Предмет изучения органической химии — соединения углерода

Предмет изучения органической химии — соединения углерода, а именно углеводороды и их производные. Эта наука разбирается в том, как устроены такие вещества, какими свойствами они обладают и как превращаются друг в друга. Название раздела химии сложилось исторически: когда-то считали, что подобные вещества образуются только в живых организмах. Сейчас известно, что это не так, но термин остался.

Почему изучают именно соединения углерода

Углерод — особый элемент. Его атомы легко соединяются друг с другом длинными цепочками, кольцами, разветвлёнными структурами. Ни один другой элемент не способен на такое разнообразие построек. Из-за этого органических соединений известно намного больше, чем неорганических, хотя в основе каждого из них лежит один и тот же атом.

Если убрать из формулы вещества атом углерода, вещество перестанет быть органическим. Это и есть главный признак, по которому вещества относят к предмету изучения органической химии.

Углеводороды как основа органической химии

Углеводороды — простейшие органические соединения. Они состоят только из атомов углерода и водорода. Ничего другого в их составе нет.

По теме: Изомерия в химии - понятие, свойства, виды и примеры изомеров органических соединений.

Углеводороды делят на несколько групп по типу связей между атомами углерода:

• предельные (алканы) — все связи одинарные;
• непредельные (алкены, алкины) — есть двойные или тройные связи;
• циклические — атомы углерода замыкаются в кольцо;
• ароматические — особый тип циклических соединений с устойчивым кольцом.

От типа связи зависит, как ведёт себя вещество: горит ли легко, вступает ли в реакции присоединения, устойчиво ли к нагреванию.

Производные углеводородов

Если в молекуле углеводорода один или несколько атомов водорода заменить на другой атом или группу атомов, получится производное. Так появляются спирты, кислоты, амины, альдегиды и множество других классов соединений.

Замена даже одного атома сильно меняет свойства вещества. Метан — это газ без запаха, а метанол, его производное со спиртовой группой, — жидкость, ядовитая при попадании внутрь организма. Такие примеры показывают, почему органическая химия уделяет производным углеводородов не меньше внимания, чем самим углеводородам.

Строение, свойства и превращения — три стороны одного вопроса

Органическая химия смотрит на вещество с трёх сторон одновременно.

Строение — это порядок, в котором атомы соединены друг с другом. Одна и та же формула может скрывать разные вещества, если атомы расположены по-разному. Такие вещества называют изомерами.

Свойства — это то, как вещество ведёт себя: температура плавления и кипения, растворимость, реакция на нагревание, горючесть.

Превращения — это реакции, в которых одно органическое вещество становится другим. Например, спирт при определённых условиях превращается в кислоту, а из простых веществ можно получить сложные полимеры.

Эти три стороны связаны напрямую: строение определяет свойства, а свойства определяют, в какие превращения вещество способно вступить.

Чем органическая химия отличается от неорганической

Граница между двумя разделами химии не абсолютная. Некоторые соединения углерода, например угольную кислоту и её соли, традиционно относят к неорганическим веществам. Это исключение объясняется историей науки, а не строгим правилом.

Частые ошибки в понимании темы

Школьники иногда путают предмет изучения органической химии с биологией. На самом деле биология изучает живые организмы целиком, а органическая химия — вещества, из которых эти организмы состоят, и множество других соединений углерода, которые в природе не встречаются вовсе.

Ещё одна ошибка — считать, что органическое вещество обязательно должно быть получено из живого организма. Химики давно научились синтезировать органические соединения из простых неорганических веществ в лаборатории. Само название науки — память о старых представлениях, а не описание современного положения дел.

Вопросы и ответы по теме

Чем органические вещества отличаются от неорганических на практике

Проще всего проверить по составу: если в формуле есть углерод, соединённый с водородом или другими атомами через цепочку связей, вещество скорее всего органическое. Дополнительный признак — горючесть: большинство органических веществ горят с образованием углекислого газа и воды.

Можно ли получить органическое вещество без участия живых организмов

Да, современная химия умеет синтезировать органические соединения из простых неорганических исходных веществ. Такие реакции проводят и в промышленности, и в школьных лабораториях на простых примерах.

Почему у органических соединений так много разновидностей

Причина в свойствах самого атома углерода: он способен образовывать длинные цепи, ветвления и кольца, соединяясь сразу с четырьмя другими атомами. Из-за этого даже небольшая замена одной группы атомов на другую даёт совершенно новое вещество со своими свойствами.

Легче всего запомнить предмет органической химии через одно слово — углерод. Если в веществе есть углерод, соединённый цепочками с другими атомами, — перед тобой область органической химии. Всё остальное относится к неорганической химии, за редкими историческими исключениями.

Читайте также

• Именные реакции в органической химии - список уравнений и правил
• Основы социальной информатики - предмет изучения и задачи