Μετάβαση στο περιεχόμενο
Akademio

Οργανική Χημεία — εισαγωγή

Γιατί ο άνθρακας φτιάχνει εκατομμύρια ενώσεις και το πυρίτιο όχι.

26 λεπτά

Θα μάθεις να

  1. Να εξηγείς γιατί ο άνθρακας σχηματίζει εκατομμύρια ενώσεις.
  2. Να γράφεις συντακτικούς τύπους και να αναγνωρίζεις ισομερή.
  3. Να ονομάζεις απλούς υδρογονάνθρακες με τους κανόνες της IUPAC.
  4. Να ξεχωρίζεις κορεσμένες από ακόρεστες ενώσεις.

Γιατί ο άνθρακας και όχι το πυρίτιο

Οι γνωστές ενώσεις του άνθρακα ξεπερνούν τα δέκα εκατομμύρια. Όλα τα υπόλοιπα στοιχεία μαζί δεν φτάνουν το ένα δέκατο αυτού του αριθμού.

Ο λόγος είναι τρία χαρακτηριστικά που συνυπάρχουν μόνο στον άνθρακα:

  • Τέσσερις δεσμοί. Τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους σημαίνει τέσσερις κατευθύνσεις — αρκετές για διακλαδώσεις και δαχτυλίδια.
  • Δεσμοί με τον εαυτό του. Οι αλυσίδες C−C\text{C}-\text{C} είναι ισχυρές και δεν διασπώνται αυθόρμητα.
  • Ισχυρός δεσμός σε μικρό μέγεθος. Το άτομο είναι μικρό, οπότε τα ηλεκτρονιακά ζεύγη έρχονται αρκετά κοντά για διπλούς και τριπλούς δεσμούς.

Το πυρίτιο έχει κι αυτό τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους. Ο δεσμός Si−Si\text{Si}-\text{Si} όμως είναι πολύ ασθενέστερος, και οι μακριές αλυσίδες πυριτίου καταρρέουν. Γι' αυτό η ζωή στηρίχθηκε στον άνθρακα και όχι στο στοιχείο ακριβώς από κάτω του.

Η σειρά των αλκανίων

Άλλαξε το πλήθος των ατόμων άνθρακα. Ο τύπος ακολουθεί έναν κανόνα, και η φυσική κατάσταση αλλάζει σταδιακά καθώς η αλυσίδα μακραίνει.

CH4

μεθάνιο

Κατάσταση: αέριο

Γενικός τύπος: 2 × 1 + 2 = 4

Το κύριο συστατικό του φυσικού αερίου.

Κορεσμένα και ακόρεστα

Ομόλογη σειράΔεσμόςΓενικός τύποςΚατάληξη
ΑλκάνιααπλόςCνH2ν+2\text{C}_{\nu}\text{H}_{2\nu+2}-άνιο
ΑλκένιαδιπλόςCνH2ν\text{C}_{\nu}\text{H}_{2\nu}-ένιο
ΑλκίνιατριπλόςCνH2ν−2\text{C}_{\nu}\text{H}_{2\nu-2}-ίνιο

Κάθε επιπλέον δεσμός ανάμεσα σε δύο άνθρακες «καταναλώνει» δύο υδρογόνα. Γι' αυτό ο τύπος χάνει 22 κάθε φορά.

Τα ακόρεστα είναι πολύ πιο δραστικά. Ο διπλός δεσμός είναι η αδύναμη θέση του μορίου: εκεί γίνονται οι αντιδράσεις προσθήκης, όπου το μόριο ανοίγει και δέχεται νέα άτομα.

Ισομέρεια

Ο μοριακός τύπος δεν αρκεί για να ξέρεις τι έχεις.

Το C4H10\text{C}_4\text{H}_{10} αντιστοιχεί σε δύο διαφορετικές ουσίες: το κανονικό βουτάνιο, με τους τέσσερις άνθρακες σε ευθεία, και το ισοβουτάνιο, με διακλάδωση. Ίδια άτομα, άλλη διάταξη, διαφορετικό σημείο βρασμού.

Ο αριθμός των ισομερών εκρήγνυται με το μέγεθος: το C5H12\text{C}_5\text{H}_{12} έχει τρία, το C10H22\text{C}_{10}\text{H}_{22} έχει 7575, και το C20H42\text{C}_{20}\text{H}_{42} πάνω από 366 χιλιάδες.

Ονοματολογία σε τέσσερα βήματα

  1. Βρες τη μακρύτερη συνεχή ανθρακική αλυσίδα. Αυτή δίνει το κύριο όνομα.
  2. Αρίθμησε τους άνθρακες ξεκινώντας από το άκρο που δίνει τους μικρότερους αριθμούς στις διακλαδώσεις.
  3. Ονόμασε τις διακλαδώσεις με τη θέση τους.
  4. Γράψε τα πάντα με αλφαβητική σειρά, με παύλες ανάμεσα σε αριθμούς και γράμματα.

Λυμένα παραδείγματα

Παράδειγμα 1

Πόσα υδρογόνα έχει το αλκάνιο με 77 άνθρακες;

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Παράδειγμα 2

Γράψε τα ισομερή του C5H12\text{C}_5\text{H}_{12}

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Παράδειγμα 3

Γιατί το αιθένιο αντιδρά με βρόμιο ενώ το αιθάνιο όχι;

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Παράδειγμα 4

Ονόμασε την ένωση με αλυσίδα πέντε ανθράκων και ένα μεθύλιο στον δεύτερο

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Ασκήσεις

Από την πιο απλή στην πιο δύσκολη. Κρυμμένη είναι μόνο η απάντηση — ο δρόμος ως εκεί είναι δική σου δουλειά.

ΒασικήΆσκηση 1 από 4

Πόσα άτομα υδρογόνου έχει το αλκάνιο με 44 άτομα άνθρακα;

Τεστ

Δεν μετράει βαθμός — μετράει να δεις τι κατάλαβες. Προσπέρασε όποια θες και γύρνα πίσω όποτε θες.

Ερώτηση 1 από 8

Πόσα υδρογόνα έχει το αλκάνιο με 77 άτομα άνθρακα;

Τα κατάφερες;

  • Να εξηγείς γιατί ο άνθρακας σχηματίζει εκατομμύρια ενώσεις.
  • Να γράφεις συντακτικούς τύπους και να αναγνωρίζεις ισομερή.
  • Να ονομάζεις απλούς υδρογονάνθρακες με τους κανόνες της IUPAC.
  • Να ξεχωρίζεις κορεσμένες από ακόρεστες ενώσεις.

Κάνε το τεστ πιο πάνω και θα δεις εδώ πού στέκεσαι.