Οργανική χημεία: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
μ Αποσαφήνιση Λίπος σε λίπος (χημεία)
Ορθογραφική επιμέλεια
Γραμμή 2:
[[Αρχείο:Urea3D.png|thumb|left|3D τύπος [[ουρία|ουρίας]], της πρώτης οργανικής ένωσης που συνθέθηκε εργαστηριακά από ανόργανη.]]
 
'''Οργανική Χημεία''' ονομάζεται ο κλάδος της [[Χημεία|Χημείας]] ο οποίος μελετά τη δομή, τις ιδιότητες, τη [[χημική σύνθεση|σύνθεση]], τις [[χημική αντίδραση|αντιδράσεις]] και την παραγωγή των [[χημικές ενώσεις|ενώσεων]] του [[άνθρακας|άνθρακα]] που περιλαμβάνουν τους [[υδρογονάνθρακες]] και τα παράγωγά τους<ref>Όλες οι ενώσεις του άνθρακα θεωρητικά μπορούν να παραχθούν από υδρογονάνθρακες, με αντικατάσταση ατόμων υδρογόνου με άτομα από άλλα χημικά στοιχεία</ref>, με ορισμένες εξαιρέσεις (δείτε παρακάτω ποιες και γιατί). Αυτές μπορεί να περιέχουν και άλλα [[χημικό στοιχείο|χημικά στοιχεία]] εκτός του άνθρακα, όπως το [[υδρογόνο]], το [[άζωτο]], το [[οξυγόνο]], τα [[αλογόνα]], το [[θείο]], τον [[φωσφόρος|φωσφόρο]], το [[πυρίτιο]], το [[βόριο]] καθώς και διάφορα [[μέταλλα]] ή και [[μεταλλοειδή]]<ref>Robert T. Morrison, Robert N. Boyd, and Robert K. Boyd, ''Organic Chemistry'', 6th edition (Benjamin Cummings, 1992, ISBN 0-13-643669-2) - this is "Morrison and Boyd", a classic textbook</ref><ref>[[John D. Roberts]], [[Marjorie C. Caserio]], ''Basic Principles of Organic Chemistry'',(W. A. Benjamin, Inc. ,1964) - another classic textbook</ref><ref>Richard F. and Sally J. Daley, ''Organic Chemistry'', Online organic chemistry textbook. [http://www.ochem4free.info Ochem4free.info]</ref><ref>Θεωρητικά δεν αποκλείεται κανένα στοιχείο. Στην πράξη, για την ώρα εξαιρούνται μερικά [[ευγενή αέρια]] και όσα για πρσκτικούςπρακτικούς λόγους δεν έχουν δοκιμαστεί, δηλαδή όσα είναι πολύ ασταθή ή έχουν παραχθεί σε πολύ μικρές ποσότητες.</ref>.
 
Ο πρώτος που μελέτησε συστηματικά τις [[οργανικές ενώσεις]] ήταν ο [[Καρλ Γουΐλχελμ Σηλ]] (''Carl Wilhelm Scheele''), ο οποίος απομόνωσε πλήθος οργανικών ενώσεων από φυτικές και ζωικές ύλες. Ο [[Τζονς Τζάκομπ Μπερζέλιους|Τζονς Τζάκομπ Μπερζέλιους]] (''Jöns Jacob Berzelius''), ένας [[ιατρική|γιατρός]], εισήγαγε τον όρο «Οργανική Χημεία» το [[1807|1807]], για τη μελέτη των χημικών ενώσεων που προέρχονται από [[βιολογία|βιολογικές πηγές]]. Μέχρι και τις αρχές του [[19ος αιώνας|19ου αιώνα]] αιώνα οι φυσιοδύφεςφυσιοδίφες και οι επιστήμονες παρατήρησαν ορισμένες κρίσιμες διαφορές μεταξύ των χημικών ενώσεων που προέρχονται από ζώντες οργανισμούς και αυτών που δεν προέρχονται. Οι χημικοί της περιόδου σημείωσαν ότι φαινόταν να υπάρχουν ουσιαστικές αλλά ανεξήγητες (για την εποχή) διαφορές μεταξύ των ιδιοτήτων των δυο αυτών κατηγοριών χημικών ενώσεων. Γι' αυτό διατυπώθηκε και έγινε ευρύτατα αποδεκτή η [[Βιταλισμός|Θεωρία της ζωτικής δύναμης]] (''vis vitalis''), σύμφωνα με την οποία υπάρχει μια άγνωστη προέλευσης δύναμη στις οργανικές ενώσεις αλλά όχι στις ανόργανες και η οποία εξηγούσε (τρόπος του λέγειν δηλαδή) τις διαφορές στις ιδιότητες και εμπόδιζε την παραγωγή οργανικών ενώσεων από μη οργανικές, παρά μόνο μέσα σε ζωντανούς οργανισμούς. Ο [[Φριέντριχ Βόχλερ|Φριέντριχ Βόχλερ]] (''Friedrich Wöhler'') θεωρείται ευρύτατα ως ένας πρωτοπόρος της οργανικής χημείας, αφού με την εργαστηριακή σύνθεση της ουρίας που πραγματοποίησε διέψευσε τη μυθώδη θεωρία της ζωτικής δύναμης. Η ιστορική διεργασία που ακολούθησε ονομάζεται [[σύνθεση Wöhler]]. Η διεργασία αυτή μπορεί να συνοψιστεί απλοποιημένα στην παρακάτω στοιχειομετρική εξίσωση<ref>Προσέξτε ότι οι δυο ενώσεις είναι [[ισομέρεια|ισομερείς]].</ref>:
<div style='text-align: center;'>
(ανόργανο [[κυανικό αμμώνιο]]) <math>\mathrm{NH_4CNO \xrightarrow{\triangle} H_2NCONH_2} </math> (οργανική ουρία)
Γραμμή 17:
[[Αρχείο:Friedrich woehler.jpg|τhumb|right|200px|Φριέντριχ Βόχλερ (''Friedrich Wöhler'')]]
 
Πριν από το [[19ος αιώνας|19ο αιώνα]], οι χημικοί γενικά πίστευαν ότι οι χημικές ενώσεις που λαμβάνονταν σε ζωντανούς οργανισμούς είναι τόσο πολύπλοκες που δεν μπορούσαν να συνθεθούνσυντεθούν τεχνητά από τους ανθρώπους. Σύμφωνα με την αρχή του βιταλισμού, η οργανική ύλη ήταν εφοδιασμένη με μια (μυθώδη) «ζωική δύναμη». Έτσι, ονόμασαν αυτές τις ενώσεις οργανικές και κατεύθυναν τις έρευνές τους στις ανόργανες ενώσεις, που φαινόταν πιο εύκολες στο να μελετηθούν.
 
Κατά το πρώτο ήμισυ υουτου 19ου αιώνα, οι επιστήμαονεςεπιστήμονες άρχησανάρχισαν, σταδιακά, να καταλαβαίνουν ότι και οι οργανικές ενώσεις μπορούσαν να συνθεθούνσυντεθούν σε ένα χημικό εργαστήριο. Πιο συγκεκριμένα, γύρω στο [[1816]] ο [[Μισέλ Χεβρέλ]] (''Michel Chevreul'') άρχησεάρχισε να φτιάχνει και να μελετάει [[σαπούνι|σαπούνια]] από διάφορα [[λίπος (χημεία)|λίπη]] και [[βάση|βάσεις]]. Ακόμη, διαχώρησεδιαχώρισε τα διάφορα (οργανικά) οξέα ώστε, σε συνδυασμό με βάσεις, να δίνουν σαπούνια. Αφού όλες αυτές οι ενώσεις είναι διαφορετικές μεταξύ τους, απέδειξε με αυτόν τον τρόπο ότι ήταν δυνατό να γίνουν τεχνητά χημικές αντιδράσεις σε οργανικές ενώσεις (όπως τα λίπη), παράγοντας νέες οργανικές ενώσεις, χωρίς τη χρήση ζωντανών οργανισμών και της «ζωικής» τους δύναμης. Το [[1828]] ο Φριέντριχ Βόχλερ (''Friedrich Wöhler'') ισομερείωσε το θεωρούμενο ως ανόργανη ένωση κυανικό αμμώνιο (NH<sub>4</sub>CNO) σε οργανική ουρία (H<sub>2</sub>NCONH<sub>2</sub>), ένα συστατικό της [[ουρίνη|ουρίνης]]. Παρ' όλο που ο Βόχλερ ήταν πάντα προσεκτικός και ποτέ δεν ισχυρίστηκε ότι διέψευσε τη θεωρία του βιταλισμού, στην πραγματικότητα τα πειράματά του αυτό ακριβώς έκαναν και γι' αυτό αποτέλεσαν ένα [[σημείο καμπής]].
 
Το [[1856]] ο [[Γουΐλιαμ Χένρυ Πέρκιν]] (''William Henry Perkin''), προσπαθώντας να παράξει [[κινίνη]], κατά λάθος παρήγαγε ένα οργανικό [[βερνίκι]], που έγινε γνωστό ως το «μωβ του Πέρκιν». Το τελευταίο είχε τεράστια οικονομική επιτυχία, και έτσι η κατά λάθος ανακάλυψή του αύξησε απότομα το ενδιαφέρον για την οργανική χημεία.
 
Η κρίσημηκρίσιμη «επανάσταση» για την οργανική χημεία ήταν το θέμα της χημικής δομής, που αναπτύχθηκε ανεξάρτητα και ταυτόχρονα από τους [[Φρέντριχ Αυγκούστ Κεκουλέ]] (''Friedrich August Kekulé'') και [[Άρτσιμπαλ Σκοττ Κούπερ]] (''Kekulé and Archibald Scott Couper in 1858'') το [[1858]]. Και οι δυο επιστήμονες πρότειναν ότι τα τετρασθενή άτομα του άνθρακα μπορούσαν να συνδέονται μεταξύ τους σχηματίζοντας ένα ανθρακικό δίκτυο, και οι λεπτομερείς δομές των ατομικών δεσμών τους μπορούσαν να διακριθύνδιακριθούν με επιδέξειεςεπιδέξιες ερμηνίεςερμηνείες κατάλληλα επιλεγμένων χημικών αντιδράσεων που οι ενώσεις δίνουν.
 
Η Ιστορία της Οργανικής Χημείας συεχίστηκεσυνεχίστηκε με την ανακάλυψη του [[πετρελαιοπετρέλαιο|πετρελαίου]] και του διαχωρισμού του σε κλάσματα [[διύλυσηδιύλιση|διύλυσηςδιύλισης]], σύμφωνα με το εύρος των σημείων βρασμών τους. Η μετατροπή διαφορετικών τύπων ενώσεων ή διαφορετικών ενώσεων με διάφορες χημικές μεθόδους, που δημιουργήθηκαν αρικάαρχικά για τη χημεία του πετρελαίου, γέννησαν τελικά στη γέννηση της [[πετροχημική βιομηχανία|πετροχημικής βιομηχανίας]], που επιτυχημένα κατασκεύασε τεχνητό [[καοτσούκκαουτσούκ]], διάφορα οργανικά παράγωγα, διάφορα πρόσθετα πετρελαίου βελτίωσης των ιδιοτήτων του, και φυσικά διάφορα [[πλαστικό|πλαστικά]].
 
Η [[φαρμακευτική βιομηχανία]] άρχησηάρχισε την τελευταία δεκαετία του 19ου αιώνα, όταν άρχησεάρχισε να παράγεται η [[ασπιρίνη|ακετυλοσαλικυλικό οξύ]] (περισσότερο γνωστό ως «ασπιρίνη») στη [[Γερμανία]] από την [[εταιρεία]] Bayer. Η πρώτη φορά που ένα [[φάρμακο]] συστηματικά βελτιώθηκε ήταν η [[ασφεναμίνη]] (''Salvarsan''). Ο [[Πωλ Έχρλιχ]] (''Paul Ehrlich'') και η ομάδα του εξέτασε πολλά από τα παράγωγα της επικίνδυνης τοξικής [[ατοξύλη|ατοξύλης]] και η ένωση με τον καλύτερο συνδυασμό θεραπευτικής αποτελεσματικότητας και τοξικότητας επιλέχθηκε για παραγωγή.
 
Παρόλο που τα πρώημαπρώιμα παραδείγματα οργανικών αντιδράσεων και εφαρμογών τους ήταν συχνά ευνοϊκή περισσότερο κατά τύχη, το δεύτερο ήμισυ του 19ου άρχησεάρχισε να γίνεται μάρτυρας πολύ συστηματικής μελέτης των χημικών ενώσεων. Στις αρχές του [[20ός αιώνας|20ού αιώνα]], η πρόοδος στην οργανική χημεία επέτρεψε τη σύνθεση πολύ πολύπλοκων μορίων, μέσω διεργασιών παραγωγής που περιείχαν πολλά στάδια. Σε αυτές περιλαμβάνονται [[πολυμερή]] και [[ένζυμα]] και έγινε κατανοητό ότι είναι μεγάλα οργαικάοργανικά μόρια. Ακόμη, αποδείχτηκε ότι το πετρέλαιο έχει [[βιολογία|βιολογική]] προέλευση. Η διαδικασία για την εξεύρεση νέων οδών σύνθεσης για μία δεδομένη ένωση ονομάζεται «συνολική σύνθεση». Η «συνολική σύνθεση» των σύνθετων φυσικών ενώσεων ξεκίνησε με ουρία, και αυξήθηκε σε πολυπλοκότητα με τη [[γλυκόζη]] και την [[τερπινεόλη|τερπινεόλης]]. Το [[1907]], η συνολική σύνθεση για εμπορική χρήση για πρώτη φορά έγινε από τον [[Γκουστάφ Κομπά]] (''Gustaf Komppa'') για την [[καμφορά]]. Τα φαρμακευτικά οφέλη από αυτές τις πρακτικές ήταν σημαντικά. Για παράδειγμα, οι ενώσεις που σχετίζονται με τη [[χοληστερόλη]] έχουν ανοίξει τρόπους για τη σύνθεση περίπλοκων ανθρώπινων [[ορμόνη|ορμονών]] και τροποποιημένων παραγώγων τους . Από την αρχή του 20ού αιώνα, η πολυπλοκότητα του συνόλου των συνθέσεων έχει αυξηθεί, με παραδείγματα όπως το [[λυσεργικό οξύ]] και η [[βιταμίνη Β12]].
 
Η [[Βιοχημεία]] άρχησεάρχισε μόλις κατά τον 20ό αιώνα να ανοίγει ένα νέο κεφάλαιο για την Οργανική Χημεία, με τεράστιες προοπτικές. Η Βιοχημεία όπως και η Οργανική Χημεία εστιάζει κυρίως σε χημικές ενώσεις που περιέχουν άνθρακα.
 
== Γιατί ξεχώρισε ο άνθρακας; ==
Γραμμή 37:
* Διαθέτει τέσσερα μονήρη (μοναχικά) [[ηλεκτρόνιο|ηλεκτρόνια]] στην εξωτερική του στιβάδα. Για αυτό το λόγο μπορεί να ενωθεί με άτομα άλλων στοιχείων ή με άλλα άτομα άνθρακα.
* Έχει μικρή [[ατομική ακτίνα]]. Για αυτό σχηματίζει σταθερούς [[ομοιοπολικός δεσμός|ομοιοπολικούς δεσμούς]] (τα κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων συγκρατούνται ισχυρά, επειδή είναι κοντά στον [[Ατομικός πυρήνας|πυρήνα]] του [[άτομο|ατόμου]] του άνθρακα).
* Μπορεί να σχηματίζει σταθερούς ομοιοπολικούς δεσμουςδεσμούς με πληθώρα ατόμων όπως [[υδρογόνο]],[[οξυγόνο]], [[άζωτο]], [[θείο]], [[φωσφόρος]]. κ.ά.
* Αρκετές φορές μπορεί σχηματίζει και [[ετεροπολικός δεσμός|ετεροπολικούς δεσμούς]], π.χ. στις [[οργανομεταλλικές ενώσεις]].
* Μπορεί να σχηματίζει μακρές αλυσίδες καθώς επίσης δακτύλιους και [[ακόρεστη ένωση|ακόρεστες ενώσεις]].
Γραμμή 45:
Η ταξινόμηση των οργανικών ενώσεων μπορεί να γίνει με βάση:
# το είδος των δεσμών σε: α) κορεσμένες και β) ακόρεστες.
# την διάταξη της ανθρακικής αλυσίδας σε: α) Άκυκλες ή Αλειφατικές και β) Κυκλικές, οι οποίες διακρίνονται επιμέρους σε ΕτεροκυκλκέςΕτεροκυκλικές και Ισοκυκλικές. Οι δε τελευταίες σε Αρωματικές και σε Αλεικυκλικές.
# τη [[χαρακτηριστική ομάδα]], όπως π.χ. υδρογονάνθρακες, (μονοπαράγωγα,πολυπαράγωγα).
# την [[ομόλογη σειρά]]
 
== Ονοματολογία οργανικών ενώσεων ==
Προκειμένου να διευκολυνθεί η ονοματοδοσία των εκατομμυρίων οργανικών ενώσεων η [[Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας]] (International Union of Pure and Applied Chemistry, I.U.P.A.C.) διοργάνωσε συνέδριο το 1947 και καθιέρωσε εναένα ενιαίο σύστημα διεθνούς ονοματολογίας.
 
== Ισομέρεια ==
Μια χαρακτηριστική ιδιότητα των οργανικών και όχι μόνον ενώσεων είναι η '''ισομέρεια'''.
''Ισομέρεια είναι το φαινόμενο κατά το οποίο δύο ή περισσότερες ενώσεις με τον ίδιο [[χημικός τύπος|μοριακό τύπο]] εχουνέχουν διαφορές στις ιδιότητές τους (είτε στις φυσικές είτε στις χημικές).''
 
Η ισομέρεια οφείλεται είτε στον διαφορετικό τρόπο σύνδεσης των ατόμων (διαφορετική διάταξη στο επίπεδο) είτε σε διαφορετική διάταξη στον χώρο. Η πρώτη περίπτωση ισομέρειας λέγεται [[συντακτική ισομέρεια]] ενώ η δεύτερη λέγεται [[στερεοϊσομέρεια]]. Στην ιδιότητα της ισομέρειας οφείλεται ο μεγάλος αριθμός των οργανικών ενώσεων. Έτσι με την ίδια χημική σύσταση υπάρχουν πολλές διαφορετικές ενώσεις.