Οργανική χημεία

Ιστορία

Ο όρος οργανικό προέρχεται από τον Jons Jacob Berzelius, έναν Σουηδό επιστήμονα του 19ου αιώνα, ο οποίος χρησιμοποίησε τον όρο για να αναφερθεί στις ουσίες που υπάρχουν στα έμβια όντα. Κατά την εποχή του Berzelius, η θεωρία της ζωτικής δύναμης ήταν δημοφιλής. Η θεωρία αυτή ανέφερε ότι χρειαζόταν μια ζωτική δύναμη για την παραγωγή των οργανικών ενώσεων που υπάρχουν μόνο στα έμβια όντα. Η θεωρία της ζωτικής δύναμης άρχισε να χάνει την υποστήριξή της μετά από ένα πείραμα που διεξήγαγε το 1828 ο Friedrich Wöhler. Το έργο του έδειξε ότι η ουρία, μια οργανική ένωση, μπορούσε να δημιουργηθεί από κυανικό αμμώνιο, μια ανόργανη ένωση.

Υδρογονάνθρακες

Η μελέτη των υδρογονανθράκων αποτελεί ένα πολύ μεγάλο μέρος της οργανικής χημείας. Οι υδρογονάνθρακες είναι μόρια που περιέχουν μόνο τα στοιχεία άνθρακα και υδρογόνο με τη μορφή αλυσίδων. Οι υδρογονάνθρακες μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο κατηγορίες με βάση την παρουσία ενός δακτυλίου βενζολίου, ενός κυκλικού τύπου υδρογονάνθρακα. Οι αλειφατικοί υδρογονάνθρακες δεν περιέχουν δακτύλιο βενζολίου και οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες περιέχουν.

Αντιδράσεις

Οι αντιδράσεις της οργανικής χημείας συμβαίνουν επειδή τα ηλεκτρόνια δεν κατανέμονται ομοιόμορφα σε έναν χημικό δεσμό. Ορισμένα άτομα ή μόρια, όπως το οξυγόνο, το άζωτο και τα αρνητικά φορτισμένα ανιόντα, είναι πυρηνόφιλα επειδή έχουν επιπλέον ηλεκτρόνια και θέλουν να βρίσκονται γύρω από θετικά φορτία. Άλλα, όπως το Η+ και άλλα θετικά φορτισμένα κατιόντα, είναι ηλεκτρόφιλα και θέλουν να βρίσκονται γύρω από αρνητικά φορτία. Όταν ένα οργανικό μόριο έχει θετικό φορτίο, ονομάζεται καρβοκατιόν. Είναι επίσης ένα ηλεκτρόφιλο. Όταν τα πυρηνόφιλα και τα ηλεκτρόφιλα αναμειγνύονται, μπορεί να προκύψει μια αντίδραση.

Κοινοί μηχανισμοί αντίδρασης

Ένας μηχανισμός αντίδρασης είναι μια σειρά μικρότερων αντιδράσεων που σχηματίζουν μια συνολική αντίδραση. Δύο βασικοί τύποι μηχανισμών είναι οι αντιδράσεις υποκατάστασης και εξάλειψης. Είναι πολύ σημαντικοί στη μελέτη των μηχανισμών της οργανικής χημείας, επειδή πολλοί πιο περίπλοκοι μηχανισμοί τους χρησιμοποιούν.

Αντιδράσεις υποκατάστασης (_NS1 &_N S2)

Η πυρηνόφιλη υποκατάσταση συμβαίνει όταν ένα άτομο ή μια ομάδα ατόμων αποσπάται από ένα οργανικό μόριο και αντικαθίσταται από ένα άλλο. Εάν η αποχώρηση και η προσθήκη συμβαίνουν ταυτόχρονα, ονομάζεται αντίδραση _NS2. Εάν η αποχωρούσα ομάδα αποσπάται από το οργανικό μόριο και σχηματίζει ένα καρβοκατιόν πριν συμβεί η αντικατάσταση, ονομάζεται αντίδραση _NS1.

Αντιδράσεις αποβολής (E1 & E2)

Η απομάκρυνση συμβαίνει όταν δύο ομάδες αποσπώνται από ένα οργανικό μόριο από ένα ισχυρό οξύ και τα φορτία που προκύπτουν σχηματίζουν ένα διπλό δεσμό. Συνήθως η μία από τις ομάδες είναι ένα πυρηνόφιλο και η άλλη ένα άτομο υδρογόνου. Εάν και οι δύο ομάδες αποκολλώνται ταυτόχρονα, ονομάζεται αντίδραση Ε2. Εάν η μία ομάδα αποτραβηχτεί πρώτη και σχηματίσει καρβοκατιόν πριν απομακρυνθεί η δεύτερη ομάδα, ονομάζεται αντίδραση Ε1.

Στερεοχημεία

Η στερεοχημεία είναι η μελέτη των μορίων στο χώρο. Εξετάζει τη διάταξη των ατόμων στο εσωτερικό των μορίων στο χώρο σε σχέση μεταξύ τους και τον τρόπο με τον οποίο θα αλληλεπιδράσουν. Τα μόρια που έχουν την ίδια χημική σύσταση αλλά είναι διαφορετικά διατεταγμένα ονομάζονται ισομερή. Ο διάσημος χημικός Λουί Παστέρ ήταν ένας πρώιμος ερευνητής της στερεοχημείας.

Ένα κεντρικό μέρος της μελέτης της στεροχημείας είναι η χειραλλικότητα. Με απλά λόγια, η χειραλικότητα εξετάζει τη συμμετρία στα χημικά μόρια. Εάν ένα αντικείμενο δεν μπορεί να τοποθετηθεί πάνω στο είδωλό του, τότε πρόκειται για χειρικό αντικείμενο. Εάν μπορεί, ονομάζεται αχειρικό.

Φασματοσκοπία

Η φασματοσκοπία είναι η μελέτη των αλληλεπιδράσεων μεταξύ της φωτεινής ενέργειας και της ύλης. Είμαστε σε θέση να βλέπουμε χρώματα λόγω της απορρόφησης ενέργειας από οργανικές και ανόργανες ενώσεις. Όταν ένα φυτό υφίσταται φωτοσύνθεση, παγιδεύει ενέργεια από τον ήλιο, και αυτό αποτελεί παράδειγμα αλληλεπίδρασης μεταξύ ενέργειας και οργανικών ενώσεων.

Η φασματοσκοπία χρησιμοποιείται για την ταυτοποίηση οργανικών μορίων σε άγνωστες ενώσεις. Υπάρχουν πολλά είδη φασματοσκοπίας, αλλά τα πιο σημαντικά για την οργανική χημεία είναι η φασματοσκοπία υπερύθρου και η φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού.

Άλλοι ιστότοποι

• Πύλη για την Οργανική Χημεία
• Βοήθεια στην Οργανική Χημεία!
• Οργανική Χημεία: Χημική Βιολογία: Εισαγωγή
• MIT.edu, OpenCourseWare: Οργανική Χημεία Ι
• HaverFord.edu, Διαλέξεις Οργανικής Χημείας, Βίντεο και Κείμενο
• Journal of Organic Chemistry (απαιτείται συνδρομή) (Πίνακας περιεχομένων)
• Organic Letters (Pubs.ACS.org, Πίνακας περιεχομένων)
• Thime-Connect.com, Synlett
• Thieme-Connect.com, Σύνθεση
• Organic-Chemistry.org, Organic Chemistry Portal - Πρόσφατες περιλήψεις και (Ονομα)αντιδράσεις
• Orgsyn.org, περιοδικό σύνθεσης οργανικής χημείας
• Ochem4free.info, Αρχική σελίδα ενός πλήρους, διαδικτυακού κειμένου οργανικής χημείας με αξιολόγηση από ομοτίμους
• CEM.MSU.edu, Εικονικό εγχειρίδιο Οργανικής Χημείας
• Πηγές Οργανικής Χημείας παγκοσμίως - Συλλογή συνδέσμων
• Ακόρεστοι υδρογονάνθρακες- Αλκένια ή ολεφίνες ,[Retrived link date=August 2019]
• Organic.RogerFrost.com, Roger Frost's Organic Chemistry - μηχανισμοί και κινούμενα σχέδια για διδασκαλία και μάθηση, συνήθως για ηλικίες 15-19 ετών
• ChemHelper.com, Βοήθεια οργανικής χημείας
• Organic-Chemistry-Tutor.com, Καθηγητής Οργανικής Χημείας
• ACDlabs.com, Χημικός Freeware
• Chemaxon.com, Χημικά δωρεάν προϊόντα από την ChemAxon.
• AceOrganicChem.com,
• OrgChemInfo.8k.com, Συλλογή πόρων οργανικής χημείας
• Benzylene.com, Αντιδράσεις, μηχανισμοί και προβλήματα οργανικής χημείας
• Beilstein-Journals.org, Beilstein Journal of Organic Chemistry (Ανοικτή πρόσβαση)
• Study-Organic-Chemistry.com, Πόροι για επιτυχία στην Οργανική Χημεία