Tęsiame su V skyriumi - Organinės chemijos pagrindai, o ankstesnius skyrius galima rasti 11 klasės konspekto dalyje. Gero mokymosi! 📚
V. Organinės chemijos pagrindai
Organinė chemija - tai chemijos šaka, nagrinėjanti anglies junginius, jų struktūrą, savybes, reakcijas, gavimo ir panaudojimo būdus. Anglis yra unikalus elementas, galintis sudaryti ilgas grandines ir žiedus, jungdamasis su kitais anglies atomais bei kitais elementais, tokiais kaip vandenilis, deguonis, azotas, siera, halogenai. Dėl šios savybės anglies junginių įvairovė yra milžiniška - jų žinoma daugiau nei visų kitų elementų junginių kartu sudėjus.
1. Angliavandeniliai
Angliavandeniliai - tai organiniai junginiai, sudaryti tik iš anglies (C) ir vandenilio (H) atomų. Jie yra pagrindinė naftos, gamtinių dujų ir akmens anglies sudedamoji dalis. Angliavandeniliai skirstomi į kelias klases:
Alkanai
Alkanai - tai sotieji angliavandeniliai, kurių molekulėse tarp anglies atomų yra tik viengubieji ryšiai (C-C). Jų bendroji formulė yra CnH₂n+₂, kur n - anglies atomų skaičius.
- Pavadinimai: Pirmųjų keturių alkanų pavadinimai yra metanas (CH₄), etanas (C₂H₆), propanas (C₃H₈) ir butanas (C₄H₁₀). Nuo penktojo nario pavadinimai sudaromi naudojant graikiškus skaitvardžius, nurodančius anglies atomų skaičių, ir priesagą -anas. Pvz., pentanas (C₅H₁₂), heksanas (C₆H₁₄), heptanas (C₇H₁₆) ir t.t.
- Struktūra: Alkanų molekulės gali būti tiesios grandinės arba šakotos.
- Savybės: Alkanai yra nepolinės, netirpios vandenyje medžiagos. Jų virimo ir lydymosi temperatūra didėja didėjant molekulinei masei. Kambario temperatūroje pirmieji keturi alkanai yra dujos, C₅-C₁₆ alkanai - skysčiai, o aukštesnieji alkanai - kietosios medžiagos.
- Reakcijos: Alkanai yra palyginti nereaktyvūs, tačiau jie gali dalyvauti degimo ir halogeninimo reakcijose.
- Degimas: ➡️ Alkanams degant, susidaro anglies dioksidas (CO₂) ir vanduo (H₂O), išsiskiria daug šilumos. Pvz., metano degimas: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
- Halogeninimas: ➡️ Alkanai reaguoja su halogenais (pvz., chloru, bromu) šviesoje, vykdami pakaitos reakciją, kurios metu vandenilio atomas pakeičiamas halogeno atomu. Pvz., metano chlorinimas: CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl
Pavyzdys:
Metanas (CH₄) - pagrindinė gamtinių dujų sudedamoji dalis.
Apibendrinimas: Alkanai yra tarsi "sočiosios" angliavandenilių šeimos nariai, turintys tik viengubuosius ryšius tarp anglies atomų. Jie yra palyginti nereaktyvūs, bet gali degti ir reaguoti su halogenais.
Alkenai
Alkenai - tai nesotieji angliavandeniliai, kurių molekulėse tarp anglies atomų yra bent vienas dvigubasis ryšys (C=C). Jų bendroji formulė yra CnH₂n.
- Pavadinimai: Alkenų pavadinimai sudaromi iš atitinkamo alkano pavadinimo, pakeičiant priesagą -anas į -enas. Pvz., etenas (C₂H₄), propenas (C₃H₆), butenas (C₄H₈). Dvigubojo ryšio padėtis molekulėje nurodoma skaičiumi.
- Struktūra: Alkenų molekulės gali būti tiesios grandinės arba šakotos. Dvigubasis ryšys yra plokščias, t.y., visi atomai, susiję su dvigubuoju ryšiu, yra vienoje plokštumoje.
- Savybės: Alkenai yra nepolinės, netirpios vandenyje medžiagos. Jų virimo ir lydymosi temperatūra panaši į atitinkamų alkanų.
- Reakcijos: Alkenai yra reaktyvesni už alkanus dėl dvigubo ryšio. Jie gali dalyvauti prijungimo reakcijose, kurių metu prie dvigubo ryšio prisijungia kitos molekulės.
- Hidrinimas: ➡️ Alkenai reaguoja su vandeniliu (H₂), dalyvaujant katalizatoriui (pvz., Pt, Pd, Ni), sudarydami alkanus. Pvz., eteno hidrinimas: CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃-CH₃
- Halogeninimas: ➡️ Alkenai lengvai reaguoja su halogenais (pvz., chloru, bromu), sudarydami dihalogenalkanus. Pvz., eteno brominimas: CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br-CH₂Br
- Hidrohalogeninimas: ➡️ Alkenai reaguoja su vandenilio halogenidais (pvz., HCl, HBr), sudarydami halogenalkanus. Pvz., propeno reakcija su HCl: CH₃-CH=CH₂ + HCl → CH₃-CHCl-CH₃
- Hidratacija: ➡️ Alkenai reaguoja su vandeniu (H₂O), dalyvaujant rūgštiniam katalizatoriui, sudarydami alkoholius. Pvz., eteno hidratacija: CH₂=CH₂ + H₂O → CH₃-CH₂OH
Pavyzdys:
Etenas (C₂H₄) - naudojamas polietileno gamyboje.
Apibendrinimas: Alkenai yra tarsi "aktyvesni" angliavandenilių šeimos nariai, turintys dvigubąjį ryšį, kuris lemia jų didesnį reaktyvumą ir gebėjimą dalyvauti prijungimo reakcijose.
Alkinai
Alkinai - tai nesotieji angliavandeniliai, kurių molekulėse tarp anglies atomų yra bent vienas trigubasis ryšys (C≡C). Jų bendroji formulė yra CnH₂n-₂.
- Pavadinimai: Alkinų pavadinimai sudaromi iš atitinkamo alkano pavadinimo, pakeičiant priesagą -anas į -inas. Pvz., etinas (C₂H₂), propinas (C₃H₄), butinas (C₄H₆). Trigubojo ryšio padėtis molekulėje nurodoma skaičiumi.
- Struktūra: Alkinų molekulės gali būti tiesios grandinės arba šakotos. Trigubasis ryšys yra tiesinis, t.y., visi atomai, susiję su trigubuoju ryšiu, yra vienoje tiesėje.
- Savybės: Alkinai yra nepolinės, netirpios vandenyje medžiagos. Jų virimo ir lydymosi temperatūra panaši į atitinkamų alkanų ir alkenų.
- Reakcijos: Alkinai yra dar reaktyvesni už alkenus dėl trigubo ryšio. Jie gali dalyvauti prijungimo reakcijose, kurių met...