Багато сполук вуглецю були вперше виявлені в живих організмах, тому наука, яка їх вивчає, називається – органічна хімія.
Органічна хімія: основний поділ
У 1860 році французький вчений П'єр Бертло (1827–1907) опублікував методику лабораторного синтезу органічних сполук.
Органічні сполуки поділяються на дві основні групи – аліфатичні і ароматичні сполуки. До перших відносять жирні речовини, що містять відкриті ланцюги вуглецевих атомів. Ароматичні олії і спеції відносяться до ароматичних сполук, що складаються з кілець вуглецевих атомів.
Аліфатичні сполуки
Аліфатичні сполуки включають в себе аліфатичні вуглеводні, які складаються з атомів вуглецю і водню. Ці сполуки називають алканами, алкенами і алкінами. Курс «Органічна хімія», після знайомства з основами будови матерії, починається саме з вивчення цих класів речовин.
Іншу групу аліфатичних вуглеводнів складають сполуки атомів вуглецю, водню і кисню. Це спирти, альдегіди, кетони, вуглеводи і аліфатичні карбонові кислоти. Аліфатична група часто має більш складний склад, що включає такі додаткові елементи, як азот, сірка і фосфор. Прикладом цих сполук є амінокислоти і білки, наявні в живих організмах.
До алканів, відомих як парафіни, відносяться такі гази, як метан і етан. Метан – це основний компонент природного газу, а етан використовується при синтезі різних органічних сполук.
Найважливішим алкеном є етилен, який застосовується для синтезу етиленгліколю (антифриз) і таких полімерів, як полістирол, полівінілхлорид (ПВХ) та поліетилен.
З алкінів найбільш відомий ацетилен, що застосовується в киснево-ацетиленовому зварюванні та різанні металів.
Спирти включають в себе етанол (або етиловий спирт) і метанол (метиловий спирт). Етанол використовується при виготовленні спиртних напоїв, а метанол як розчинник.
При окисленні спиртів утворюються альдегіди і кетони. Подальшим окисленням цих сполук отримують карбонові кислоти. Найпростішим альдегідом є формальдегід, водний розчин якого називається формаліном і використовується для зберігання біологічних зразків завдяки своїй бактерицидній дії. Також формальдегід застосовується при виробництві деяких видів полімерів. Найбільш відомим кетоном є розчинник ацетон.
Органічна хімія вивчає і значно складніші за будовою речовини – вуглеводи, які включають в себе цукри, крохмалі і рослинну клітковину. Вуглевод целюлоза – основний «будматеріал» стінок рослинних клітин, і, отже, головний компонент деревини і бавовни. Целюлоза також застосовується для виробництва полімерів – наприклад, целофану.
Ароматичні сполуки
Ароматичні сполуки широко застосовуються при виробництві полімерів, а також у фармацевтичній і лакофарбовій промисловості. Основою цих сполук є бензол, який отримують з вугільної смоли і нафти. Хлористий бензол утворюється при взаємодії хлору і бензолу і використовується як розчинник у фармацевтичній промисловості.
Толуол, який отримують з бензолу в ході процесу під назвою алкілування, є розчинником для смол, гуми і полімерів. На його основі виробляють також вибухову речовину тринітротолуол (ТНТ). Взагалі органічна хімія може бути небезпечною, оскільки під час експериментів із взаємодією невідомих речовин нерідко відбувалися вибухи.
Нітробензол отримують нітруванням бензолу. Його використовують для синтезу аніліну, який застосовують у виробництві полімерів, лакофарбовій та фармацевтичній промисловості.
Читайте також:
