Co jsou organické látky?

Jméno organická hmota se objevil v raném stadiu vývoje chemie během dominance vitalistických názorů, které navazovaly na tradici Aristotela a Plinia Staršího o rozdělení světa na živý a neživý. Látky se dělily na minerální – patřící do říše minerálů a organické – patřící do říše zvířat a rostlin. Věřilo se, že syntéza organických látek vyžaduje zvláštní „životní sílu“ (lat. vis vitalis ), vlastní pouze živým věcem, a proto je syntéza organických látek z anorganických nemožná. Tuto myšlenku vyvrátil Friedrich Wöhler v roce 1828 syntézou „organické“ močoviny z „minerálního“ kyanátu amonného, ​​ale rozdělení látek na organické a anorganické se v chemické terminologii zachovalo dodnes.

Počet známých organických sloučenin je téměř 27 milionů

Informace musí být ověřitelné, jinak mohou být zpochybněny a vymazány.
Tento článek můžete upravit přidáním odkazů na autoritativní zdroje.
Tato značka je nastavena 22 2012 марта.

. Organické sloučeniny jsou tedy největší třídou chemických sloučenin. Rozmanitost organických sloučenin je spojena s jedinečnou vlastností uhlíku tvořit řetězce atomů, což je zase způsobeno vysokou stabilitou (tj. energií) vazby uhlík-uhlík. Vazba uhlík-uhlík může být buď jednoduchá, nebo vícenásobná – dvojitá, trojitá. S rostoucí násobností vazby uhlík-uhlík roste její energie, tedy stabilita, a zmenšuje se její délka. Vysoká valence uhlíku – 4, stejně jako schopnost tvořit vícenásobné vazby, umožňuje tvorbu struktur různých rozměrů (lineární, ploché, trojrozměrné).

Klasifikace

Hlavní třídy organických sloučenin biologického původu – bílkoviny, lipidy, sacharidy, nukleové kyseliny – obsahují kromě uhlíku především vodík, dusík, kyslík, síru a fosfor. Proto „klasické“ organické sloučeniny obsahují především vodík, kyslík, dusíku и síra – navzdory skutečnosti, že prvky, které tvoří organické sloučeniny, kromě uhlíku, může být téměř jakýkoli prvek.

Sloučeniny uhlíku s dalšími prvky tvoří zvláštní třídu organických sloučenin – organoprvkové sloučeniny. Organokovové sloučeniny obsahují vazbu kov-uhlík a tvoří širokou podtřídu organoprvkových sloučenin.

Charakteristické vlastnosti

Existuje několik důležitých vlastností, které rozlišují organické sloučeniny do samostatné, jedinečné třídy chemických sloučenin.

1. Odlišná topologie tvorby vazeb mezi atomy tvořícími organické sloučeniny (především atomy uhlíku) vede ke vzniku izomerů – sloučenin, které mají stejné složení a molekulovou hmotnost, ale mají odlišné fyzikálně-chemické vlastnosti. Tento jev se nazývá izomerie.
2. Fenomén homologie je existence řad organických sloučenin, ve kterých se vzorec libovolných dvou sousedů řady (homologů) liší stejnou skupinou – homologický rozdíl CH₂. Řada fyzikálně-chemických vlastností se k prvnímu přiblížení symbaticky mění [neznámý termín] podél homologické řady. Tato důležitá vlastnost se využívá v materiálové vědě při hledání látek s předem určenými vlastnostmi.

Názvosloví organických sloučenin

Organické názvosloví je systém klasifikace a pojmenování organických látek. Nomenklatura IUPAC je v současné době běžná.

Klasifikace organických sloučenin je založena na důležitém principu, že fyzikální a chemické vlastnosti organické sloučeniny jsou v první aproximaci určeny dvěma hlavními kritérii – strukturou uhlíkového skeletu sloučeniny a jejími funkčními skupinami.

Podle charakteru uhlíkového skeletu lze organické sloučeniny rozdělit na acyklické a cyklické. Mezi acyklickými sloučeninami se rozlišují nasycené a nenasycené. Cyklické sloučeniny se dělí na karbocyklické (alicyklické a aromatické) a heterocyklické.

• Organické sloučeniny
  • Uhlovodíky
    • Acyklické sloučeniny
      • Nasycené uhlovodíky (alkany)
      • Nenasycené uhlovodíky
        • alkeny
        • alkyny
        • Alkadieny (dienové uhlovodíky)
        • Karbocyklické sloučeniny
          • Alicyklické sloučeniny
          • aromatické sloučeniny
          • Alkoholy, fenoly
          • Aldehydy, ketony
          • karboxylové kyseliny
          • Estery
          • Tuky
          • Sacharidy
            • monosacharidy
            • Oligosacharidy
            • Polysacharidy
            • Mukopolysacharidy

            Alifatické sloučeniny

            Alifatické sloučeniny jsou organické látky, které ve své struktuře neobsahují aromatické systémy.

            aromatické sloučeniny

            Aromatické sloučeniny neboli areny jsou organické látky, jejichž struktura zahrnuje jeden (nebo více) aromatických cyklických systémů (viz Aromatizace)

            Heterocyklické sloučeniny

            Heterocyklické sloučeniny jsou látky, jejichž molekulární struktura obsahuje alespoň jeden kruh s jedním (nebo více) heteroatomy

            Polymery

            Polymery jsou speciálním typem látky, známé také jako vysokomolekulární sloučeniny. Jejich struktura obvykle zahrnuje četné menší segmenty (sloučeniny). Tyto segmenty mohou být totožné a pak mluvíme o homopolymeru. Polymery patří do makromolekul, třídy látek sestávajících z velmi velkých molekul. Polymery mohou být organické (polyethylen, polypropylen, plexisklo atd.) nebo anorganické (silikon); syntetické (polyvinylchlorid) nebo přírodní (celulóza, škrob).

            Strukturní analýza organických látek

            V současné době existuje několik metod pro charakterizaci organických sloučenin. Krystalografie (rentgenová difrakce) je nejpřesnější metodou, vyžaduje však kvalitní krystal dostatečné velikosti pro dosažení vysokého rozlišení. Proto se tato metoda zatím příliš často nepoužívá.

            Elementární analýza je destruktivní metoda používaná ke kvantifikaci obsahu prvků v molekule látky.

            Infračervená spektroskopie (IR): používá se především k prokázání přítomnosti (nebo nepřítomnosti) určitých funkčních skupin.

            Hmotnostní spektrometrie: používá se ke stanovení molekulových hmotností látek a způsobu jejich fragmentace.

            Nukleární magnetická rezonanční NMR spektroskopie.

            Ultrafialová spektroskopie (UV): používá se k určení stupně konjugace v systému

            Další metody viz část Analytická chemie.

            Poznámky

            1. ↑ Khomchenko G.P. Příručka o chemii pro uchazeče o studium na univerzitách. — 3. vyd. kor. a doplňkové – M.: Novaya Volna Publishing House LLC, ONIKS Publishing House CJSC, 2000. s. 334. ISBN 5-7864-0103-0, ISBN 5-249-00264-1

            Organická hmota
            Uhlovodíky	Alkany · Alkeny · Arenas · Alkyny · Dieny · Cykloalkany
            Obsahující kyslík	Alkoholy Ethery Aldehydy Ketony Keteny Karboxylové kyseliny Estery Ortoestery Sacharidy Tuky Chinony Fenoly Enoly Hydroxykyseliny Oxokyseliny
            Obsahující dusík	Aminy · Aminoxidy · Amidy · Hydrazidy · Nitrosloučeniny · Nitrosloučeniny · Oximy · Nitrily · Izonitrily · Aminokyseliny · Proteiny · Peptidy
            Síra	Merkaptany Thioestery Thioestery Disulfidy Sulfonové kyseliny Thioaldehydy Thioketony Thiokarboxylové kyseliny
            S obsahem fosforu	Fosfiny · Fosfonové kyseliny · Fosfinové kyseliny · Fosfonové kyseliny · Nukleová kyselina · Nukleotidy
            Organohalogen	Organické sloučeniny fluoru Organické sloučeniny chloru Organické sloučeniny bromu Organické sloučeniny jódu
            organokřemičitý	Silany Silazany Silthians Siloxany Silikony
            Organoelement	Organogermanium · Organobor · Organocín · Organolovina · Organohliník · Organomerkur · Ostatní organokovové
            Další důležité třídy	Halogenované uhlovodíky Heterocyklické sloučeniny Perfluorované uhlovodíky

            • Organická hmota

            

            popis: Těkavé organické sloučeniny se vztahují k chemikáliím na bázi uhlovodíků. Navzdory tomu, že v přírodním prostředí mají pevné nebo kapalné skupenství agregace, dochází při pokojové teplotě k aktivnímu vypařování z jejich povrchů. Tyto plyny produkují zřetelný zápach a v některých případech toxické účinky. Seznam těkavých organických sloučenin je dlouhý. Mimo jiné to zahrnuje:

            Seznam těkavých organických sloučenin je dlouhý. Mimo jiné to zahrnuje:

            • Fenoly
            • styreny
            • Metan
            • Chlor
            • Benzol
            • tetrachlorethylen
            • Xylén
            • Aceton

            Tento seznam lze dále rozšířit. Některé látky jsou podmíněně bezpečné – to znamená, že nezpůsobují významné patologie. Jiné jsou silné karcinogeny a i malá množství mohou způsobit příznaky otravy a další problémy.

            Odkud pocházejí VOC?

            Naprostá většina VOC je antropogenní. Nacházejí se ve velkém množství průmyslových výrobků, zejména pokud obsahují ropné produkty (například plasty) nebo chemicky syntetizované látky. Patří sem lepidla, náhražky kůže, pryžové výrobky atd.

            VOC lze nalézt nejen ve výše uvedených materiálech, ale také ve vodním prostředí. Jak již bylo zmíněno, stává se to důsledkem umělých faktorů. Do vody se mohou dostat stavební materiály, palivo nebo jiné ropné produkty, alkoholy, nátěrové hmoty, aerosoly, domácí chemikálie, rozpouštědla a další materiály. Kromě toho zdroje VOC zahrnují odpadní produkty bakterií a také kondenzáty, které vznikají při spalování organických látek, zejména surového dřeva.

            Výše uvedené sloučeniny vstupují do vody následujícími způsoby:

            • Průmyslové odpadní vody
            • Emise částic z potrubí
            • Zařízení na mytí a čištění v blízkosti vodní plochy
            • Nesprávná likvidace nebezpečných látek na skládkách

            I když se přímo u zdroje nehromadí odpadky, nezapomínejte, že mohou cestovat na velké vzdálenosti s usazeninami znečištění. Navíc končí v podzemních vodách. K účinkům těchto materiálů jsou nejvíce náchylné horní vodonosné vrstvy, protože voda, která prochází tenkou vrstvou horniny, nemá čas se zcela zbavit těkavých sloučenin.

            Definice

            

            Protože VOC obsahují dlouhý seznam látek s různými fyzikálními a chemickými vlastnostmi, mělo by být k jejich stanovení použito komplexní laboratorní testování. Nejčastěji používaná metoda zahrnuje dvě technologie:

            • Hmotnostní spektrometrie – určuje kvalitativní složení organických nečistot
            • Plynová chromatografie – slouží k detekci VOC, stanovení jejich koncentrace a celkového množství

            Použití kombinovaného zařízení umožňuje zvýšit přesnost měření a určit všechny typy těkavých látek, abyste pochopili, jaký podíl z celkového počtu tvoří toxické odrůdy.

            Přidělení

            Široký seznam a specifikace vlastností neumožňuje jednoznačnou standardizaci koncentrací VOC pro pitnou vodu. Například v balené vodě je povolen pouze obsah těkavých fenolů v množství nepřesahujícím 0,5 μg/l. Pokud jde o běžnou pitnou vodu, tento parametr není uveden ani v příslušných hygienických normách. To naznačuje, že tyto sloučeniny musí být identifikovány a odstraněny z vody, aby byla zajištěna její bezpečnost.

            Odpadní vody, které mají bohatší chemické složení, mohou stále obsahovat všechny typy VOC. Jejich koncentrace je nastavena na takovou hodnotu, aby se daly z vody odstranit přirozenými biochemickými procesy a nevyvolávaly nadměrné znečištění ekosystému.

            Maximální limit koncentrace těkavých organických látek v odpadních vodách je 20 mg/l.

            Dopad na tělo

            

            Při posuzování vlivu VOC by měla být hlavní pozornost věnována toxické skupině. Pouhá přítomnost těchto sloučenin ve vodě není vždy nebezpečná. Když se však odpaří, dostanou se do plic, čímž je taková voda nebezpečná i pro technické použití. Při interakci se sloučeninami, ve kterých je koncentrace VOC desítkykrát vyšší, je pozorována celková otrava – bolesti hlavy, podráždění sliznic a příznaky intoxikace. Pokud je přebytek nevýznamný, ale taková voda se používá systematicky, nastanou pro tělo následující důsledky:

            • Různé druhy alergií
            • Kardiovaskulární onemocnění
            • Onemocnění jater a ledvin
            • Zvýšené riziko vzniku rakovinných buněk

            Čištění

            VOC se z otevřených vodních ploch odstraňují pouze odstraněním příčiny znečištění, načež se příroda očistí sama. Na odpadní vody se používají provzdušňovací jednotky.

            

            O nás
            pro 5 minut