Związki organiczne

Budowa związku organicznego

Związki organiczne, to związki węgla z wyjątkiem tlenków węgla i węglanów. Zasady budowy cząsteczek związków organicznych opisane są postulatami teorii strukturalnej:
- atomy węgla w związkach organicznych są czterowartościowe (czterowiązalne)

- atomy węgla łączą się ze sobą w łańcuchy proste i rozgałęzione o dowolnej długości oraz w pierścienie;
- atomy węgla mogą łączyć się ze sobą lub z innymi atomami , tworząc kowalencyjne wiązania pojedyncze (typu sigma), podwójne (jedno wiązanie sigma i jedno wiązanie pi) lub potrójne (jedno wiązani sigma i dwa wiązania pi);
- elektrony nie uczestniczą w wiązaniach pomiędzy atomami węgla, są wykorzystywane do tworzenia wiązań z innymi atomami innych pierwiastków;
- każdy związek organiczny charakteryzuje się właściwym sobie wzorem, który określa rodzaj, liczbę i sposób powiązania atomów tworzących cząsteczkę;

Szereg homologiczny

Szereg homologiczny, to szereg związków o podobnych właściwościach chemicznych. W szeregu tym każdy następny związek jest większy od poprzedniego o grupę metylową

Związki tworzące szereg homologiczny:
-alkany

-alkeny

-alkiny

-cykloalkany

-cykloalkeny

-cykloalkiny

-alkohole

-aldehydy

-kwasy karboksylowe

Izomeria

Izomeria to zjawisko występowania związków o tym samym wzorze sumarycznym, lecz o różnej budowie (różnych wzorach strukturalnych), co ma wpływ na różne właściwości.
Rodzaje izomerii:

izomeria konstytucyjna, w której rozróżnia się izomerię szkieletową, izomerię grup funkcyjnych, izomerię położenia podstawnika;
stereoizomeria , w której rozróżnia się izomerię optyczną, izomerię geometryczną (cis-, trans- lub określenia tożsame Z, E)

Izomeria konstytucyjna

Izomeria konstytucyjna dotyczy kolejności powiązań atomów ze sobą, czyli występowanie dwóch lub więcej cząsteczek o tej samej liczbie tych samych atomów, między którymi występuje jednak inny układ ("konstytucja cząsteczki") wiązań chemicznych.

Izomeria szkieletowa

Izomeria szkieletowa związana jest ze związkami różniącymi się szkieletem węglowym, na przykład: butan i 2-metylopropan

Izomeria położenia podstawnika

Izomeria położenia podstawnika występuje wtedy, gdy szkielety węglowe związków są identyczne, a podstawnik są połączone z różnymi atomami węgla, na przykład 1- chloropentan i 2- chloropentan

Izomeria grup funkcyjnych

Izomeria grup funkcyjnych (metameria) występuje wtedy, gdy mamy w związku różne grupy funkcyjne lub różne położenie wiązań podwójnych, na przykład; 3-metylobutanal i 3-metylobutan-2-on

Stereoizomeria

Stereoizomeria występuje w przypadku związków o takich samych powiązaniach atomów ze sobą, ale różniących się rozmieszczeniem tych atomów w przestrzeni- konfiguracji związku.

Izomeria geometryczna cis- (Z), trans-(E)

Izomeria geometryczna występuje związkach zawierających wiązania wielokrotne lub w związkach cyklicznych. W jednym z izomerów (cis) podstawnik znajduje się po tej samej stronie płaszczyzny, która przechodzi przez wiązanie podwójne lub płaszczyzny pierścienia, w drugim (trans), podstawnik znajduje się po przeciwnych stronach tej płaszczyzny.
Określenie cis- i tran- coraz częściej zamienia się określeniem Z(razem) i E(naprzeciw). Przykład występowania izomerii geometrycznej cis- i trans-: cis-but-2-en i trans-but-2-en. W nowej nomenklaturze odpowiednio: (Z)-but-2-en, (E)-but-2-en.

Izomeria optyczna

Izomeria optyczna jest rodzajem stereoizometrii, polega na występowaniu związków chemicznych w dwóch postaciach wykazujących przeciwną aktywność optyczną (skręcają płaszczyznę światła spolaryzowanego w przeciwne strony). Pary takich izomerów nazywa się enancjomerami, a ich istnienie jest związane z cechą związków chemicznych zwaną chiralnością.
Chiralnośc to nieidentycznoś cząsteczek z ich odbiciem lustrzanym. Cząsteczki chiralne mają atom węgla połączony z czterema różnymi podstawnikami. Atom taki nosi nazwę asymetrycznego atomu węgla i stanowi centrum chiralności.
Enancjomer skręcający płaszczyznę światła spolaryzowanego w prawo oznacza się symbolem (+). Enancjomer skręcający płaszczyznę światła spolaryzowanego w lewo oznacza się symbolem (-).
Izomeria optyczna