Kemiallinen yhdiste

Kemiallinen yhdiste  on monimutkainen aine , joka koostuu kahden tai useamman alkuaineen kemiallisesti sitoutuneista atomeista (heteronukleaarisista molekyyleistä). Joitakin yksinkertaisia ​​aineita voidaan pitää myös kemiallisina yhdisteinä, jos niiden molekyylit koostuvat atomeista, jotka on yhdistetty kovalenttisella sidoksella ( typpi , happi , jodi , bromi , kloori , fluori , oletettavasti astatiini ) [2] . Inerttejä (jalo)kaasuja ja atomivetyä ei voida pitää kemiallisina yhdisteinä.

Historia

Kemiallisen yhdisteen käsitteen muotoilemisessa Joseph Proustin vuonna 1799 [3] keksimä koostumuksen pysyvyyden laki oli tärkeä . Tämä laki sanoo, että riippumatta siitä, kuinka tietty yhdiste on saatu, se koostuu aina samoista kemiallisista alkuaineista, ja näiden alkuaineiden massojen suhde ilmaistaan ​​pieninä kokonaislukuina. Muutamaa vuotta myöhemmin, vuonna 1803 , John Dalton muotoili useiden suhteiden lain , jonka mukaan silloin, kun tietyistä alkuaineista voidaan muodostaa kaksi yhdistettä, toisen tällaiset massat yhdistetään niistä ensimmäisen tiettyyn massaan. , että niiden suhde antaa myös kokonaisluvun [4] [ 5] [6] . Nämä kaksi lausuntoa tasoittivat tietä aineen atomirakenteen ymmärtämiselle.

Rakennekaavan käsitteen esitteli 1850-luvulla saksalainen kemisti Friedrich August Kekule von Stradonitz [7] [8] .

Laadullinen ja määrällinen koostumus

Kemiallisen yhdisteen koostumus kirjoitetaan kemiallisten kaavojen muodossa , ja rakenne esitetään usein rakennekaavoilla . Systemaattinen nimi ( IUPAC -nimikkeistö) kertoo myös yhdisteen koostumuksen.

Suurimmassa osassa tapauksista kemialliset yhdisteet noudattavat koostumuksen pysyvyyden lakia ja useiden suhteiden lakia . Kuitenkin tunnetaan melko paljon yhdisteitä, joiden koostumus vaihtelee ( berthollidit ), esim.

PaO 2,18 -PaO 2,21 . _

Kemiallisen yhdisteen laadullisen ja kvantitatiivisen koostumuksen määrittämiseksi käytetään erilaisia ​​kemiallisia analyysimenetelmiä (esimerkiksi kolorimetriaa , kromatografiaa ). Nämä menetelmät ovat analyyttisen kemian tutkimuksen kohteena .

Yhdisteiden ja seosten väliset erot

Yhdisteiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet eroavat yksinkertaisten aineiden seoksen ominaisuuksista  - tämä on yksi tärkeimmistä kriteereistä yhdisteen erottamiseksi yksinkertaisten tai monimutkaisten aineiden seoksista, koska seoksen ominaisuudet liittyvät yleensä läheisesti ominaisuuksiin. komponenteista. Erotteluperusteena on myös se, että seos voidaan yleensä erottaa aineosiksi ei-kemiallisilla prosesseilla, kuten seulomalla, suodattamalla, haihduttamalla, magneeteilla, kun taas kemiallisen yhdisteen komponentit voidaan erottaa vain kemiallisella reaktiolla. Sitä vastoin seoksia voidaan luoda ilman kemiallista reaktiota, mutta yhdisteitä ei.

Jotkut seokset ovat niin läheistä sukua, että osa niiden ominaisuuksista on samankaltainen kuin kemiallisten yhdisteiden, ja ne on helppo sekoittaa. Yleisin esimerkki tällaisista seoksista ovat metalliseokset . Seokset valmistetaan fysikaalisilla prosesseilla, yleensä sulattamalla ja sekoittamalla komponentteja, minkä jälkeen jäähdytetään.

Esimerkki kemiallisista yhdisteistä, jotka ovat ominaisuuksiltaan samanlaisia, mutta jotka eivät ole seoksia tai seoksia, ovat metallien välisiä yhdisteitä .

Kemialliset reaktiot

Kemiallisia yhdisteitä syntyy kemiallisten reaktioiden seurauksena . Yhdistetyt aineet voivat hajota muodostaen useita muita aineita. Kemiallisten yhdisteiden muodostumiseen liittyy energian vapautuminen ( eksoterminen reaktio ) tai absorptio ( endoterminen reaktio ). Kemiallisten yhdisteiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet eroavat niiden aineiden ominaisuuksista, joista ne on johdettu. Kemialliset yhdisteet jaetaan epäorgaanisiin ja orgaanisiin . Tunnetaan yli 100 tuhatta epäorgaanista ja yli 3 miljoonaa orgaanista yhdistettä. Jokaisella kirjallisuudessa kuvatulla kemiallisella yhdisteellä on yksilöllinen tunniste - CAS - numero .

Kemiallisten yhdisteiden luokat

Kemialliset yhdisteet jaetaan luokkiin: epäorgaaniset ja orgaaniset . Jälkimmäiset sisältävät laajassa merkityksessä organoelementtiyhdisteet : organoboroni , organopii , organofosfori jne.

Jotkut monimutkaiset epäorgaaniset yhdisteet:

Orgaaninen aine

Orgaaniset yhdisteet, orgaaniset aineet - kemiallisten yhdisteiden luokka, joka sisältää hiiltä (lukuun ottamatta karbideja , hiilihappoa , karbonaatteja , hiilioksideja ja syanideja ) . [9]

Epäorgaaniset aineet

Epäorgaaninen aine tai epäorgaaninen yhdiste on kemiallinen yhdiste, joka ei ole orgaaninen eli se ei sisällä hiiltä (paitsi karbidit , syanidit , karbonaatit , hiilioksidit ja eräät muut yhdisteet, jotka on perinteisesti luokiteltu epäorgaanisiksi ). Epäorgaanisilla yhdisteillä ei ole tyypillistä orgaanista hiilirunkoa.

Orgaanisten yhdisteiden pääryhmien kuvaus

Hiilivedyt

Orgaaniset yhdisteet , jotka koostuvat yksinomaan hiili - ja vetyatomeista | Hiilivetyjä pidetään orgaanisen kemian perusyhdisteinä, kaikkia muita orgaanisia yhdisteitä pidetään niiden johdannaisina. Koska hiilellä on neljä valenssielektronia ja vedyllä  yksi, yksinkertaisin hiilivety on metaani ( CH 4 ). Hiilivetyjä systematisoitaessa otetaan huomioon hiilirungon rakenne ja hiiliatomeja yhdistävien sidosten tyyppi . Hiilirungon rakenteen topologiasta riippuen hiilivedyt jaetaan asyklisiin ja karbosyklisiin . Hiili-hiilisidosten lukumäärästä riippuen hiilivedyt jaetaan tyydyttyneisiin ( alkaanit ) ja tyydyttymättömiin ( alkeenit , alkyynit , dieenit ). Sykliset hiilivedyt jaetaan alisyklisiin ja aromaattisiin .

Alkoholit

orgaaniset yhdisteet, jotka sisältävät yhden tai useamman hydroksyyliryhmän (hydroksyyli, -O H ) , jotka on suoraan liitetty tyydyttyneeseen ( sp3 -hybridisaatiotilassa olevaan ) hiiliatomiin [10] . Alkoholeja voidaan pitää veden johdannaisina ( H−O−H ) , joissa yksi vetyatomi on korvattu orgaanisella funktionaalisella ryhmällä : R−O−H . IUPAC-nimikkeistössä yhdisteille , joissa hydroksyyliryhmä on sitoutunut tyydyttymättömään ( sp²- hybridi ) hiiliatomiin, nimet " enolit " (hydroksyyli on sidottu vinyylin C=C-sidokseksi) [11] ja " fenolit " (hydroksyyli ) on sitoutunut bentseeniin tai muuhun aromaattiseen renkaaseen) [12] . Alkoholit ovat laaja ja monipuolinen yhdisteluokka: ne ovat hyvin yleisiä luonnossa ja suorittavat usein tärkeitä tehtäviä elävissä organismeissa. Alkoholit ovat tärkeitä yhdisteitä orgaanisen synteesin kannalta , ei vain kiinnostavina lopputuotteina, vaan myös välituotteina, joilla on useita ainutlaatuisia kemiallisia ominaisuuksia. Lisäksi alkoholit ovat teollisesti tärkeitä tuotteita ja niillä on mahdollisimman laaja käyttö sekä teollisuudessa että jokapäiväisissä sovelluksissa.

Eetterit

Eetterit ovat orgaanisia aineita , joilla on kaava R- O - R1 , jossa R ja R1  ovat hiilivetyradikaaleja . On kuitenkin pidettävä mielessä, että tällainen ryhmä voi olla osa muita yhdisteiden funktionaalisia ryhmiä, jotka eivät ole yksinkertaisia ​​eettereitä (katso happea sisältävät orgaaniset yhdisteet ).

Esterit ovat oksohappojen ( sekä karboksyyli- että mineraalihappojen ) R k E (= O) l (OH) m , (l ≠ 0) johdannaisia, jotka ovat muodollisesti happofunktion hydroksyylien -OH vetyatomien substituutiotuotteita. hiilivetyjäännös (alifaattinen, alkenyyli, aromaattinen tai heteroaromaattinen); katsotaan myös alkoholien asyylijohdannaisiksi . IUPAC-nimikkeistössä esterit sisältävät myös alkoholien kalkogenidianalogien ( tiolit , selenolit ja tellurolit) asyylijohdannaiset [13] . Ne eroavat eettereistä , joissa kaksi hiilivetyradikaalia on yhdistetty happiatomilla (R 1 —O—R 2 ).

Aldehydit

Luokka orgaanisia yhdisteitä, jotka sisältävät karbonyyliryhmän (C=O), jossa on yksi alkyyli- tai aryylisubstituentti . Aldehydit ja ketonit ovat hyvin samankaltaisia, ero on siinä, että jälkimmäisillä on kaksi substituenttia karbonyyliryhmässä . "Hiili-happi"-kaksoissidoksen polarisaatio mesomeerikonjugaation periaatteen mukaisesti mahdollistaa seuraavien resonanssirakenteiden kirjoittamisen : . Tällainen varausten erottelu on vahvistettu fysikaalisilla tutkimusmenetelmillä ja se määrittää suurelta osin aldehydien reaktiivisuuden voimakkaina elektrofiileina . Yleensä aldehydien kemialliset ominaisuudet ovat samanlaisia ​​kuin ketonien , mutta aldehydit ovat aktiivisempia, mikä liittyy suurempaan sidospolarisaatioon. Lisäksi aldehydeille on tunnusomaista ketoneille epätyypilliset reaktiot, esimerkiksi hydratoituminen vesiliuoksessa: metanaalille se on vielä suuremman sidospolarisaation vuoksi täydellinen ja muille aldehydeille osittainen: . Yksinkertaisimmilla aldehydeillä on terävä tyypillinen haju (esimerkiksi bentsaldehydi  - mantelien tuoksu ). Hydroksyyliamiinin vaikutuksesta ne muuttuvat oksiimeiksi :

Ketonit

Orgaaniset aineet, joiden molekyyleissä karbonyyliryhmä on sitoutunut kahteen hiilivetyradikaaliin. Ketonien yleinen kaava: R1 - CO- R2 . Muiden karbonyyliyhdisteiden joukossa ketoneissa tarkalleen kaksi hiiliatomia, jotka ovat sitoutuneet suoraan karbonyyliryhmään, erottavat ne karboksyylihapoista ja niiden johdannaisista sekä aldehydeistä .

Karboksyylihapot

Luokka orgaanisia yhdisteitä, joiden molekyylit sisältävät yhden tai useamman funktionaalisen karboksyyliryhmän -COOH. Happamat ominaisuudet selittyvät sillä, että tämä ryhmä voi suhteellisen helposti pilkkoa protonin . Harvinaisia ​​poikkeuksia lukuun ottamatta karboksyylihapot ovat heikkoja. Esimerkiksi etikkahapon CH 3 COOH happamuusvakio on 1,75⋅10 -5 . Di- ja trikarboksyylihapot ovat vahvempia kuin monokarboksyylihapot.

Amidit

Oksohappojen (sekä karboksyyli- että mineraalihappojen ) johdannaiset R k E (= O) l (OH) m , (l ≠ 0), jotka ovat muodollisesti tuotteita happofunktion hydroksyyliryhmien -OH substituutiosta aminoryhmällä (substituoimaton) ja korvattu); katsotaan myös amiinien asyylijohdannaisiksi . Yhdisteitä, joissa on yksi, kaksi tai kolme asyylisubstituenttia typpiatomissa, kutsutaan primäärisiksi, sekundaarisiksi ja tertiäärisiksi amideiksi, sekundaarisia amideja kutsutaan myös imideiksi . Karboksyylihappojen amideja - karboksamideja RCO–NR 1 R2 ( jossa R1 ja R2 ovat vety, asyyli tai alkyyli, aryyli tai muu hiilivetyradikaali) kutsutaan yleensä amideiksi, muiden happojen tapauksessa IUPAC:n mukaisesti. suositukset, kun amidia nimetään etuliitteenä, happotähteen nimi ilmoitetaan, esimerkiksi sulfonihappojen amidit RS (= O 2 NH 2 kutsutaan sulfamidiksi . Amidien analogeja, jotka ovat muodollisesti kalkogeenin hapen korvaamisen tuotteita , Niitä kutsutaan tioamideiksi , selenamideiksi ja telluroamideiksi [14] .

Amiinit

Orgaaniset yhdisteet , jotka ovat ammoniakin johdannaisia , joiden molekyylissä yksi, kaksi tai kolme vetyatomia on korvattu hiilivetyradikaaleilla . Substituoitujen vetyatomien lukumäärän mukaan erotetaan primaariset (yksi vetyatomi korvataan), sekundaariset (kaksi kolmesta vetyatomista korvataan) ja tertiääriset (kolme kolmesta vetyatomista korvataan) amiinit, vastaavasti. Kvaternäärinen ammoniumyhdiste , jonka muoto on [R4N ] + Cl- , on ammoniumsuolan orgaaninen analogi . Typpeen liittyvän orgaanisen ryhmän luonteen perusteella erotetaan alifaattiset CH 3 - N <, aromaattiset C 6 H 5 - N < ja rasva-aromaattiset (sisältää aromaattisia ja alifaattisia radikaaleja) amiinit. Molekyylissä olevien NH2 - ryhmien lukumäärän mukaan amiinit jaetaan monoamiineihin , diamiineihin , kolmeen amiiniin ja niin edelleen.

CAS-rekisteröintinumero

Kaikille kemikaaleille ja siten kaikille tieteellisessä kirjallisuudessa kuvatuille kemiallisille yhdisteille on annettu CAS-numero , kemiallinen abstrakti palvelu, jonka avulla aine voidaan tunnistaa tietokannoista, kuten PubChem .

Kirjallisuus

  1. Alkoholit // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
  2. Korkeammat rasva-alkoholit (käyttöalueet, tuotantomenetelmät, fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet) / Toimittanut S. M. Loktev. - M . : "Kemia", 1970. - 329 s.
  3. Kurts A. L., Brusova G. P., Demyanovitš V. M. Yksi- ja kaksiarvoiset alkoholit, eetterit ja niiden rikkianalogit . Koulutusmateriaalit. Orgaaninen kemia . Chemnet. Moskovan valtionyliopiston kemian tiedekunta (1999). Haettu: 10. heinäkuuta 2010.
  4. Markizova N. F., Grebenyuk A. N., Basharin V. A., Bonitenko E. Yu. Alkoholit. - Pietari. : "Foliant", 2004. - 112 s. — (Toksikologia lääkäreille). - ISBN 5-93929-089-2 .
  5. Reutov O.A., Kurts A.L., Butin K.P. Organic chemistry. - 3. painos - M . : Binom. Knowledge Laboratory, 2010. - Vol. 2. - ISBN 978-5-94774-614-9 .
  6. Alkoholit . Työsuojelun ja turvallisuuden tietosanakirja. Osa IV. XVIII jakso. Lähdekirjat. Yleiskatsaus kemiallisiin yhdisteisiin . Työturvallisuuden, työsuojelun ja työmarkkinaosapuolten instituutti. Haettu: 27. joulukuuta 2010.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ katso Parallel Gaze Method
  2. ↑ Kemiallinen yhdiste - artikkeli Suuresta Neuvostoliitosta Encyclopediasta . 
  3. ↑ Proust, J.-L. (1799). Tutkimuksia kuparista, Ann. chim. 32 :26-54 . Ote , Henry M. Leicester ja Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry, 1400-1900 , Cambridge, MA: Harvard, 1952. Käytetty 2008-05-08.
  4. ↑ Helmenstine, Anne Useiden suhteiden laki ongelma . 1 . Käyttöpäivä: 31. tammikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 7. joulukuuta 2012.
  5. ↑ useiden suhteiden lain määritelmä
  6. ↑ useiden suhteiden laki (kemia  ) . — artikkeli Encyclopædia Britannica Onlinesta .
  7. ↑ elokuu Kekule. Über die sg gepaarten Verbindungen und die Theorie der mehratomigen Radicale  (saksa)  // Annalen der Chemie und Pharmacie : myymälä. - 1857. - Bd. 104 , no. 2 . - S. 129-150 . - doi : 10.1002/jlac.18571040202 .
  8. ↑ elokuu Kekule. Ueber die Constitution und die Metamorphosen der chemischen Verbindungen und über die chemische Natur des Kohlenstoffs  (saksa)  // Annalen der Chemie und Pharmacie : myymälä. - 1858. - Bd. 106 , nro. 2 . - S. 129-159 . - doi : 10.1002/jlac.18581060202 .
  9. ↑ Khomchenko G.P. Kemiakäsikirja yliopistoihin hakijoille. - 3. painos oikea ja ylimääräistä - M .: Publishing House New Wave LLC, CJSC Publishing House ONIKS, 2000. s. 334. ISBN 5-7864-0103-0 , ISBN 5-249-00264-1
  10. ↑ Alkoholit  . _ IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2. painos. ("kultakirja"). doi : 10.1351/goldbook.A00204 . Haettu 2. syyskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 21. elokuuta 2011.
  11. ↑ Enolit  . _ IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2. painos. ("kultakirja"). doi : 10.1351/goldbook.E02124 . Haettu 2. syyskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 21. elokuuta 2011.
  12. ↑ Fenolit  . _ IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2. painos. ("kultakirja"). doi : 10.1351/goldbook.P04539 . Haettu 2. syyskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 21. elokuuta 2011.
  13. ↑ esterit // IUPAG Gold Book
  14. ↑ amidit // IUPAC Gold Book

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa