Chemie · Střední škola · kapitola 7

Organická chemie

Organické sloučeniny jsou postaveny na kostře z atomů uhlíku. Jejich vlastnosti určují funkční skupiny – stejná skupina –OH dává podobné chování methanolu, ethanolu i cholesterolu. Pochopit funkční skupiny znamená pochopit organickou chemii.

1Základy

Atom uhlíku je čtyřvazný a tvoří stálé vazby sám se sebou. Organické sloučeniny mají převážně kovalentní vazby, bývají hořlavé, mají nižší teploty tání a varu a reagují pomaleji než anorganické iontové látky.

2Izomerie

Izomery mají stejný souhrnný vzorec, ale jinou strukturu a vlastnosti.

3Typy reakcí a činidel

Elektronové efekty: indukční (posun elektronů σ-vazbou k elektronegativnějšímu atomu) a mezomerní (posun π-elektronů v konjugovaných soustavách). Štěpení vazby může být homolytické (vznikají radikály) nebo heterolytické (vznikají ionty). Činidla: radikály, elektrofily (hledají elektrony: H+, NO2+, Br+) a nukleofily (mají volný pár nebo záporný náboj: OH−, NH3, H2O).

Typ reakcePodstataPříklad
substituce (S)nahrazení atomu nebo skupinychlorace methanu (radikálová SR), nitrace benzenu (elektrofilní SE), hydrolýza halogenderivátu (nukleofilní SN)
adice (A)připojení na násobnou vazbuethen + Br2 → 1,2-dibromethan (důkaz násobné vazby – odbarvení bromové vody); hydrogenace; adice HX podle Markovnikovova pravidla (H na uhlík s více vodíky)
eliminace (E)odštěpení malé molekuly, vznik násobné vazbydehydratace ethanolu na ethen
přesmykpřeskupení atomů v molekuletautomerie
redoxní reakceoxidace / redukcealkohol → aldehyd → kyselina

4Uhlovodíky

Zdroje: ropa (frakční destilace, krakování, reformování), zemní plyn, uhlí (karbonizace – koks, dehet).

5Deriváty uhlovodíků

SkupinaFunkční skupinaPříklady a význam
halogenderiváty–X (F, Cl, Br, I)chloroform, tetrachlormethan, freony (ozonová díra), PVC, teflon (PTFE), DDT
alkoholy–OH na sp3 uhlíkumethanol (jed), ethanol (kvašení, nápoje, palivo), ethan-1,2-diol (nemrznoucí kapaliny, jedovatý), glycerol (propan-1,2,3-triol)
fenoly–OH na aromatickém jádrufenol (kyselejší než alkoholy, dezinfekce, plasty – bakelit)
etheryR–O–Rdiethylether (dříve narkóza, rozpouštědlo)
aldehydy–CHOformaldehyd (formalín, pryskyřice), acetaldehyd; důkaz: Tollensovo činidlo (stříbrné zrcátko), Fehlingovo činidlo
ketonyR–CO–Raceton (rozpouštědlo, vzniká i v těle při hladovění a cukrovce)
karboxylové kyseliny–COOHmravenčí, octová, máselná, mastné kyseliny (palmitová, stearová, olejová), šťavelová, mléčná, citronová, benzoová (konzervant)
deriváty kyselinestery –COOR, amidy –CONH2, anhydridy, halogenidyestery – vůně ovoce, tuky, polyestery; amidy – močovina, peptidová vazba
aminy–NH2methylamin, anilin (barviva); zásadité, zápach ryb
nitrosloučeniny–NO2nitrobenzen, trinitrotoluen (TNT); nitroglycerin je ve skutečnosti ester (glyceroltrinitrát – dynamit, lék na srdce)
heterocyklykruh s N, O, Spyridin, pyrrol (hem, chlorofyl), purin a pyrimidin (báze DNA), furan

Oxidační řada: primární alkohol → aldehyd → karboxylová kyselina, sekundární alkohol → keton, terciární alkohol se snadno neoxiduje. Esterifikace: kyselina + alkohol ⇌ ester + voda (katalyzuje H2SO4); zpětná reakce v zásaditém prostředí je zmýdelnění. Vodíkové vazby zvyšují teploty varu alkoholů a kyselin – ethanol vře při 78 °C, stejně těžký propan při −42 °C.

6Makromolekulární látky

Podle chování za tepla: termoplasty (měknou, lze je recyklovat přetavením), reaktoplasty (zesíťované, teplem se nemění). Elastomery – kaučuk vulkanizovaný sírou (pryž). Biologicky odbouratelné plasty – kyselina polymléčná (PLA).

7Kvíz – procvič si kapitolu

Komentáře a dotazy

Načítám komentáře…

Přidat komentář