Начало: Химия для чайников. Урок 1. Что такое химия:
Предыдущий урок: Химия для чайников. Урок 2. Неорганическая химия:
Так же мой телеграм-канал "Наука и фантастика":
На прошлом уроке мы говорили о неорганической химии. Мы узнали, что вещества делятся на металлы и неметаллы, среди неметаллов можно отдельно выделить инертные газы. Вещества могут быть простые и сложные. Простые это те, что состоят из атомов одного элемента, соответственно сложные – из нескольких элементов. Среди сложных веществ есть оксиды, соли, гидроксиды, кислоты, карбиды, цианиды и прочие. Так же на прошлом уроке мы говорили о разных типах химических связей.
Напомню еще раз, чем отличаются неорганические соединения от органических. Неорганические – это все те соединения, которые не являться органическими. А органические – это сложные соединения на основе углерода. Как раз из таких веществ и состоит все живое. Белки, жиры, углеводы, всякие ДНК, РНК – это все сложные химические соединения, имеющие в своей основе углерод. Кстати, пластмасса, нефтепродукты – это тоже органические соединения, как бы странно для кого-то это не звучало.
А теперь снова посмотрим вокруг. Какие мы видим органические и неорганические соединения? Деревянный стол – это органика. Лежащие на столе бумажки тоже органика. На столе лежат куча пластмассовых изделий. Но есть тут и неорганические вещества. Мышка соединена с компьютером через провод. Внутри провода – металл (обычно медь). Микропроцессор представляет собой кристалл германия или кремния – простые неорганические вещества. Воздух – тоже неорганика. Стекло – неорганическое вещество, обычно это оксид кремния.
А теперь вспомним, как мы разогреваем чай на газовой плите. Бытовой газ – это, в основном, метан. Его формула CH4. Он относится к классу органических соединений. Причем, это одно из самых простых органических соединений.
Сама молекула метана «выглядит» примерно вот так:
Почему слово «выглядит» в кавычках? Потому, что молекулы увидеть невозможно. Даже под микроскопом. Разве только под электронным микроскопом. И все изображения молекул – это просто их модели.
И так, что можно сказать о метане? Во-первых, он горит. При горении метана образуется вода (в виде пара, естественно) и углекислый газ:
Во-вторых, это газ без цвета и без запаха. Но бытовой газ имеет характерный вонючий запах. Почему? В него добавляют специальные вещества – одоранты. Вот именно они-то и так пахнут.
А теперь представим, что мы отрываем от метана один атом водорода. У нас получается, что не вся валентность углерода задействована. И он стремиться что-то к себе присоединить (например, какой-то атом). Если найдет водород – присоединит водород и снова станет метаном. А если встретятся два таких вот «неполноценных» молекулы? Тут связь может образоваться между самими атомами углерода. И тогда получиться этан (C2H6). Выглядит его молекула вот так:
Или схематично вот так:
Но в химии принято рисовать структурные формулы, которая для этана выглядит вот так:
А если оторвать от метана не один атом водорода, а два? То он сможет присоединить к себе молекулы CH3 с обеих сторон:
Это уже пропан (C3H8). Он тоже газ, и тоже горит. И его, как правило, накачивают в баллоны, которыми пользуются те, у кого дома нет газа. Почему не метан? Потому что пропан легче сжижать. Его можно сделать жидким даже при комнатной температуре, если создать достаточно большое давление (привет от физиков). А вот с метаном такой номер не пройдет.
Вообще, такие цепочки могут быть сколь угодно большие. И чем длиннее цепочка, тем меньше выраженно газообразное свойство у этого вещества. Например, октан (C8H18) уже жидкость. А если цепочки будут вообще длинные (полимеры) то это будет парафин (то самое вещество, из которого делают свечи).
Но в таких цепочках может быть не только углерод и водород, но так же азот, кислород и другие элементы. И это все органические соединения.
И напоследок немного о классификации органических соединений. Как правило, их можно классифицировать по строению углеродного скелета или по функциональным признакам. По строению органические соединения подразделяться на ациклические (то есть в них нет замкнутых цепочек) и на циклические (которые содержат замкнутые цепочки. По функциональному признаку органические соединения делятся на:
- Спирты.
- Эфиры.
- Альдегиды.
- Жиры.
- Углеводы.
- Аминокислоты.
- Белки.
- Нуклеиновые кислоты (всякие ДНК, РНК).
- И другие.
Следующий урок: Химия для чайников. Урок 4. Базовые понятия химии