تعرف على علم الكيمياء
أولاً/ خواص المركبات العضوية properties of Organic Compounds
تتميز تلك المركبات بالخواص التالية:
(1) جميعها مركبات جزيئية حيث تحتوي على وحدات متميزة يتألف كل منها من عدد محدود من الذرات ولا توجد بينها أيونات وتدعي الجزيئات (Molecule)
(2) سهلة التطاير في الحالة السائلة وذات درجات إنصهار منخفضة إذا كانت صلبة لذلك فأن نسبة عالية من المركبات العضوية هي غازات أو سوائل.
(3) تنصهر دون درجة 300 Co وتتفحم وتتجزئ فوق هذه الدرجة.
(4) لا تذوب عادة في الماء ولكن في المذيبات العضوية مثل الكحول والأيثر والكلورفورم مثلاً.
(5) ليس لهل مقدرة على التوصيل الكهربائية (ضعيفة التوصيل جداً؟)
(6) تتفاعل ببطء مقارنة مع تفاعلات المركبات اللاعضوية وتصل إلى حالة الاتزان.
ثانياً/ مقارنة بين المركبات العضوية والمركبات الغير عضوية
يوضح الجدول التالي أهم الصفات التى تميز تلك المركبات عن المركبات غير العضوية
ثالثاً/ أقسام المركبات العضوية Types of Organic chemistry
– لكى يتم دراسة تلك المركبات والتي يصل عددها إلى عدة ملايين، لابد من تقسيمها إلى أصناف ومجاميع حسب تفاعلاتها والمجاميع التي تميزها الواحدة عن الأخرى.
– تقسم تلك المركبات نظراً لعددها الهائل على أساس صفاتها وتفاعلاتها من خلال تصنيفها أولاً حسب تركيبها الجزيئي العام (التركيب البنائي).
– تقسم المركبات العضوية إلى مركبات هيدروكربونية (Hydrocarbons) وإلى مشتقات المركبات الهيدروكربونية. كما يتم تقسيم الهيدروكربونات إلى حلقية وغير حلقية وحسب تركبيها البنائي. وهذه بدورها يتم تصنيفها في حالة كونها مشبعة او غير مشبعة أو حلقية لكى يتسنى دراستها في تفصيل ووضوح. وبعد ذلك ينظر إلى هذه المركبات ووجود مجاميع وظيفية فيها (Functional groups) والتي تميز تفاعلات هذه المركبات.
رابعاً/ المجموعات الوظيفية Functional groups
– لابد من معرفة مشتقات المركبات العضوية والتي تشكل قطاعاً كبيراً والتي تتميز بوجود المجاميع الوظيفية (Functional groups) التي تعطي لكل صنف تفاعلات تختلف عن الصنوف الأخرى ، إضافة إلى المركبات الحيوية في جسم الإنسان مثل الأنزيمات والهرمونات وهيموغلوبين الدم والكلوروفيل وغيره.
– فيما يلي جدول بأهم المجموعات الوظيفية البارزة:
خامساً/ كسر الروابط في التفاعلات العضوية
– لكي يحدث التفاعل فأن الخطوة الأولى هي انشطار الرابطة إلى هذه الايونات باستخدام طاقة معينة تدعى طاقة
كسر الرابطة او تفكك الرابطة وتقاس بالسعرات الحرارية (Calori) . وفيما يلي قيم طاقة الانشطار لبعض الروابط:
كسر الرابطة او تفكك الرابطة وتقاس بالسعرات الحرارية (Calori) . وفيما يلي قيم طاقة الانشطار لبعض الروابط:
– ولما كان التفاعل العضوي هو كسر روابط المركبات المتفاعلة وتكوين روابط المركبات الناتجة فأن ناتج الطاقة المصروفة سيكون الفرق بين الطاقتين . وعند احتساب حرارة التفاعل تم الاتفاق على أن الطاقة المصروفة لكسر الروابط تكون موجبة وطاقة تكوين الرابطة سالبة. وعلى هذا الأساس فإذا كانت:
حرارة التفاعل ΔH موجبة فإن التفاعل ماص للحرارة (Exothermic)
حرارة التفاعل ΔH سالبة فإن التفاعل طارد للحرارة (Endothermic)
– يستفاد من هذه القيم لحساب حرارة التفاعل ΔH للعديد من التفاعلات العضوية وتحديد ظروف التفاعل والاحتياطات الواجب إتباعها للسيطرة على التفاعل.
سادساً/ التفاعلات العضوية Organic Reactions
تتضمن التفاعلات العضوية ثلاثة انواع رئيسية وهي:
(1) تفاعلات الاستبدال أو الإحلال Substitution
حيث تتضمن هذه التفاعلات استبدال أو احلال ذرة أو مجموعة بدل ذرة هيدروجين أو غيرها بوجود عوامل حفازة وتكون هذه التفاعلات منتشرة بشكل كبير فب التفاعلات العضوية.
(2) تفاعلات الإضافة Addition reactions
وتحدث هذه التفاعلات في المركبات العضوية غير المشبعة مثل الألكينات والالكاينات والمركبات الحاوية على
مجاميع الكربونيل والنتريل وغيرها.
مجاميع الكربونيل والنتريل وغيرها.
(3) تفاعلات الحذف Elimination reactions
وهي التفاعلات التي تحدث في المركبات الحاوية على ذرة عدا الكربون والتي تتمتع بسالبيه كهربائية عالية. مما يجعلها سهلة المغادرة كما في هاليدات الألكيل والكحولات والأمينات.
كما ان هناك أشكالاً للعديد من التفاعلات مثل إعادة الترتيب (Rearrangement) أو الأكسدة والاختزال (Oxidation – Reduction) وغيرها ولكنها تعتبر جزءاً من الأنواع الرئيسية الثلاث اعلاه.
سابعاً/ أسباب كثرة المركبات العضوية
تختص الكيمياء العضوية بمركبات الكربون لذا لابد من دراسة سلوك ذرة الكربون وكيفية ارتباطها مع الذرات الأخرى لتكوين المركبات العضوية والتي تعد حالياً بالملايين. وتعزى كثرة مركبات الكربون إلى:
(1) قدرة الكربون على الاتحاد بين بين ذراته لتكوين سلاسل مؤلفة من أعداد كبيرة من الذرات متفرعة أو مستقيمة وذات روابط قوية ومتماسكة.
(2) في حالة نقص ذرات الهيدروجين فإن ذرة الكربون ذات قدرة على تكوين روابط مزدوجة وثلاثية وتكوين مركبات حلقية تحتوي على 7 -4 ذرات.
(3) قابلية ذرة الكربون للاتحاد مع ذرات مختلفة مثل الأكسجين والنيتروجين والكبريت والهالوجينات والفسفور وغيرها لتكوين مركبات مستقرة.
ثامناً/ مصادر المركبات العضوية Sources of Organic compounds
– من خلال عملية التمثيل العضوية (Photosynthesis) وبوجود صبغة الكلوروفيل تقوم النباتات الخضراء بامتصاص ضوء الشمس واختزال ثاني اكسيد الكربون والماء إلى مركبات عضوية بسيطة تتحول في جسم النبات إلى العديد من المركبات المعقدة.
– ومن النبات تنتقل هذه المركبات إلى الأحياء حيث تتحول فيها إلى مركبات اخرى. أما تفرزه الأحياء وما ينتج من تحلل أجسادها بعد الموت فهي مركبات عضوية تتراكم من خلال ملايين السنين لتكون المصادر الرئيسية للمركبات العضوية على الأرض مثل البترول والفحم والغاز الطبيعي والخشب وغيرها والتي تعتبر مصادر الطاقة المألوفة
– يعتبر كل من البترول والفحم هما المصادر الرئيسية للمركبات العضوية في الوقت الحاضر.
المراجع : الكيمياء العضوية الإليفاتية/ عادل شاكر الطائي – دايخ عيد الحسناوي /الطبعة الأولي 2009/عمان – الأردن
