iatroquímica) estaban dirigidos principalmente al aislamiento y uso de diversas sustancias medicinales: se aislaron varios aceites esenciales de plantas, se preparó éter dietílico simple, se obtuvieron alcohol (metílico) de madera y ácido acético por destilación en seco de madera , el ácido tartárico se obtuvo del tártaro, por destilación de azúcar de plomo - ácido acético, por destilación de ámbar - ámbar. Un papel importante en la formación de O. x. pertenece a A. Lavoisier, quien desarrolló los métodos cuantitativos básicos para determinar la composición de compuestos químicos, posteriormente mejorados consistentemente por L. Thénard, J. Berzelius, J. Liebig, J. Dumas. Los principios de estos métodos (combustión de una muestra de una sustancia en una atmósfera de oxígeno, captura y pesaje de los productos de combustión: CO2 y H2O) subyacen al análisis elemental moderno, incluido el microanálisis. Como resultado del análisis de un gran número varias sustancias la idea previamente dominante de la diferencia fundamental entre sustancias de origen vegetal y animal desapareció gradualmente.
Por primera vez, el nombre de "compuestos orgánicos" aparece a finales del siglo XVIII. El término "O. x". fue introducido por Berzelius en 1827 (en el primer manual de química orgánica escrito por él). El fenómeno de la isomería fue descubierto por F. Wöhler y Liebig en 1822-23. La primera síntesis de materia orgánica fue realizada por Wöhler, quien recibió en 1824 ácido oxálico a partir de cianógeno y en 1828 - urea calentando cianato de amonio. Desde mediados del siglo XIX. el número de sustancias orgánicas producidas sintéticamente está aumentando rápidamente. Entonces, en 1842 N.N.Zinin obtuvo anilina por reducción de nitrobenceno, en 1845 A. Kolbe sintetizó ácido acético, en 1854 P. Berthelot - sustancias como las grasas. En 1861 A.M.Butlerov obtuvo la primera sustancia de azúcar artificial, a la que llamó metiletano, de la que posteriormente se aisló acrosa. Dirección sintética en O. x. es cada vez más importante. Como resultado de los éxitos de la síntesis, se rechazó la idea idealista predominante de la necesidad de "fuerza vital" para la creación de sustancias orgánicas.
Representaciones teóricas en O. x. comenzó a desarrollarse en el segundo cuarto del siglo XIX, cuando se creó la teoría de los radicales (Liebig, Wöhler, E. Frankland, R. Bunsen y otros). Su tesis principal sobre la transición de un grupo de átomos, los radicales de un compuesto a otro en forma inalterada, sigue siendo cierta en un gran número de casos en la actualidad. Muchos métodos físicos y químicos para estudiar sustancias de estructura desconocida se basan en esta idea. Posteriormente (1834-39) Dumas mostró la posibilidad de reemplazar átomos cargados positivamente en un radical con electronegativos sin cambios serios en la naturaleza electroquímica del radical, lo que se consideraba imposible antes de Dumas.
La teoría de los radicales fue reemplazada por la teoría de tipos (1848-51, 1853), creada por Dumas, C. Gerard y O. Laurent. Este último logró clasificar la materia orgánica según los tipos de protozoos. compuestos inorgánicos... Entonces, los alcoholes se consideraron compuestos del tipo de agua, aminas, del tipo de amoníaco, haloalquilos, del tipo de cloruro de hidrógeno. Más tarde, F.A.Kekule estableció el cuarto tipo: el tipo de metano, del cual produjo todos los hidrocarburos. La teoría de tipos hizo posible crear una clasificación clara de compuestos orgánicos, que subyace a la clasificación moderna de sustancias orgánicas. Sin embargo, esta teoría solo buscaba explicar la reactividad de las sustancias orgánicas y negaba la posibilidad fundamental de conocer su estructura. En 1853 Frankland, mientras estudiaba compuestos organometálicos, introdujo el concepto de valencia. En 1857, Kekulé expresa la idea de la posibilidad de adhesión de átomos de carbono entre sí y prueba la tetravalencia del carbono. En 1858, A. Cooper, utilizando la regla de valencia y la posición de Kekulé sobre la cohesión de los átomos de carbono, se apartó por primera vez de la teoría de tipos y escribió fórmulas para sustancias orgánicas muy cercanas a las modernas. Sin embargo, las ideas de la teoría de tipos todavía eran muy fuertes y la creación de la teoría continuó a la zaga del desarrollo del experimento.
En 1861, Butlerov creó la teoría de la estructura química de las sustancias orgánicas. Presentó a O. x. una serie de conceptos nuevos: sobre un enlace químico, el orden de los enlaces de los átomos en una molécula, sobre la influencia mutua de los átomos directamente conectados o no conectados entre sí, etc. La teoría de la estructura de Butlerov explica brillantemente los casos de isomería conocidos por esa vez que quedó incomprensible. En 1864 Butlerov predijo la posibilidad de isomería de hidrocarburos y pronto (1867) lo confirmó mediante la síntesis de isobutano. La doctrina armoniosa creada por Butlerov se encuentra en la base de las ideas modernas sobre Estructura química materia orgánica. Una de las disposiciones más importantes de la teoría de la estructura, sobre la influencia mutua de los átomos, fue desarrollada más tarde por V.V. Markovnikov. Un estudio detallado de este efecto contribuyó a un mayor desarrollo de la teoría de la estructura y los conceptos de la distribución de la densidad electrónica y la reactividad de los compuestos orgánicos.
En 1869, I. Wislicenus demostró que el fenómeno de isomería también se observa con exactamente la misma secuencia de cohesión de átomos en una molécula. Demostró la identidad de la estructura del ácido láctico ordinario y la carne y el ácido láctico y llegó a la conclusión de que debían buscarse diferencias sutiles en las propiedades de moléculas con la misma estructura en la diferente disposición de sus átomos en el espacio. En 1874 J. Van't Hoff y el químico francés J. Le Belle crearon la teoría de los espacios. Disposición de los átomos en una molécula: estereoquímica. Esta teoría, según Van't Hoff, se basa en la idea de un modelo tetraédrico de un átomo de carbono tetravalente y que la isomería óptica es consecuencia de la asimetría espacial de una molécula en la que un átomo de carbono está unido a cuatro átomos de carbono diferentes. sustituyentes. Van't Hoff también sugirió la posibilidad de otro tipo de isomería espacial en ausencia de un átomo de carbono asimétrico en la molécula. Wislicenus pronto demostró que el ácido fumárico, que antes se consideraba un polímero del ácido maleico, es su isómero geométrico (isomería geométrica o cis-trans). Está claro que la doctrina estereoquímica podría crearse solo sobre la base del concepto de estructura (estructura) de una molécula en el sentido butleriano.
A finales del siglo XIX. se ha acumulado una gran cantidad de material fáctico, incluso sobre compuestos aromáticos; en particular, se estudió ampliamente la química del benceno, descubierto por M. Faraday en 1825. La "teoría del benceno" de la estructura de los compuestos aromáticos fue creada en 1865 por Kekulé. Expresa la idea de que los átomos de carbono de los compuestos orgánicos pueden formar anillos. Según esta teoría, el benceno tiene una estructura simétrica debido a la estructura anular de seis grupos CH de metino unidos alternativamente por enlaces simples y dobles. Sin embargo, partiendo de la estructura Kekule del benceno, fue necesario asumir la presencia de dos homólogos o derivados del benceno orto-sustituidos, lo que en realidad no se observó. La resistencia del benceno a oxidantes fuertes y algunos otros llamados. las propiedades aromáticas del benceno y sus derivados también contradecían la fórmula propuesta. Por tanto, Kekulé introdujo (1872) el concepto de oscilación (movimiento rápido) de los dobles enlaces y eliminó las diferencias formales entre las dos ortoposiciones. A pesar de que la estructura Kekule del benceno estaba en contradicción con los datos sobre sus propiedades físicas y químicas, fue aceptado durante mucho tiempo sin ningún cambio por la abrumadora cantidad de químicos. Por tanto, quedan algunas cuestiones que no pueden resolverse desde el punto de vista de la teoría "clásica" de la estructura. Estas preguntas también incluyen la singularidad de las propiedades de muchos otros compuestos con sistemas de comunicación conjugados. La estructura del benceno y otros sistemas aromáticos sólo pudo establecerse con el advenimiento de los métodos de investigación física y con el desarrollo de los conceptos químico-cuánticos de la estructura de las sustancias orgánicas.
Presentaciones electrónicas [V. Kossel (1916) y G. Lewis (1916)] dieron un significado físico al concepto de enlace químico (un par de electrones generalizados); sin embargo, en la forma en que fueron formulados, estos conceptos no pudieron reflejar las sutiles transiciones de enlaces covalentes a enlaces iónicos en O. x. permaneció en gran parte formal. Sólo con la ayuda de la enseñanza de la química cuántica se insertó un contenido fundamentalmente nuevo en representaciones básicamente correctas de la teoría electrónica.
Las ideas de Lewis sobre un par de electrones que forman un enlace y que siempre están estrictamente localizados en este enlace resultaron ser aproximadas y, en la mayoría de los casos, no pudieron aceptarse.

Conceptos modernos de la teoría de la estructura y el significado. Oh. Teniendo en cuenta las propiedades cuánticas del electrón, el concepto de densidad electrónica y la interacción de los electrones en sistemas conjugados han abierto nuevas posibilidades para considerar cuestiones sobre la estructura, la influencia mutua de los átomos en una molécula y sobre la reactividad de los componentes orgánicos. compuestos (ver Ref. Teorías electrónicas en química orgánica, química cuántica). En los hidrocarburos saturados, los enlaces C - C simples (enlaces s) son en realidad realizados por un par de electrones; en hidrocarburos simétricos, la densidad de electrones en el espacio entre los átomos unidos C-C más la suma de las correspondientes densidades de electrones de los mismos átomos aislados y se distribuye simétricamente alrededor del eje que conecta los centros de los átomos. Aumento de la densidad de electrones: resultado de la superposición nubes electronicasátomos en línea recta que conectan sus centros. En las parafinas asimétricas existe la posibilidad de una simetría incompleta en la distribución de la densidad electrónica; sin embargo, esta asimetría es tan insignificante que apenas se detectan los momentos dipolares de todos los hidrocarburos parafínicos. Lo mismo se aplica a los hidrocarburos insaturados construidos simétricamente (por ejemplo, etileno, butadieno), en los que los átomos de C están conectados entre sí por un doble enlace (enlaces s y p). La introducción de un grupo metilo donante de electrones en las moléculas de estas sustancias, debido a la alta polarizabilidad del enlace p, conduce a un desplazamiento de la densidad electrónica al átomo de carbono extremo, y el propileno (I) ya tiene un dipolo. momento de 0,35 D, y 1-metilbutadieno - 0,68 D. densidad en estos casos, es habitual representar uno de los siguientes esquemas:(Los signos d + y d- muestran las cargas parciales que surgen en los átomos de C) Varias reglas empíricas de oftalmología encajan bien en el concepto de distribución de la densidad electrónica. Entonces, de la fórmula anterior de propileno se deduce que en el caso de adición heterolítica de haluros de hidrógeno, el protón debe fijarse en el lugar de la mayor densidad de electrones, es decir, como máximo, el átomo de carbono "hidrogenado". La introducción de átomos o grupos que son muy diferentes en electronegatividad de los átomos de carbono o hidrógeno en las moléculas de hidrocarburos es mucho más fuerte. Por ejemplo, la introducción de un sustituyente electrófilo en moléculas de hidrocarburos conduce a un cambio en la movilidad de los átomos de hidrógeno en enlaces C-H, O-N, etc.
Aproximadamente de la 2ª mitad del siglo XX. Oh. entró en una nueva fase. Muchas de sus direcciones se han desarrollado tan intensamente que se han convertido en grandes secciones especializadas, denominadas según una base científica o aplicada (estereoquímica, química de polímeros, sustancias naturales, antibióticos, vitaminas, hormonas, compuestos organometálicos, compuestos organofluorados, colorantes, etc. .). el desarrollo de métodos de investigación física (por ejemplo, difracción de rayos X de moléculas, espectroscopia ultravioleta e infrarroja, espectroscopia Raman, resonancia magnética nuclear, polarización dinámica de núcleos inducida químicamente, espectrometría de masas), así como métodos para la identificación y la separación de diversas sustancias mediante cromatografía han hecho posible el análisis estructural rápido de conexiones orgánicas complejas y la solución rápida de muchos problemas importantes. El uso de métodos físicos para estudiar la cinética de reacciones de sustancias orgánicas permite estudiar reacciones con una vida media de 10-8-10-9 seg. Las ecuaciones de correlación basadas en el principio de linealidad de la energía libre permiten cuantificar las relaciones entre la estructura y la reactividad de los compuestos orgánicos, incluso aquellos que tienen un efecto fisiológico. X. resultó estar estrechamente relacionado con las ciencias naturales relacionadas: bioquímica, medicina y biología, la aplicación de las ideas y métodos de la química orgánica. en estas ciencias determinó en gran medida el desarrollo de una nueva dirección: la biología molecular.

Métodos Oh. junto con los métodos físicos de investigación, jugaron un papel importante en el establecimiento de la estructura de los ácidos nucleicos, muchas proteínas, compuestos naturales complejos; con su ayuda, se descubrieron el mecanismo y la regulación de la síntesis de proteínas (ver. Código genético). Las posibilidades sintéticas de la química orgánica han aumentado enormemente, lo que ha llevado a la producción de sustancias naturales de construcción tan compleja como la clorofila, la vitamina B12 (R. Woodworth), polinucleótidos con cierta alternancia de unidades (A. Todd, HG Korana) y Otros, el éxito de estos métodos es el desarrollo de la síntesis automática de muchos polipéptidos, incluidas las enzimas.

La química orgánica es una rama de la química que estudia los compuestos de carbono, su estructura, propiedades, métodos de síntesis, los compuestos orgánicos se denominan compuestos de carbono con otros elementos. El mayor numero compuestos, el carbono se forma con los llamados elementos organogénicos: H, N, O, S, P. La capacidad del carbono para combinarse con la mayoría de los elementos y formar moléculas de diferente composición y estructura determina la variedad de compuestos orgánicos (al final de en el siglo XX, su número superó los 10 millones, ahora más de 20 millones [fuente no especificada 229 días]). Los compuestos orgánicos juegan un papel clave en la existencia de organismos vivos.

La asignatura de química orgánica incluye los siguientes objetivos, métodos experimentales y conceptos teóricos:

Aislamiento de sustancias individuales de materias primas vegetales, animales o fósiles.

Síntesis y purificación de compuestos.

Determinación de la estructura de sustancias.

Estudio de los mecanismos de reacciones químicas.

Revelar las dependencias entre la estructura de sustancias orgánicas y sus propiedades.

Historia

Los métodos para obtener diversas sustancias orgánicas se conocen desde la antigüedad. Los egipcios y romanos usaban tintes índigo y alizarina, que se encuentran en sustancias vegetales. Muchos pueblos conocían los secretos de la producción de bebidas alcohólicas y vinagre a partir de azúcar y materias primas que contienen almidón. Durante la Edad Media, nada se agregó a este conocimiento, algunos avances comenzaron solo en los siglos XVI-XVII: se obtuvieron algunas sustancias, principalmente mediante la destilación de determinados productos vegetales. En 1769-1785 Scheele aisló varios ácidos orgánicos como los ácidos málico, tartárico, cítrico, gálico, láctico y oxálico. En 1773, Ruel aisló la urea de la orina humana Los productos aislados de materias primas animales o vegetales tenían mucho en común, pero se diferenciaban de los compuestos inorgánicos. Así surgió el término "Química Orgánica", una rama de la química que estudia sustancias aisladas de organismos (definición de Berzelius, 1807). Al mismo tiempo, se creía que estas sustancias solo pueden obtenerse en organismos vivos debido a la "fuerza vital". Como se cree comúnmente, la química orgánica como ciencia apareció en 1828 cuando Friedrich Wöhler obtuvo por primera vez una sustancia orgánica, la urea. como resultado de la evaporación de una solución acuosa de cianato de amonio (Una etapa importante fue el desarrollo de la teoría de la valencia por Cooper y Kekule en 1857, así como la teoría de la estructura química por Butlerov en 1861. Estas teorías se basaron en la tetravalencia del carbono y su capacidad para formar cadenas. En 1865, Kekulé propuso la fórmula estructural del benceno, que se convirtió en uno de los descubrimientos más importantes de la química orgánica. En 1875, Van't Hoff y Le Belle propusieron un modelo tetraédrico del átomo de carbono, según el cual las valencias de carbono se dirigen a los vértices del tetraedro, si el átomo de carbono se coloca en el centro de este tetraedro. En 1917, Lewis propuso considerar el enlace químico mediante pares de electrones. En 1931, Hückel aplicó la teoría cuántica para explicar las propiedades de los carbonos aromáticos alternativos, estableciendo así una nueva dirección en la química orgánica: la química cuántica. En 1933, Ingold realizó un estudio de la cinética de la reacción de sustitución en un átomo de carbono saturado, que condujo a un estudio a gran escala de la cinética de la mayoría de los tipos de reacciones orgánicas. La historia de la química orgánica se presenta generalmente en relación con la descubrimientos realizados en el campo de la estructura de compuestos orgánicos, pero esta presentación está más relacionada con la historia de la química. Es mucho más interesante considerar la historia de la química orgánica desde el punto de vista de la base material, es decir, Es decir, el tema actual de estudio de la química orgánica En los albores de la química orgánica, el tema de estudio eran principalmente sustancias de origen biológico. A este hecho le debe su nombre la química orgánica. Progreso científico y técnico no se detuvo y, con el tiempo, la principal base material de la química orgánica fue el alquitrán de hulla, liberado durante la producción de coque por la calcinación del carbón. Fue sobre la base del procesamiento del alquitrán de hulla a fines del siglo XIX que surgió la principal síntesis orgánica. En los años 50-60 del siglo pasado, la principal síntesis orgánica pasó a una nueva base: el aceite. Por lo tanto, apareció un nuevo campo de la química: la petroquímica. El enorme potencial que se depositaba en las nuevas materias primas provocó un auge de la química orgánica y la química en general. El surgimiento y el desarrollo intensivo de un campo como la química de polímeros se debe principalmente a una nueva base de materia prima. A pesar de que la química orgánica moderna todavía utiliza materias primas de origen biológico y alquitrán de hulla como base material, el volumen de procesamiento de estas tipos de materias primas químicas es pequeño en comparación con el refinado de petróleo. ... El cambio en la base de la materia prima de la química orgánica se debió principalmente a las posibilidades de incrementar los volúmenes de producción.

Clasificación de compuestos orgánicos.

Reglas y características de la clasificación:

La clasificación se basa en la estructura de los compuestos orgánicos. La base para describir una estructura es una fórmula estructural. Los átomos de los elementos se designan con símbolos latinos, como se indican en la tabla periódica de elementos químicos (tabla periódica). Los enlaces deficientes en hidrógeno y electrones se indican mediante la línea discontinua, los enlaces iónicos se indican mediante la indicación de las cargas de las partículas que componen la molécula. Dado que la gran mayoría de moléculas orgánicas contienen hidrógeno, generalmente no está indicado al representar una estructura. Por lo tanto, si uno de los átomos tiene una valencia insuficiente en la estructura, significa que uno o más átomos de hidrógeno se encuentran cerca de este átomo Los átomos pueden formar sistemas cíclicos y aromáticos.

Las principales clases de compuestos orgánicos.

Hidrocarburos - compuestos químicos que consta únicamente de átomos de carbono e hidrógeno. Dependiendo de la topología de la estructura del esqueleto carbónico, los hidrocarburos se subdividen en acíclicos y carbocíclicos. Dependiendo de la multiplicidad de enlaces carbono-carbono, los hidrocarburos se dividen en limitantes (alcanos o saturados), que no contienen múltiples enlaces en su estructura e insaturados o insaturados - contienen al menos un doble y / o triple enlace (alquenos, alquinos , dienes) ... A su vez, los hidrocarburos cíclicos se dividen en alicíclicos (con una cadena abierta) y cicloalcanos (saturados con una cadena cerrada), hidrocarburos aromáticos (insaturados, que contienen un ciclo). Acíclico (cadena abierta) Carbocíclico (cadena cerrada)

límite, límite, límite, límite

con un enlace sencillo con un enlace doble con un enlace triple con dos enlaces dobles con un enlace sencillo con un anillo de benceno

serie de metano (alcanos) serie de etileno (alquenos) serie de acetileno (alquinos) dieno serie de hidrocarburos serie de polimetileno (naftenos) serie de benceno (hidrocarburos aromáticos o arenos). Compuestos con heteroátomos en grupos funcionales - compuestos en los que el radical de carbono R está unido a un grupo funcional ... Por la naturaleza de los grupos funcionales, se dividen en:

Alcoholes, fenoles. Los alcoholes (alcoholes obsoletos, alcoholes ingleses; del latín spiritus - espíritu) son compuestos orgánicos que contienen uno o más grupos hidroxilo (hidroxilo, –OH) directamente ligados a un átomo de carbono saturado (en estado de hibridación sp³). Los alcoholes pueden considerarse derivados del agua (H - O - H), en los que un átomo de hidrógeno se reemplaza por un grupo funcional orgánico: R - O - H. En la nomenclatura de la IUPAC, para los compuestos en los que el grupo hidroxilo está unido a un insaturado (sp2 hibridado por un átomo de carbono), los nombres "enoles" (el hidroxilo está ligado a un enlace vinílico C = C) y "fenoles" (el hidroxilo está ligado a un benceno u otro anillo aromático).

Los éteres (éteres) son sustancias orgánicas con la fórmula R-O-R1, donde R y R1 son radicales hidrocarbonados. Debe tenerse en cuenta que dicho grupo puede formar parte de otros grupos funcionales de compuestos que no son éteres (por ejemplo, compuestos orgánicos que contienen oxígeno).

Ésteres(ésteres) - derivados de oxoácidos (tanto carboxílicos como minerales) RkE (= O) l (OH) m, (l ≠ 0), que son formalmente productos de la sustitución de átomos de hidrógeno de hidroxilos -OH de la función ácida por un residuo de hidrocarburo (alifático, alquenilo, aromático o heteroaromático); también se consideran derivados acílicos de alcoholes. En la nomenclatura IUPAC, los ésteres también incluyen derivados acílicos de análogos calcogenuros de alcoholes (tioles, selenoles y teluroles). Se diferencian de los éteres, en los que dos radicales hidrocarbonados están conectados por un átomo de oxígeno (R1-O-R2).

Compuestos que contienen un grupo carbonilo

Los aldehídos (del latín alcohol dehydrogenatum - alcohol desprovisto de hidrógeno) son una clase de compuestos orgánicos que contienen un grupo carbonilo (C = O) con un sustituyente alquilo o arilo.

Las cetonas son sustancias orgánicas en las que el grupo carbonilo está unido a dos radicales hidrocarbonados. Fórmula general de cetonas: R1 - CO - R2. La presencia de solo dos átomos de carbono en las cetonas, directamente enlazadas al grupo carbonilo, las distingue de los ácidos carboxílicos y sus derivados, así como de los aldehídos.

Las quinonas son ciclohexadienonas completamente conjugadas y sus análogos recogidos. Hay dos clases de quinonas: para-quinonas con una disposición en para de grupos carbonilo (1,4-quinonas) y orto-quinonas con una disposición en orto de grupos carbonilo (1,2-quinonas). Debido a la capacidad de reducir reversiblemente a fenoles diatómicos, algunos derivados de paraquinonas están involucrados en procesos de oxidación biológica como coenzimas de varias oxidorreductasas.

Compuestos que contienen un grupo carboxilo (ácidos carboxílicos, ésteres)

Compuestos organometálicos

Heterocíclico: contiene heteroátomos en el anillo. Se diferencian en el número de átomos en el anillo, en el tipo de heteroátomo, en el número de heteroátomos en el anillo.

Origen orgánico: como regla general, los compuestos de una estructura muy compleja, a menudo pertenecen a varias clases de sustancias orgánicas a la vez, a menudo polímeros. Debido a esto, son difíciles de clasificar y se aíslan en una clase separada de sustancias.

Los polímeros son sustancias de muy alto peso molecular, que consisten en fragmentos que se repiten periódicamente: unidades monoméricas.

La estructura de las moléculas orgánicas.

Las moléculas orgánicas están formadas principalmente por covalentes no polares. enlaces C-C, o polar covalente tipo C-O, C-N, C-Hal. Según la teoría del octeto de Lewis y Kossel, una molécula es estable si los orbitales externos de todos los átomos están completamente llenos. Para elementos como C, N, O, halógenos, se necesitan 8 electrones para llenar los orbitales de valencia externos; para el hidrógeno, solo se necesitan 2 electrones. La polaridad se explica por el desplazamiento de la densidad de electrones hacia el átomo más electronegativo.

La teoría clásica de los enlaces de valencia no es capaz de explicar todos los tipos de enlaces que existen en los compuestos orgánicos, por lo que la teoría moderna utiliza los métodos de orbitales moleculares y métodos químicos cuánticos.

La estructura de la materia orgánica.

Las propiedades de las sustancias orgánicas están determinadas no solo por la estructura de sus moléculas, sino también por el número y la naturaleza de sus interacciones con moléculas vecinas, así como por su disposición espacial mutua. Estos factores se manifiestan más claramente en la diferencia en las propiedades de sustancias en diferentes estados de agregación. Por lo tanto, las sustancias que interactúan fácilmente en forma de gas pueden no reaccionar en absoluto en un estado sólido o dar lugar a otros productos.

En las sustancias orgánicas sólidas, en las que estos factores se manifiestan con mayor claridad, se distinguen los cristales orgánicos y los cuerpos amorfos. Están descritos por la ciencia de la "química de los sólidos orgánicos", cuya base está asociada con el nombre del cristalógrafo soviético A. I. Kitaigorodsky. Ejemplos de útiles orgánicos sólidos- fósforos orgánicos, diversos polímeros, sensores, catalizadores, conductores eléctricos, imanes, etc.

Características de las reacciones orgánicas.

Las reacciones inorgánicas suelen implicar iones, pasan rápidamente y terminan a temperatura ambiente. En las reacciones orgánicas, a menudo se producen rupturas de enlaces covalentes con la formación de otros nuevos. Normalmente, estos procesos requieren condiciones especiales: cierta temperatura, tiempo de reacción y, a menudo, la presencia de un catalizador. Por lo general, no tienen lugar una, sino varias reacciones a la vez, por lo que el rendimiento de la sustancia objetivo a menudo no supera el 50%. Por lo tanto, al representar reacciones orgánicas, no se utilizan ecuaciones, sino esquemas sin calcular la estequiometría.

Las reacciones pueden proceder de una manera muy compleja y en varias etapas, no necesariamente como la reacción se muestra convencionalmente en el diagrama. Como intermedios, carbocationes R +, carbaniones R–, radicales R Descripción detallada de todas las transformaciones que ocurren a nivel molecular durante la reacción se llama mecanismo de reacción.Las reacciones se clasifican según los métodos de ruptura y formación de enlaces, los métodos de excitación de la reacción y su molecularidad.

Determinación de la estructura de compuestos orgánicos.

Durante toda la existencia de la química orgánica como ciencia, una tarea importante ha sido determinar la estructura de los compuestos orgánicos. Esto significa averiguar qué átomos son parte del compuesto, en qué orden están conectados estos átomos y cómo están ubicados en el espacio.

Existen varios métodos para resolver estos problemas.

Análisis elemental. Consiste en el hecho de que la sustancia se descompone en moléculas más simples, por cuyo número es posible determinar el número de átomos que componen el compuesto. Con este método, es imposible establecer el orden de enlaces entre átomos. A menudo se usa solo para confirmar la estructura propuesta.

Espectroscopía infrarroja y espectroscopía Raman (espectroscopía IR y espectroscopía Raman). La sustancia interactúa con la radiación electromagnética (luz) en el rango infrarrojo (la absorción se observa en la espectroscopia IR, la dispersión de la radiación en la espectroscopia Raman). Cuando se absorbe, esta luz excita los niveles de vibración y rotación de las moléculas. Los datos de referencia son el número, la frecuencia y la intensidad de las vibraciones moleculares asociadas con un cambio en el momento dipolar (espectroscopía IR) o polarizabilidad (espectroscopía Raman). Los métodos permiten establecer la presencia de determinados grupos funcionales en la molécula. A menudo se utilizan para confirmar la identidad de una sustancia en estudio con alguna sustancia ya conocida mediante la comparación de espectros.

Espectroscopía de masas. Una sustancia en determinadas condiciones (impacto electrónico, ionización química, etc.) se convierte en iones sin pérdida de átomos (iones moleculares) y con pérdida (fragmentación). Le permite determinar el peso molecular y en ocasiones le permite establecer la presencia de diferentes grupos funcionales.

Método de resonancia magnética nuclear (RMN). Se basa en la interacción de núcleos con su propio momento magnético (espín) y colocados en un campo magnético externo constante, con radiación electromagnética del rango de radiofrecuencia. Uno de los principales métodos que se pueden utilizar para determinar la estructura química. El método también se utiliza para estudiar la estructura espacial de moléculas, la dinámica de moléculas. Dependiendo de los núcleos que interactúan con la radiación, se distinguen, por ejemplo: El método de resonancia magnética de protones (PMR). Permite determinar la posición de los átomos de hidrógeno 1H en una molécula Método 19F NMR. Le permite determinar la presencia y posición de átomos de flúor en la molécula Método 31P NMR. Permite determinar la presencia, posición y estado de valencia de los átomos de fósforo en una molécula. Método 13C NMR. Le permite determinar el número y los tipos de átomos de carbono en una molécula. Se utiliza para estudiar la forma del esqueleto de carbono de una molécula.

a diferencia de los tres primeros En el último método, se utiliza un isótopo menor del elemento, ya que el núcleo del isótopo principal de carbono, 12C, tiene spin cero y no puede ser observado por resonancia magnética nuclear, así como el núcleo de 16O, único isótopo natural. de transiciones de oxígeno. El método se basa en la absorción de radiación electromagnética en las regiones espectrales ultravioleta y visible durante la transición de electrones en una molécula desde los niveles ocupados superiores a los niveles vacíos (excitación de la molécula). Se utiliza con mayor frecuencia para determinar la presencia y características de sistemas π conjugados Métodos de química analítica. Le permiten determinar la presencia de algunos grupos funcionales mediante reacciones químicas específicas, cuyo hecho se puede arreglar visualmente o utilizando otros métodos.

Los métodos descritos anteriormente, como regla, son completamente suficientes para determinar la estructura de una sustancia desconocida.

Química Orgánica - es la ciencia de los compuestos que contienen carbono y las formas de su síntesis. Dado que la variedad de sustancias orgánicas y sus transformaciones es inusualmente grande, el estudio de esta gran rama de la ciencia requiere un enfoque especial.

Si no está seguro de la posibilidad de dominar con éxito un tema, ¡no se preocupe! 🙂 ¡A continuación se ofrecen algunos consejos que le ayudarán a disipar esos miedos y a tener éxito!

• Esquemas generalizadores

Todas las transformaciones químicas que encuentre al estudiar esta o aquella clase de compuestos orgánicos deben ingresarse en esquemas resumidos. Puedes dibujarlos a tu gusto. Estos diagramas, en los que se recogen las principales reacciones, te servirán de guía, facilitando la búsqueda de formas de convertir unas sustancias en otras. Los diagramas se pueden colgar cerca de su lugar de trabajo para que sean más visibles y sea más fácil recordarlos. Puede elaborarse un diagrama grande que contenga todas las clases de compuestos orgánicos. Por ejemplo, tal: o tal esquema:

Las flechas deben estar numeradas y debajo (debajo del diagrama) se deben dar ejemplos de reacciones y condiciones. Puedes tener varias reacciones, deja mucho espacio de antemano. El volumen resultará grande, pero te ayudará mucho en la resolución de tareas del examen 32 de química. "Reacciones que confirman la relación de compuestos orgánicos" (ex C3).

• Revisar tarjetas

Al estudiar química orgánica, es necesario aprender una gran cantidad de reacciones químicas, tendrá que recordar y comprender cuántas transformaciones proceden. Las tarjetas especiales pueden ayudarte con esto.

Inicie un paquete de tarjetas de aproximadamente 8 X 12 cm. En un lado de la tarjeta, anote los reactivos y en el otro los productos de reacción:

Estas tarjetas se pueden llevar consigo y ver varias veces al día. Es más útil consultar las tarjetas varias veces durante 5 a 10 minutos que una vez, pero durante un período de tiempo prolongado.

Cuando hay muchas tarjetas de este tipo, deben dividirse en dos grupos:

grupo número 1: aquellos que conoce bien, los ve una vez cada 1-2 semanas, y

grupo número 2 - aquellos que causan dificultades, los mira todos los días hasta que "bombean" al grupo número 1.

Este método también se puede utilizar para estudiar un idioma extranjero, en un lado de la tarjeta escribe una palabra, en el reverso de su traducción, para que pueda reponer rápidamente vocabulario... En algunos cursos de idiomas, estas tarjetas se emiten ya preparadas. ¡Así que este es un método probado!

• Tabla dinámica

Esta tabla debe reescribirse o imprimirse (después de la autorización en el sitio, se puede copiar), si la reacción no es típica para una determinada clase de conexión, coloque un signo menos, y si lo es, un signo más y un número en orden, y debajo de la tabla escriba ejemplos correspondientes a la numeración. ¡Esta también es una muy buena manera de organizar su conocimiento orgánico!

• Repetición constante

Química orgánica, como idioma extranjero, es una disciplina acumulativa. El material subsiguiente se basa en el conocimiento cubierto anteriormente. Por lo tanto, regrese periódicamente a los temas tratados.

• Modelos de moléculas

Dado que la forma y geometría de las moléculas gran importancia en química orgánica, es una buena práctica que el estudiante tenga un conjunto de modelos moleculares. Estos modelos portátiles ayudarán en el estudio de las características estereoquímicas de las moléculas.

Recuerde, prestar atención a las palabras y términos nuevos es tan importante en la química orgánica como en otras disciplinas. Tenga en cuenta que leer libros de no ficción siempre es más lento que leer libros de no ficción. No intente cubrir todo rápidamente. Es necesaria una lectura lenta y reflexiva para comprender bien el material presentado. Puede leerlo dos veces: la primera vez para un conocido superficial, la segunda para un estudio más detenido.

¡Buena suerte! ¡Tu tendrás exito!

QUÍMICA ORGÁNICA- una sección de química, una disciplina de ciencias naturales, el tema de estudio son los compuestos orgánicos, es decir, compuestos de carbono con otros elementos, así como las leyes de transformación de estas sustancias; a veces, la química orgánica se define como la química de los hidrocarburos y sus derivados.

Influencia de O. x. sobre el desarrollo de la biología y la medicina es muy grande. Todos los seres vivos están construidos principalmente a partir de compuestos orgánicos (ver), y el metabolismo, que es la base de los procesos de la vida, es una transformación de hl. arr. compuestos orgánicos. Oh. subyace a la bioquímica (ver) - ciencia, que es uno de los fundamentos de las ciencias naturales de la medicina. La mayoría de las sustancias medicinales son compuestos orgánicos; por lo tanto O. x. junto con la fisiología y la bioquímica es la base de la farmacología (ver). O. métodos x. jugó un papel importante en el establecimiento de la estructura del ácido nucleico, muchas proteínas y otros compuestos naturales complejos; con su ayuda, se revelaron los mecanismos y la regulación de la síntesis de proteínas. Gracias a las mayores posibilidades de síntesis orgánica, se obtuvieron artificialmente sustancias naturales tan complejas como polinucleótidos con una determinada alternancia de unidades nucleotídicas, cianocobalamina, etc.

Éxito orgánico. La química, que es de fundamental importancia, fue el desarrollo de métodos para la síntesis de muchos polipéptidos biológicamente activos, incluidas las enzimas y ciertas hormonas o sus análogos farmacológicamente activos, así como muchos medicamentos.

Además, los métodos de O. x han adquirido gran importancia. en los tiempos modernos, tecnologías para la producción de cauchos, plásticos, tintes sintéticos, pesticidas, herbicidas, estimulantes del crecimiento vegetal.

Oh. estudia la estructura fina de las sustancias orgánicas: el orden de unión de los átomos en sus moléculas, la disposición espacial mutua de los átomos en las moléculas de los compuestos orgánicos, la estructura electrónica de los átomos y sus enlaces en los compuestos orgánicos. Además, el tema de O. x. es el estudio de reacciones orgánicas, incluyendo su cinética (ver Cinética de procesos biológicos), mecanismos energéticos y electrónicos, así como el desarrollo de nuevos métodos para la síntesis de sustancias orgánicas en condiciones industriales y de laboratorio.

Secciones O. x. se dedican al estudio de grupos individuales de sustancias orgánicas de acuerdo con su clasificación, por ejemplo, la química de los hidrocarburos, la química de los aminoácidos, etc., o cuestiones teóricas generales, por ejemplo, estereoisomerismo de compuestos orgánicos, los mecanismos de reacciones orgánicas, así como aspectos prácticamente importantes de la química orgánica, por ejemplo, química de colorantes, química de fármacos orgánicos, etc.

Los compuestos orgánicos y algunas de sus propiedades son conocidos por la gente desde la antigüedad; incluso entonces sabían sobre fermentación alcohólica y vinagre, teñido con índigo y alizarina, etc.

A partir del siglo XVI, el período de la iatroquímica (ver), los estudios se dirigieron principalmente al aislamiento y uso de diversas sustancias medicinales orgánicas: se aislaron aceites esenciales de plantas, se preparó éter dietílico, alcohol metílico (de madera) y ácido acético. obtenido por destilación en seco de madera. que, por destilación de ámbar - ámbar a-eso. Sin embargo, la aparición de O. x. como disciplina científica independiente se refiere únicamente al siglo XIX. Por primera vez el concepto de "química orgánica" fue utilizado por I. Berzelius, llamado así la química de las sustancias formadas en el cuerpo de animales y plantas. Etapas importantes en la formación de O. x. fue la implementación del primer químico. síntesis de sustancias orgánicas - oxálico para usted y urea, que mostró la posibilidad de obtener compuestos orgánicos fuera de un organismo vivo, sin la participación de "fuerza vital" (ver. Vitalismo). Estas síntesis, así como el trabajo de J. Liebig, quien demostró que todas las sustancias (orgánicas) formadas en un organismo vivo contienen carbono, contribuyeron al surgimiento de la definición de química orgánica. como la química de los compuestos de carbono propuesta por L. Gmelin. Desde el primer cuarto del siglo XIX. Comenzaron los intentos de generalizar el material fáctico a disposición de O. chemistry en forma de varias teorías. La primera de tales teorías puede considerarse la teoría de los radicales, formulada por J. Gay-Lussac, según la cual las moléculas de sustancias orgánicas consisten en grupos de átomos: radicales, constantes e inmutables y capaces de pasar de un compuesto a otro. Dichos radicales, según J. Gay-Lussac, pueden existir durante mucho tiempo en estado libre y se retienen en una molécula debido a sus cargas opuestas. El concepto de radicales como grupos de átomos capaces de pasar de una molécula a otra ha sobrevivido hasta nuestros días. Sin embargo, todas las demás disposiciones de esta teoría resultaron ser erróneas.

Siguiendo la teoría de los radicales, apareció la teoría de tipos de F. Gerard y A. Laurent. Según esta teoría, todas las sustancias orgánicas son compuestos formados al reemplazar ciertos átomos en la molécula de ciertas sustancias inorgánicas (por ejemplo, agua, amoníaco, etc.) por residuos orgánicos. Ese. Se pueden obtener compuestos orgánicos relacionados con los tipos de agua (alcoholes, éteres), tipos de amoniaco (aminas primarias, secundarias y terciarias), etc. La teoría de tipos jugó un papel positivo en un momento, ya que permitió la creación de la sustancias orgánicas de primera clasificación, elementos nek-ry un corte se conservaron en las clasificaciones posteriores. Sin embargo, con la acumulación de hechos y el conocimiento de sustancias más complejas, la teoría de los tipos resultó cada vez más insostenible.

Una etapa importante en el desarrollo de O. x. fue la creación de una teoría de la estructura de los compuestos orgánicos. Uno de los requisitos previos para la creación de esta teoría fue el establecimiento de F. A. Kekule en 1857 de la constante tetravalencia de carbono y el descubrimiento por A. Cooper en 1858 de la capacidad de los átomos de carbono para combinarse entre sí, formando cadenas. El creador de la teoría de la estructura de los compuestos orgánicos fue A.M. Butlerov (1861). Las principales disposiciones de esta teoría son las siguientes. Todos los átomos que forman la molécula de materia orgánica están enlazados en una secuencia determinada; se pueden unir por simple -C-C-, doble> C = C< или тройной -С-С- связью. От строения молекул, т. е. от порядка соединения атомов и характера связей между ними, зависят свойства вещества; этими положениями объяснялось непонятное ранее явление изомерии (см.). Хим. свойства каждого атома и атомной группы не неизменны, они зависят от других атомов и атомных групп, присутствующих в молекуле. Это положение теории строения органических соединений о взаимном влиянии атомов было развито учеником А. М.Бутлерова - В. В. Марковниковым. Теория А. М. Бутлерова, глубоко материалистическая, дает возможность выбрать el mejor esquema síntesis y según la fórmula de la estructura, según el dibujo, para sintetizar una variedad de sustancias orgánicas.

Desde la creación de la teoría de la estructura de los compuestos orgánicos, comienza el desarrollo intensivo de la química orgánica. Muchas secciones de O. x. convertirse en la base teórica de una serie de industrias (química de combustibles, química de colorantes, química de fármacos, etc.).

En el desarrollo de O. x. También desempeñaron un papel destacado H. N. Zinin, S. V. Lebedev, A. E. Favorsky, N. D. Zelinsky, V. M. Rodionov, A. N. Nesmeyanov, A. P. Orekhov y muchos otros. Entre los científicos extranjeros en el campo de O. x. ampliamente conocido L. Pasteur, E. Fisher, Berthelot (R. E. M. Berthelot), A. Bayer, R. Wilstetter, Woodward y otros.

Bajo la influencia del rápido desarrollo de la física en la teoría de la química orgánica. Comenzaron a ser ampliamente utilizados los principios de la mecánica cuántica o ondulatoria (ver. Teoría cuántica). Surgieron conceptos sobre los orbitales del electrón (los espacios del átomo, en los que la probabilidad de presencia del electrón es mayor). Envíos electrónicos en O. x. hizo posible comprender y clasificar varios hechos Influencia mutuaátomos, que, como resultó, se basa en la redistribución de la densidad de electrones. Mucha atención en O. x. dedicado al estudio del mecanismo electrónico de reacciones orgánicas. Estas reacciones proceden de la formación de radicales libres que tienen un átomo con un electrón desapareado, magnéticamente descompensado y, por tanto, activo, o iones con carga positiva o negativa (carbocationes y carboaniones).

Conexión profunda O. x. con la física y la química física (ver) se manifiesta no solo en el estudio de la naturaleza electrónica de la química. conexiones, la influencia mutua de los átomos y los mecanismos de reacción electrónicos, pero también en el amplio desarrollo de los problemas de cinética y energética de la química. reacciones.

Una característica de O. x. segunda mitad del siglo XX. son sus éxitos en el desciframiento de la estructura y en la síntesis de sustancias naturales tan complejas como proteínas (ver), ácidos nucleicos (ver), etc. La clave del éxito en esta área fue el establecimiento de la disposición espacial mutua de los átomos en las moléculas, es decir, la estereoquímica (ver) y las conformaciones de moléculas orgánicas (ver. Conformación). Paralelamente, se resolvió el problema de estudiar las causas de la isomería óptica y la síntesis de compuestos ópticamente activos.

Por el éxito de O. x. debe incluir el descubrimiento y estudio de nuevas clases de compuestos orgánicos, entre los cuales el primer lugar lo ocupan los compuestos aromáticos no bencénicos (anión ciclopeitadienilo y metalocenos, catión tropilio, azulenos, etc.), ciertos grupos de compuestos elemento-orgánicos con muy valioso en propiedades prácticas de respeto.

En la segunda mitad del siglo XX. continúa el acercamiento de O. x. con la bioquímica y la biología, como resultado de lo cual surgió una nueva rama de la química: la química bioorgánica.

Éxitos de O. x. se hizo posible debido al uso generalizado, junto con el químico, de una serie de métodos físicos, que incluyen principalmente métodos de difracción (difracción de rayos X y electrones), espectroscopía óptica (en las regiones visible, ultravioleta e infrarroja del espectro), magnéticos radiospectroscopia: resonancia paramagnética electrónica (EPR), resonancia magnética nuclear (RMN), espectrometría de masas, determinación de los momentos eléctricos del dipolo. Entre estos métodos, el más eficaz en términos de contenido de información es la resonancia magnética nuclear (ver), incluidas sus variedades: la resonancia magnética de protones y el método 13C-NMR, que se utiliza cada vez más. Estos métodos no solo aceleraron en gran medida el desciframiento de la estructura de las moléculas de los compuestos orgánicos, sino que también permitieron crear las condiciones para obtener sus características geométricas y energéticas completas, así como revelar los mecanismos electrónicos de las reacciones. En química orgánica también se utiliza bioquímica, métodos, por ejemplo, métodos enzimáticos estrictamente específicos, inmunol, métodos, etc.

Con el desarrollo de las ciencias naturales, aparecieron nuevas disciplinas como la patología molecular y la farmacología molecular. Todo más Las enfermedades pueden explicarse por la aparición de moléculas alteradas de sustancias orgánicas en los tejidos. La farmacología molecular de rápido desarrollo permite encontrar en las células y caracterizar un gran número de receptores que se unen específicamente al fármaco en estudio. El estudio de los receptores a nivel molecular abre perspectivas para la búsqueda de nuevos fármacos. Penetración de O. x. en biología y medicina permitió revelar la esencia de ciertos procesos que antes se consideraban puramente biológicos. Así, se encontró que las características hereditarias de los organismos se "registran" en moléculas de ADN en forma de una secuencia específica de nucleótidos. Oh. penetró en la esfera más difícil: la esfera del estudio de la actividad mental humana. Resultó posible con algunas sustancias orgánicas provocar alucinaciones en una persona sana, similares a las de los enfermos mentales, y eliminar estas alucinaciones con otras sustancias. Del cerebro de humanos y animales, se aislaron péptidos que tienen una acción similar a la de la morfina y sus análogos (ver Opiáceos endógenos). Es posible que la alteración de la biosíntesis o recepción de estos péptidos sea la base de la patogenia de la enfermedad mental, y la síntesis orgánica de sus análogos resistentes a la acción de las peptidasas sanguíneas será de gran importancia para la anestesiología, psiquiatría, etc.

Aparentemente, los logros más efectivos deben esperarse en aquellas áreas de la química O., hasta el límite de la biología y la medicina. Esta divulgación es química. fundamentos del crecimiento maligno y la lucha contra los tumores malignos, decodificación de quím. los fundamentos de la memoria, el mecanismo de la dinámica del desarrollo y la diferenciación de los tejidos, la divulgación de la química. bases de inmunidad, etc. En las áreas de O. química, limítrofes con la física y la fisicoquímica, se continuará investigando sobre una penetración más profunda en la naturaleza. enlaces entre átomos en una molécula orgánica, las relaciones cuantitativas entre la estructura y la reactividad de tales moléculas se establecerán con mayor precisión, los mecanismos de reacciones en los que entran los compuestos orgánicos se estudiarán con más profundidad. EN URSS trabajo científico por O. x. realizado por el Instituto de Investigación de la Academia de Ciencias de la URSS: Instituto de Química Orgánica. N.D. Zelinsky (COI), Instituto de Productos Orgánicos y química Física ellos. AE Arbuzov (IOFKh), Instituto de Síntesis Petroquímica que lleva el nombre de A. V. Topchieva (INKhS), Instituto de Compuestos Organoelementos (INEOS), Instituto de Química Bioorgánica. MM Shemyakina, N. PI y rama siberiana de la Academia de Ciencias de la URSS: Instituto de Química Orgánica de Novosibirsk (NIOCH), Instituto de Química Orgánica de Irkutsk (INOCH), Instituto de Química del Petróleo, así como Instituto de Investigación de Academias Republicanas - Instituto de Química Orgánica Química de la República Socialista Soviética de Armenia, República Socialista Soviética de Kirguistán, República Socialista Soviética de Ucrania, Instituto de Química Orgánica Fina que lleva el nombre de A. L. Mgdzhayan (Arm. SSR), Instituto de Química Físico-orgánica (BSSR), Instituto de Química Física y Orgánica. P.G. Melikishvili (RSS de Georgia), Instituto de Síntesis Orgánica (RSS de Letonia), etc.

El Comité Nacional de Químicos Soviéticos es miembro de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada - IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada), que organiza una vez cada dos años congresos, conferencias y simposios, incluidos los de química orgánica.

En relación con la tendencia general de la medicina a acercarse al nivel molecular, el médico debe comprender claramente la estructura y configuración espacial de las moléculas de sustancias involucradas en el metabolismo (ácido nucleico, proteínas, enzimas, coenzimas, carbohidratos, lípidos, etc.) en condiciones normales. condiciones y patología, así como la estructura de las moléculas de los fármacos.

Oh. es la base para estudiar en las universidades médicas y secundarias de miel. instituciones educativas de bioquímica, farmacología, fisiología y otras disciplinas. Se le dedica un curso independiente o se lee como parte de un curso sobre química General... Numerosos datos obtenidos en estudios sobre O.química se utilizan en química física y coloidal, biología, histología, fisiopatología, higiene general, evolución de enfermedades profesionales, etc.

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B. H. Stepanenko.

Química. Guía de autoaprendizaje. Frenkel E.N.

M.: 20 1 7.- 3 51 p.

El manual de autoaprendizaje se basa en una técnica que el autor ha venido utilizando con éxito durante más de 20 años. Con su ayuda, muchos escolares pudieron inscribirse en departamentos de química y universidades médicas. Este libro es una guía de autoaprendizaje, no un libro de texto. No te encontraras aqui con descripción simple hechos científicos y propiedades de las sustancias. El material está estructurado de tal manera que, ante cuestiones complejas que provocan dificultades, inmediatamente encontrará una explicación del autor. Al final de cada capítulo, hay cuestionarios y ejercicios para consolidar el material. Para el lector curioso que solo quiera ampliar sus horizontes, el Autotutorial le dará la oportunidad de dominar este tema "desde cero". Después de leerlo, no puedes evitar enamorarte de esta ciencia tan interesante: ¡la química!

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Tabla de contenido
Del autor 7
PARTE 1. ELEMENTOS DE QUÍMICA GENERAL 9
Capítulo 1. Conceptos básicos y leyes de la asignatura "Química" 9
1.1. Los conceptos más simples: sustancia, molécula, átomo, elemento químico 9
1.2. Sustancias simples y complejas. Valencia 13
1.3. Ecuaciones químicas 17
Capítulo 2. Las principales clases de compuestos inorgánicos 23
2.1. Óxidos 23
2.2. Ácidos 32
2.3. Bases 38
2.4. Sal 44
Capítulo 3. Información básica sobre la estructura del átomo 55
3.1. Estructura Tabla periódica Mendeleeva 55
3.2. Núcleo del átomo. Isótopos 57
3.3. Distribución de electrones en el campo del núcleo de un átomo 60
3.4. Estructura del átomo y propiedades de los elementos 65
Capítulo 4. El concepto de enlace químico 73
4.1. Enlace iónico 73
4.2. Enlace covalente 75
4.3. Enlace químico y estados agregados sustancias. Enrejados cristalinos 80
Capítulo 5. Velocidad reacción química 87
5.1. Dependencia de la velocidad de una reacción química de varios factores 87
5.2. Reversibilidad de procesos químicos. Principio 95 de Le Chatelier
Capítulo 6. Soluciones 101
6.1. Comprensión de las soluciones 101
6.2. Disociación electrolítica 105
6.3. Ecuaciones de reacción iónico-molecular 111
6.4. El concepto de pH (índice de hidrógeno) 113
6.5. Hidrólisis de sales 116
Capítulo 7. El concepto de reacciones redox123
PARTE 2. ELEMENTOS DE QUÍMICA INORGÁNICA 130
Capítulo 8. Propiedades generales metales 130
8.1. Estructura interna y propiedades físicas metales 131
8.2. Aleaciones 133
8.3. Propiedades químicas metales 135
8.4. Corrosión de metales 139
Capítulo 9. Metales alcalinos y alcalinotérreos 142
9.1. Metales alcalinos 142
9.2. Metales alcalinotérreos 145
Capítulo 10. Aluminio 153
Capítulo 11. Hierro 158
11.1. Propiedades del hierro y sus compuestos 158
11.2. Obtener hierro (hierro fundido y acero) 160
Capítulo 12. Hidrógeno y oxígeno 163
12.1. Hidrógeno 163
12.2. Oxígeno 165
12.3. Agua 166
Capítulo 13. Carbono y silicio 170
13.1. Estructura del átomo y propiedades del carbono 170.
13.2. Propiedades de los compuestos de carbono 173
13.3. Estructura atómica y propiedades del silicio 176
13.4. Ácido silícico y silicatos 178
Capítulo 14. Nitrógeno y fósforo 182
14.1. Estructura atómica y propiedades del nitrógeno 182
14.2. Amoníaco y sales de amonio 184
14.3. Ácido nítrico y sus sales 187
14.4. Estructura atómica y propiedades del fósforo 189
14.5. Propiedades e importancia de los compuestos de fósforo 191
Capítulo 15. Azufre 195
15.1. Estructura atómica y propiedades del azufre 195
15.2. Sulfuro de hidrógeno 196
15.3. Dióxido de azufre y ácido sulfuroso 197
15.4. Anhídrido sulfúrico y ácido sulfurico 198
Capítulo 16. Halógenos 202
16.1. Estructura atómica y propiedades de los halógenos 202
16.2. Ácido clorhídrico 205
SECCIÓN 3. ELEMENTOS DE QUÍMICA ORGÁNICA 209
Capítulo 17. Conceptos básicos de química orgánica 210
17.1. El tema de la química orgánica. Teoría de la estructura de sustancias orgánicas 210
17.2. Características de la estructura de los compuestos orgánicos 212.
17.3. Clasificación de compuestos orgánicos 213
17.4. Fórmulas de compuestos orgánicos 214
17,5. Isomería 215
17.6. Homólogos 217
17,7. Nombres de hidrocarburos. Reglas de nomenclatura internacional 218
Capítulo 18. Alcanes 225
18.1. El concepto de alcanos 225
18.2. Serie homológica, nomenclatura, isomería 225
18.3. Estructura molecular 226
18.4. Propiedades de los alcanos 226
18,5. Producción y uso de alcanos 229
Capítulo 19. Alquenos 232
19.1. Serie homológica, nomenclatura, isomería 232
19.2. Estructura molecular 234
19.3. Propiedades de los alquenos 234
19.4. Producción y uso de alquenos 238
19,5. El concepto de alcadienos (dienos) 239
Capítulo 20. Alquino 244
20.1. Definición. Serie homológica, nomenclatura, isomería 244
20.2. Estructura molecular 245
20.3. Propiedades de los alquinos 246
20.4. Producción y uso de acetileno 248
Capítulo 21. Hidrocarburos cíclicos. Arenas 251
21.1. El concepto de hidrocarburos cíclicos. Cicloalcanos 251
21.2. El concepto de hidrocarburos aromáticos 252
21.3. La historia del descubrimiento del benceno. Estructura de la molécula 253
21.3. Serie homológica, nomenclatura, isomería 255
21.4. Benceno 256 propiedades
21,5. Propiedades de los homólogos de benceno 259
21.6. Obtención de benceno y sus homólogos 261
Capítulo 22. Alcoholes 263
22.1. Definición 263
22.2. Serie homológica, nomenclatura, isomería 264
22.3. Estructura molecular 265
22.4. Propiedades de los alcoholes monohídricos 266
22,5. Producción y uso de alcoholes (por ejemplo, alcohol etílico) 268
22.6. Alcoholes polivalentes 269
22,7. El concepto de fenoles 271
Capítulo 23. Aldehídos 276
23.1. Definición. Serie homológica, nomenclatura, isomería 276
23.2. Estructura molecular 277
23.3. Propiedades de los aldehídos 278
23.4. Preparación y uso de aldehídos en el ejemplo del acetaldehído 280
Capítulo 24. Ácidos carboxílicos 282
24.1. Definición 282
24.2. Serie homológica, nomenclatura, isomería 283
24,3. Estructura molecular 284
24,4. Propiedades de los ácidos 285
24,5. Preparación y uso de ácidos 287
Capítulo 25. Ésteres. Grasa 291
Capítulo 26. Carbohidratos 297
Capítulo 27. Compuestos que contienen nitrógeno 304
27.1. Aminas 304
27.2. Aminoácidos 306
27.3. Proteínas 308
Capítulo 28. Concepto de polímeros 313
PARTE 4. SOLUCIÓN DE PROBLEMAS 316
Capítulo 29. Conceptos básicos de diseño 317
Capítulo 30. Problemas resueltos por fórmulas estándar 320
30.1. Tareas de gases 320
30.2. Tareas sobre el tema "Formas de expresar la concentración de soluciones" 324
Capítulo 31. Problemas resueltos por ecuaciones de reacción 330
31.1. Registro de cálculos según las ecuaciones de reacciones 330
31.2. Tareas sobre el tema "Composición cuantitativa de mezclas" 333
31.3. Problemas de exceso de deficiencia 337
31,4. Tareas para establecer la fórmula de una sustancia 342
31,5. Tareas que tienen en cuenta el "rendimiento" de la sustancia obtenida 349