1.1 : Co to jest chemia organiczna?

Chemia organiczna to nauka o związkach węgla zwanych związkami organicznymi. Związki organiczne pochodzą z organizmów żywych lub są syntetyzowane przez chemików. Cechą charakterystyczną tych związków jest obecność węgla jako głównego pierwiastka, który jest związany z innymi atomami węgla i innymi pierwiastkami, takimi jak wodór, tlen, azot i siarka. Istnienie szerokiej gamy cząsteczek organicznych jest konsekwencją zdolności atomów węgla do tworzenia do czterech silnych wiązań z innymi atomami węgla, w wyniku czego powstają łańcuchy i pierścienie o wielu różnych rozmiarach, kształtach i złożoności. Jednakże niektóre związki zawierające węgiel, takie jak węglany, cyjanki i proste tlenki (CO i CO_2), nie są zazwyczaj klasyfikowane jako związki organiczne.

Najprostsze związki organiczne zawierają tylko pierwiastki węgiel i wodór i nazywane są węglowodorami. Węglowodory mogą różnić się rodzajem wiązań węgiel-węgiel występujących w ich cząsteczkach. Mogą to być alkany (zawierające tylko wiązania pojedyncze), alkeny (zawierające jedno lub więcej wiązań podwójnych) lub alkiny (zawierające jedno lub więcej wiązań potrójnych). Chociaż wszystkie węglowodory składają się tylko z dwóch rodzajów atomów (węgla i wodoru), istnieje szeroka gama węglowodorów ze względu na różną długość łańcuchów, łańcuchów rozgałęzionych i pierścieni atomów węgla lub kombinacje tych struktur. Właściwości takie jak temperatura topnienia i temperatura wrzenia zwykle zmieniają się w przewidywalny sposób wraz ze zmianą liczby atomów węgla i wodoru w cząsteczkach.

Włączenie grupy funkcyjnej do cząsteczek zawierających węgiel i wodór prowadzi do nowych rodzin związków zwanych węglowodorami funkcyjnymi. Grupa funkcyjna to charakterystyczny atom lub grupa atomów, która przede wszystkim determinuje właściwości pochodnych węglowodorów. Na przykład związkami, które mają grupę funkcyjną –OH związaną z częścią węglowodorową, są alkohole. Zgodnie z konwencją ogólny wzór alkoholu to R – OH, gdzie R oznacza część węglowodorową cząsteczki. Grupa związków zawierająca tę samą grupę funkcyjną tworzy rodzinę.

Związki organiczne są kluczowymi składnikami tworzyw sztucznych, mydeł, perfum, słodzików, tkanin, farmaceutyków i wielu innych substancji używanych codziennie. Dlatego badanie ich struktury i reakcji ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia ich funkcji w prawdziwym życiu.