Concetti Chiave
- La chimica organica si concentra sullo studio dei composti del carbonio e dei pochi altri elementi come idrogeno, ossigeno e azoto.
- Gli idrocarburi, i composti organici più semplici, possono essere alifatici (alcani, alcheni, alchini) o aromatici (come il benzene).
- La classificazione del carbonio include carboni primari, secondari e terziari, a seconda del numero di atomi di carbonio a cui sono legati.
- Esistono due tipi principali di isomeria: isomeri di struttura, che differiscono nel modo in cui gli atomi sono legati, e stereoisomeri, che hanno la stessa disposizione ma differenze spaziali.
- L'ibridazione è un processo che combina orbitali per formare legami chimici, con diverse tipologie (sp, sp2, sp3) che influenzano la geometria molecolare.
La chimica organica studia i composti del carbonio.
Nei composti organici oltre al carbonio sono presenti pochi altri elementi:idrogeno,ossigeno e azoto.
L'atomo di carbonio ha la capacità di legarsi ad altri atomi di carbonio con legami stabili formando catene lineari,ramificate o con doppi legami.
Tipi di carbonio e idrocarburi
Un carbonio può essere:
Primario:è un carbonio legato solo ad un altro atomo di carbonio;
Secondario:è un carbonio legato ad altri due atomi di carbonio;
Terziario:è un carbonio legato ad altri tre atomi di carbonio.
I composti organici più semplici sono gli idrocarburi,composti solo da idrogeno e carbonio.
Gli idrocarburi possono essere alifatici o aromatici.Alifatici sono alcani,alcheni e alchini;aromatico è il benzene.
Gli alcani sono saturi:un composto si dice saturo quando gli atomi di carbonio formano tra loro solo legami semplici.
Gli alcheni e gli alchini sono insaturi:un composto si dice insaturo quando gli atomi di carbonio formano,nel caso degli alcheni un doppio legame e nel caso degli alchini un triplo legame.
Gli alcani possono essere:
Metano(C H4) con un atomo di carbonio;
Propano(C3 H6) con tre atomi di carbonio;
Butano(C4 H8) con 4 atomi di carbonio;
Pentano(C5 H10) con 5 atomi di carbonio;
Esano(C6 H12) con 6 atomi di carbonio.
Questi possono essere normal,iso e ciclo.
Gruppi alchilici e ibridazione
Gruppi Alchilici:gruppi che contengono un atomo di idrogeno in meno rispetto all'alcano corrispondente.Questi respingono gli elettroni e la molecola arriva ad avere una certa polarità:effetto induttivo repulsivo.
METANO CH4 METILE CH3
ETANO CH3 CH3 ETILE CH2 CH3
Ibridazione:è un processo di combinazione matematica di un certo numero di orbitali ottenendo orbitali equivalenti.
Vi è l'ibridazione sp,un legame semplice e uno triplo con 180°;sp2 in presenza di un doppio legame e due semplici con 120°;sp3 solo legami semplici con 109°.
Quando due orbitali chimici si sovrappongono frontalmente si ha un legame covalente polare di tipo Sigma ed è molto forte;il legame di tipo Pi greco è meno forte e stabile perchè non avviene per sovrapposizione frontale ma al di sopra o al di sotto del piano della molecola.Quando si ha un doppio legame vi è un legame di tipo sigma e uno di tipo pi greco,quando vi è un triplo legame ci sono due legami di tipo pi greco e uno di tipo sigma.
Isomeria e stereoisomeria
ISOMERI:Composti con stessa formula molecolare ma proprietà chimiche e fisiche diverse.
Gli isomeri possono essere di struttura o di stereoisomeria.Gli isomeri di struttura hanno stessa formula grezza ma diverso modo in cui sono legati tra loro gli atomi di carbonio;gli stereoisomeri hanno invece stessa formula grezza ma sono legati fra loro allo stesso modo.
Gli isomeri di struttura possono essere:di posizione,di catena e di gruppo funzionale.
Di posizione sono l'1-propanolo e il 2-propanolo(con OH)
Di gruppo funzionale quelli che hanno stessa formula molecolare ma presentano gruppi funzionali diversi.
Gli stereoisomeri possono essere:ottici e geometrici.
Per un'isomeria ottica è necessario un atomo di carbonio detto Chirale che forma 4 legami con atomi diversi.Un esempio è l'acido lattico:
CH3
H C OH
COOH
Gli stereoisomeri sono uno l'immagine speculare dell'altro,non sono sovrapponibili,sono detti Enantiomeri.
L'isomeria geometrica esiste ogni qualvolta che gli atomi di carbonio non possono ruotare attorno al legame che formano,quando è doppio o semplice ma in una molecola ciclica.
Domande da interrogazione
- Quali sono i principali elementi presenti nei composti organici?
- Come si classificano i carboni in base ai loro legami?
- Qual è la differenza tra idrocarburi alifatici e aromatici?
- Cosa caratterizza gli alcani rispetto agli alcheni e agli alchini?
- Che cos'è l'ibridazione e quali sono i suoi tipi?
Nei composti organici, oltre al carbonio, sono presenti principalmente idrogeno, ossigeno e azoto.
I carboni si classificano come primari, secondari e terziari a seconda del numero di atomi di carbonio a cui sono legati: primario è legato a uno, secondario a due e terziario a tre atomi di carbonio.
Gli idrocarburi alifatici includono alcani, alcheni e alchini, mentre l'unico idrocarburo aromatico menzionato è il benzene.
Gli alcani sono composti saturi, con legami semplici tra gli atomi di carbonio, mentre alcheni e alchini sono insaturi, presentando rispettivamente un doppio e un triplo legame.
L'ibridazione è un processo di combinazione di orbitali chimici per formare orbitali equivalenti, e può essere di tipo sp, sp2 o sp3, a seconda del numero e del tipo di legami presenti nella molecola.
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