Свойства органической химии

Несмотря на то, что законы химии одинаковы для любых веществ, как органических, так и неорганических, органическую химию обычно изучают отдельно от неорганической. Это связано с тем, что она имеет ряд особых свойств.

Органическая химия в основном изучает вещества, имеющие молекулярное строение с ковалентной связью. В то время как многие неорганической вещества имеют ионное или атомное строение. В результате свойства большинства органических соединений отличаются от большинства неорганических. Большинство органических веществ — это жидкости или твердые вещества с низкой температурой плавления. Обычно они являются неэлектролитами, нерастворимы в воде или плохо растворимы.

При нагревании органических веществ часто наблюдается крекинг, т. е. разложение на более простые вещества (а не плавление и испарение). Это используется, например, при переработке нефти. Такое свойство органических молекул связано со сложностью их строения и их большой молекулярной массой. Поэтому со многими органическими веществами невозможно проводить реакции при высоких температурах, т. к. эти вещества при таких температурах просто не существуют.

Из-за сложности органических веществ большинство из них вступают в реакции только в присутствии катализаторов.

Так как органические молекулы состоят из многих атомов, то часто при химических взаимодействиях протекает несколько параллельных реакций. При этом образуется смесь различных веществ. Изменяя условия, можно направлять реакцию по тому или иному пути. Кроме того, в мягких условиях происходят последовательные реакции. Так, например, осуществляется хлорирование метана (CH4) на свету. Сначала образуется хлорметан (CH3Cl), затем дихлорметан (CH2Cl2) и т. д.

Большое количество атомов в органических молекулах и их различное сочетание обуславливают многообразие и многочисленность различных органических веществ. Структуру органических молекул составляют атомы углерода (С), которые обладают особым свойством образовывать четырехвалентную химическую связь и связываться между собой и с другими атомами одинарной, двойной и тройной связью.

Благодаря особенностям атомов углерода при образовании связей, в органической химии широко распространены такие явления как изомерия и гомология.

В случае гомологии, ряд веществ имеет сходное строение, но отличается между собой на одну или несколько групп -CH2-. Гомологи — это члены одного гомологического ряда. Первыми членами гомологического ряда алканов являются: метан (CH4), этан (CH3-CH3), пропан (CH3-CH2-CH3).

Химические свойства веществ-гомологов сходны, а физические свойства обычно постепенно изменяются. Так у алканов с увеличением молекулярной массы увеличивается температура плавления.

Изомеры имеют одинаковый набор атомов, но разное строение молекулы. В ряде алканов изомерия проявляется уже на четвертом элементе гомологического ряда (у бутана). Структурная формула обычного бутана линейна: CH3-CH2-CH2-CH3. А у его изомера — изобутана — один из атомов углерода связан с тремя другими атомами углерода: CH3-CH(-CH3)-CH3.

В органической химии часто используются структурные формулы, так как это позволяет отражать строение молекул.

Поскольку все органические вещества содержат углерод, то все они вступают в реакцию горения с кислородом.

Органическая химия имеет тесные связи с биологией, так как именно появление жизни и ее развитие на Земле стали причиной возникновения органического вещества во всем его многообразии.