Concetti Chiave
- La chimica organica si concentra sui composti del carbonio, che spesso includono idrogeno, ossigeno e azoto, e l'atomo di carbonio può formare catene stabili.
- Gli idrocarburi, i composti più semplici, possono essere alifatici (alcani, alcheni, alchini) o aromatici, come il benzene; gli alcani sono saturi, mentre alcheni e alchini sono insaturi.
- Gli alcani variano in lunghezza della catena carboniosa e possono esistere in forme normali, isomeriche o cicliche; i gruppi alchilici derivano dalla rimozione di un atomo di idrogeno.
- L'ibridazione degli orbitali atomici (sp, sp2, sp3) determina la geometria e la natura dei legami chimici, come i forti legami sigma e i più deboli legami pi greco.
- Gli isomeri, con stessa formula molecolare ma proprietà diverse, includono isomeri di struttura (posizione, catena, gruppo funzionale) e stereoisomeri (ottici, geometrici).
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.
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: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.
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 elementi sono comunemente presenti nei composti organici oltre al carbonio?
- Qual è la differenza tra alcani, alcheni e alchini?
- Cosa sono gli isomeri e quali tipi esistono?
- Che cos'è l'ibridazione e quali tipi di ibridazione esistono?
- Qual è la differenza tra un legame Sigma e un legame Pi greco?
Nei composti organici, oltre al carbonio, sono comunemente presenti idrogeno, ossigeno e azoto.
Gli alcani sono composti saturi con solo legami semplici tra atomi di carbonio, mentre gli alcheni e gli alchini sono insaturi, con alcheni che hanno doppi legami e alchini che hanno tripli legami.
Gli isomeri sono composti con la stessa formula molecolare ma proprietà chimiche e fisiche diverse. Esistono isomeri di struttura e stereoisomeri, che includono isomeri ottici e geometrici.
L'ibridazione è un processo di combinazione matematica di orbitali per ottenere orbitali equivalenti. Esistono ibridazioni sp, sp2 e sp3, che differiscono per il tipo e l'angolo dei legami formati.
Un legame Sigma è un legame covalente polare forte formato da sovrapposizione frontale di orbitali, mentre un legame Pi greco è meno forte e stabile, formato da sovrapposizione al di sopra o al di sotto del piano della molecola.
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