Concetti Chiave
- La chimica organica si concentra sui composti del carbonio, che sono estremamente numerosi e variabili, rendendolo l'elemento più diffuso chimicamente sulla Terra.
- Friedrich Wohler, nel 1828, ha rivoluzionato la chimica organica sintetizzando l'urea da un composto inorganico, dimostrando che i composti organici possono essere creati in laboratorio.
- Gli elementi principali nei composti del carbonio includono idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo e fosforo, che formano legami covalenti forti e stabili con il carbonio.
- L'atomo di carbonio è unico nella sua capacità di formare un numero infinito di molecole grazie ai suoi 4 elettroni di legame, permettendo legami semplici, doppi e tripli.
- I composti organici possono essere rappresentati attraverso diverse formule, tra cui formule di Luiss, razionali, condensate e topologiche, ognuna evidenzia aspetti diversi della loro struttura chimica.
La chimica organica è la chimica dei composti del carbonio. Il carbonio, infatti, è l'elemento più diffuso sulla terra dal punto di vista chimico, tanto che esistono milioni di composti del carbonio.
Scoperta di Friedrich Wohler
Prima dell'800 gli scienziati pensavano che i composti organici avessero origine naturale ma in seguito, nel 1828, il chimico tedesco Friedrich Wohler riuscì ad ottenere per sintesi l'urea, CO(NH₂)₂, che è un composto organico presente in soluzione nell'urina. Il chimico riuscì a produrlo riscaldando un composto inorganico, il cinato d'ammonio NH2CNO: attraverso il calore il cinato d'ammonio si trasforma in urea.
Elementi nei composti del carbonio
Gli elementi più rilevanti nei composti del carbonio sono (oltre al carbonio): idrogeno (H), ossigeno(O), azoto(N), zolfo(S) e fosforo(P). La maggior parte di questi elementi sono tutti vicini (tranne H che ha un elettrone al livello energetico esterno) e hanno tutti piccoli raggi atomici ed i valori delle elettronegatività sono molto simili. Il carbonio grazie alla sua posizione intermedia ed il valore dell'elettronegatività intermedia, tende a raggiungere l'elettronegatività formano legami covalenti con gli altri atomi. Tra C, N e O si formano legami semplici o doppi. E tra C e N si formano anche legami tripli. Questi legami sono molto forti e più stabili e aumentano i valori di ossidazione o positivi o negativi.
Quali sono le caratteristiche uniche del carbonio?
L'atomo di carbonio è l'unico nella tavola periodica che è in grado di formare infinite molecole costituite da un numero molto variabile di atomi. Alcune sue caratteristiche più importanti sono: la presenza di 4 elettroni spiati nel livello energetico esterno dove si formano 4 legami covalenti con gli altri atomi e il numero di ossidazione compreso tra +4 e -4. Importante è anche il suo valore medio dell'elettronegatività (2,5) grazie al quale né perde e né acquista elettroni, ma li condivide solo. Inoltre il raggio atomico è 77pm e quindi può formare legami semplici, doppi e tripli e ha la tendenza a concatenarsi poiché non presenta doppietti elettronici liberi.
Formule dei composti organici
I composti organi si possono presentarsi con 4 diverse formule. La formula di Luiss (che evidenzia i legami chimici tra gli atomi della molecola), formula razionale (che evidenzia i legami tra carbonio ed ossigeno), formule condensate ( come CO(NH₂)₂) e formule topologiche come mostra l'immagine allegato.
Domande da interrogazione
- Qual è stata la scoperta di Friedrich Wohler e il suo impatto sulla chimica organica?
- Quali sono gli elementi principali che compongono i composti del carbonio?
- Quali sono le caratteristiche uniche dell'atomo di carbonio?
Nel 1828, Friedrich Wohler sintetizzò l'urea, un composto organico, partendo da un composto inorganico, il cinato d'ammonio. Questa scoperta ha dimostrato che i composti organici possono essere creati artificialmente, cambiando la percezione della chimica organica.
Oltre al carbonio, gli elementi più rilevanti nei composti del carbonio sono idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo e fosforo. Questi elementi, con piccole differenze nei raggi atomici e nell'elettronegatività, formano legami covalenti forti e stabili con il carbonio.
L'atomo di carbonio può formare infinite molecole grazie alla sua capacità di stabilire quattro legami covalenti. Ha un numero di ossidazione variabile tra +4 e -4 e un valore medio di elettronegatività di 2,5, il che gli consente di condividere elettroni senza acquistarli o perderli.
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