Organisk kjemi

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Skisse av et molekyl av metan, den enkleste hydrokarbonforbindelsen

Organisk kjemi er en spesifikk del av kjemi. Det omhandler den vitenskapelige studien av strukturen, egenskapene, sammensetningen, reaksjonene og syntesen av organiske forbindelser. Organiske forbindelser er molekyler som inneholder karbon og hydrogen. I tillegg kan de inneholde en rekke andre elementer som nitrogen, oksygen, halogener, samt fosfor og svovel. Unntakene er karbonsyre, karbonmonoksid og karbondioksid, som hører inn under uorganisk kjemi selv om de er karbonforbindelser.

Klassifisering av organiske molekyler[rediger | rediger kilde]

Måten forbindelser organiske molekyler klassifiseres og navnsettes kalles nomenklatur. Dette er spesifikke regler for hvordan kjemiske forbindelser skal navnsettes. Alle forbindelser bør ha et navn som utvetydig bestemmer hvordan strukturen ser ut. Navn og inndeling av organiske forbindelser følger The International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC.

Funksjonelle grupper Organiske forbindelser kan bestå av andre atomer enn karbon og hydrogen, og de får ulike funksjonelle grupper. HydrokarbonerAlkoholerAmiderAminerMerkaptanerEtereAldehyderKetonerKarboksylsyrerEstereKarbohydrater

Hydrokarboner[rediger | rediger kilde]

Klassifisering av organiske molekyler starter oftest med hydrokarbonene, som er de enkleste forbindelsene. Disse inneholder kun karbon og hydrogen. Karbon er grunnstoff nr. 6 og har 2 elektroner i innerste skall (S-skallet) og 4 i andre skall (P-skallet). Alle stoffer ønsker å oppfylle oktettregelen ved å ha 8 elektroner i ytterste skall, og karbonatomet vil derfor prøve å skaffe seg 4 elektroner til. Dette gjør det ved å binde seg til og dele elektroner med andre atomer. Hydrogen har bare ett skall og er derfor fornøyd med to elektroner. Den enkleste organiske forbindelsen oppstår når ett karbonatom binder seg til fire hydrogenatomer, CH4, som kalles metan.

Alifatiske forbindelser Alifatiske forbindelser er kjeder av karbonatomer, rette eller med forgreininger. De deles inn i tre deler, avhengig av hvor mettet de er. Alkaner inneholder kun enkeltbindinger og mettet, alkener er forbindelser med en eller flere dobbeltbindinger og alkyner inneholder trippelbindinger.

Alkaner De fire første alkanene er metan, etan, propan og butan. De neste stoffene har fått sitt navn etter det greske tallet for hvor mange karbonatomer det inneholder.

  • pentan (pent betyr «fem», og pentan har 5 karbonatomer)
  • heksan (heks betyr seks", og heksan har 6 karbonatomer)
  • heptan
  • oktan
  • nonan
  • dekan
  • osv.

Generell formel for alkaner: CnH2n+2 eks. pentan er C5H12

Alkener Alkener får navn på samme måte som alkanene, men suffikset -an erstattes med -en, altså eten, propen, heksen osv.) Alkener er like som alkaner, bortsett fra at de har en dobbeltbinding mellom karbonatomene. Derfor eksisterer det ikke noe meten, fordi metan kun består av et karbonatom.

Generell formel for alkener: CnH2n eks. penten er C5H10

Alkyner Alkyner får -yn, altså etyn, propyn, butyn, pentyn, heksyn osv. Alkyner har en trippeltbinding, og det finnes derfor ingen metyn, av samme grunn som at det ikke finnes noe meten.

Generell formel for alkyner: CnH2n-2 eks. pentyn er C5H8

Aromater og sykliske forbindelser[rediger | rediger kilde]

Sykliske forbindelser kan også deles inn i mettet og umettede forbindelser. Sykliske forbindelser består av en eller flere ringer, vanligvis med seks karboner i ringen. Fem atom i ringen er også vanlig, mens ringer med færre eller flere atomer er mindre vanlig. Sykliske forbindelser kan navnsettes som de alifatiske hydrokarbonene bare med syklo som prefiks. (Sykloalkan, sykloalken og sykloalkyn)

Aromatiske forbindelser inneholder konjugerte dobbeltbindinger, og en av de enkleste forbindelsene er benzen. Ringene inneholder vanligvis 5-8 karbonatomer. BenzenToluenXylenAnilinFenolNaftalen

Alkoholer[rediger | rediger kilde]

Alkoholer er forbindelser som inneholder en eller flere OH-grupper. En OH-gruppe består av et oksygen- og et hydrogenatom. Hvis en alkohol består av to OH-grupper kalles den en diol og med tre alkoholgrupper en triol. Alkoholer har -ol i slutten av navnet, og de enkleste alkoholene heter derfor metanol, etanol, propanol osv.

Alkoholer er på grunn av oksygenet ikke hydrokarboner, og er mer stabile.

Alkoholer dannes når vann blandes med organiske stoffer med dobbeltbindinger.

Heterosykliske forbindelser[rediger | rediger kilde]

Heterosykliske forbindelser er sykliske organiske molekyler hvor ringen(e) inneholder minst ett annet atom enn karbon. Dette kan være oksygen, nitrogen, fosfor eller svovel. Forbindelser hvor ringene inneholder 5 eller 6 atomer er mest stabile og derfor vanligst. PyridinPyrrolTiofenFuranImidazol

Organiske reaksjoner[rediger | rediger kilde]

Organiske reaksjoner er kjemiske reaksjoner med organiske forbindelser. Det finnes en stor mengde reaksjoner som kan skje mellom organiske forbindelser, på grunn av alle de ulike funksjonelle gruppene. En kan tegne organiske reaksjoner med alle reaksjonstrinn for å forklare hvordan reaksjonene skjer. De vanligste reaksjonene er addisjonsreaksjoner (for eksempel å addere hydrogen til en dobbeltbinding), eliminasjonsreaksjoner (fjerning av hydrogen fra en dobbeltbinding), substitusjonsreaksjoner (bytte en funksjonell gruppe med en annen), redoksreaksjoner (oksidasjoner og reduksjoner), omleiringsreaksjoner, kondensasjonsreaksjoner (dannelse av ester med avspalting av vann) og polymeriseringsreaksjoner. Hver klasse kan igjen deles inn i ulike underklasser. Dannelse av nye organiske molekyler kalles syntese.

Strukturoppklaring[rediger | rediger kilde]

Det finnes mange teknikker for å bestemme hvilken struktur en forbindelse har. Noen er nevnt under her:

  • Elementær analyse: Bestemmelse av hvilke grunnstoffer en forbindelse består av.
  • Infrarød spektroskopi (IR): Brukes for å bestemme funksjonelle grupper
  • Massespektrometri: Brukes for å bestemme molekylvekt på forbindelser og fragmenteringsmønster. Ofte koblet til en gass eller væske-kromatograf.
  • Kjernemagnetisk resonans (NMR) brukes for å bestemme sammensetningen av visse grunnstoffer, basert på deres kjemiske miljø. En av de viktigste teknikkene innen organisk kjemi.
  • Optiskrotasjon: Ser forskjell på enantiomerer av et kiralt molekyl basert på planpolarisert lys.
  • UV/VIS spektroskopi: Brukes ofte for kvantifisere mengde kjent forbindelse i en en væskeprøve.

Analytisk kjemi beskriver flere teknikker.

Se også[rediger | rediger kilde]

Eksterne lenker[rediger | rediger kilde]