Органічні сполуки

За багатством і різноманіттю своїх похідних вуглець залишає далеко позаду всі інші елементи, разом узяті: у той час як хімічних сполук, що не містять С в своєму складі, відомо лише кілька десятків тисяч, число вивчених вуглецевих сполук обчислюється сотнями тисяч Ця обставина змушує виділити детальне вивчення хімії вуглецю в самостійну область, звану зазвичай органічною хімією.

Різноманіття сполук вуглецю в порівнянні з іншими елементами обумовлено деякими особливостями самих вуглецевих атомів. Найважливішою з них є здатність до утворення міцних зв’язків один з одним. Завдяки цьому молекули, що містять у своєму складі ланцюга вуглецевих атомів, є при звичайних умовах цілком стійкими, тоді як молекули з подібним же цепеобразность накопиченням атомів інших елементів у переважній більшості випадків дуже неміцні. Наприклад, для кисню максимальна відома довжина кола дорівнює двом атомам, причому містять її сполуки (перекис водню і її похідні) малостійкі, тоді як для вуглецю було отримано цілком стійке з’єднання ! що має в своєму складі ланцюг з 100 вуглецевих атомів. Існування останнього обумовлено тим, що чотири валентності вуглецевого атома певним чином спрямовані по відношенню один до одного: їх взаємне розташування відповідає лініях, що йде з центру тетраедра (рис. 124) до його кутів.

Ланцюга вуглецевих атомів в молекулах органічних речовин можуть бути не тільки відкритими, але і замкнутими Похідні першого типу називаються сполуками з відкритою ланцюгом, другого – циклічно ми.

Внаслідок утворення стійких ланцюгів сполуки вуглецю одного і того ж. типу налічує не одиницями (як у інших елементів), а десятками і сотнями. Наприклад, для кисню відомі тільки два водневих з’єднання (H2 O і Н2 О2), тоді як у випадку вуглецю, крім метану (СН4) можуть бути отримані етан (С2 Н6), пропан (C3 H8), бутан (С4 Н10) і т. д.

Як видно з формул наведених вуглеводнів, всі вони утворюють ряд, s якому кожен наступний член може бути проведений від попереднього ускладненням його складу на одну групу СН2. Подібні ряди сполук називають гомологічними і розрізняють їх один від одного по першому члену. Так, наведені вище вуглеводні належать до гомологічного ряду метану, або, інакше, є гомологами метану. Кожен гомологічний ряд може бути – виражений однією загальною формулою. У розглянутому випадку формула має вигляд Cn H2n +2. Знаючи її, легко знайти хімічний склад будь-якого члена даного ряду. Наприклад, гомолог метану з 7 атомами вуглецю буде мати склад C7 H7 • 2 +2 або С7 Н16. Гомологічні ряди представляють дуже наочний приклад переходу кількості в якість. Дійсно, «додаючи щоразу групу СН2, ми отримуємо тіло, якісно відмінне від попереднього» (Енгельс).

Дані приведеної вище таблиці показують, що перші чотири члени гомологічного ряду метану при звичайних умовах являють собою гази, такі – рідини і потім тверді тіла. Фізичні константи гомологів протягом ряду змінюються досить закономірно. По відношенню до температур плавлення і кипіння – та ж закономірність (тобто зростання обох констант із збільшенням молекулярної ваги), як правило, зберігається і для інших гомологічних рядів, а по відношенню до плотностям вона іноді має зворотний характер (тобто із збільшенням молекулярної ваги щільності зменшуються).

У хімічному відношенні члени одного і того ж гомологічного ряду схожі один на одного. Зокрема, для гомологів метану характерні ті ж реакції, як і для самого СН4, причому відмінність виявляється лише в більшій чи меншій легкості їх перебігу. Така єдність хімічних властивостей (що включає, звичайно, в себе і елементи відмінності), поряд з більш -менш закономірним зміною в гомологічних рядах фізичних констант, надзвичайно полегшує вивчення органічної хімії, так як дозволяє, знаючи властивості одного з членів ряду, мати досить чітке уявлення про властивості всіх інших.

Посилання на основну публікацію