قصة عن الكيمياء العضوية
الكيمياء العضويةالمقدمةالكربون بالغ الأهمية، حتى بلغمن أهميته أن أفرد لدراسته علم قائم بذاته هو الكيمياء العضوية.ووصفت هذه الكيمياءبالعضوية لأنها كانت سابقاً تقتصر على دراسة الكائنات الحية(وهي كما نعلم تتألف منمركبات الكربون).أما اليوم، فالكيمياء العضوية تعنى بدراسة جميع مركبات الكربون- عدا "اللاعضويات"، كالكربونات وثاني أكسيد الكربون.ويتميز الكربون عن سائر العناصربقدرة ذراته الفريدة على الترابط فيما بينها بروابط مستقرة جداً. لذا يمكنها تأليفسلاسل طويلة تضم مئات الألوف من ذرات الكربون. تقسم المركبات العضوية إلى طوائفأهمها البروتينات والدهون والسكريات (الكربوهيدرات).
تصنيف المركباتالعضويةهنالك أكثر من تصنيف للمركبات العضوية ، وأكثرها شيوعاً التصنيفانالآتيان :
التصنيف الأول:
تصنف المركبات العضوية حسب نوع الروابطالتي تجريها ذرة الكربون الى قسمين هما :
1- المركبات العضوية المشبعة .
وهيالمركبات العضوية التي تكون جميع روابطها تساهمية أحادية .
ومن الأمثله عليهاالالكانات.
2- المركبات العضوية غير المشبعة .
وهي المركبات العضوية التيتحتوي على روابط ثنائية أو ثلاثية اضافة للروابط الأحادية .
ومن الأمثلة عليهاالألكينات .
التصنيف الثاني:
تصنف المركبات العضوية حسب أنواعالعناصر فيها الى قسمين هما :
1- الهيدروكربونات Hydrocarbons .
وهيالمركبات العضوية التي تحتوي على عنصري الكربون والهيدروجين فقط .
تشتملالهيدروكربونات على العائلات الآتية :
أ- ألكانات Alkanes.
ب-ألكينات Alkenes .
ج- ألكاينات Alkynes.
د- مركبات أروماتية ( عطرية ) Aromatic Hydrocarbones .
2- مشتقات الهيدروكربونات Hydrocarbon Derivatives .
وهي المركبات العضوية التي تحتوي على عنصري الكربون والهيدروجين وعناصرأخرى مثل النيتروجين والأكسجين والهالوجينات وغيرها .
تشتمل مشتقاتالهيدروكربونات على عدة عائلات أهمها :
ا- كحولات Alchohols .
ب- ايثرات Ethers .
ج- هاليدات عضوية Organic Halide .
د- ألديهيدات Aldehydes .
هـ- كيتونات Ketones .
و- حموض عضوية Organic Acids .
ز- استرات Esters .
ح- أمينات Amines .
ط- أميدات Amides .
وكل عائلة من عائلات المركبات العضويةالسابقة تحتوي على مجموعة وظيفية تميزها عن غيرها من العائلات .
المجموعةالوظيفية :
موقع في المركب العضوي يميز عائلة المركب العضوي عن غيره منالعائلات ، وتحدث عليه معظم التفاعلات العضوية .
وفيما يلي بعض هذهالمجموعات الوظيفية :
الألكينات :
تمتاز الألكينات بوجود رابطةثنائية بين ذرتي كربون ، فهي بذلك تعد المجموعة الوظيفية.
الألكايناتتمتازالألكاينات بوجود رابطة ثلاثية بين ذرتي كربون .
الكحولات:
تمتازالكحولات بوجود رابطة مجموعة هيدروكسيل ( OH ) مرتبطة باحدى ذرات الكربون .
الهاليدات العضوية :
تمتاز الهاليدات العضوية بوجود عنصر من عناصرالمجموعة السابعة (هالوجين) مرتبط باحدى ذرات الكربون. ويرمز للهالوجين عادة بالحرف ( X ) .
الألديهيدات :
تمتاز الألديهيدات بوجود مجموعة كربونيل (CO ) على طرف السلسلة الكربونية .
الكيتونات :
تمتاز الكيتونات بوجودمجموعة كربونيل (CO ) داخل السلسلة الكربونية.
الاسترات :
تمتازالاسترات بوجود مجموعة استر( )
الأمينات :
تمتاز الأمينات بوجودمجموعة أمين NH2
الأميدات :
تمتاز الاميدات بوجود مجموعة أميدالايثرات :
تمتاز الايثرات بوجود مجموعة ايثر Oبين ذرتيكربونروابط الكربونعدد الكترونات التكافؤ ( الكترونات مستوىالطاقة الرئيس الأخير للكربون هو ( 4 ) . انظر للتركيب الالكتروني للكربون .
1s2 2s2 2p2
إن وجود أربع الكترونات تكافؤ في ذرة الكربون يعني امكانية أن تقومذرته بعمل أربع روابط تساهمية ( تشاركية ) . وهذا يعني أن ذرة الكربون يمكن أنترتبط باربع ذرات كربون أخرى أو ثلاث أو اثنتان ، اضافة لامكانية ارتباطه بعناصرأخرى .
ان عدد الروابط التي يمكن للكربون أن يجريها تمكنه من تكوين عدد كبيرجداً من المركبات وهذا يفسر وجود ملايين المركبات العضوية في الطبيعة ، والمصنعة فيالمختبر .
طبيعة الروابط في المركبات العضويةيمكن للكربون أن يقوم بعملالأنواع الثلاثة من الروابط التساهمية :
1- رابطة تساهمية أحادية:
وتتمبمشاركة الكربون لذرة أخرى بزوج من الالكترونات .
2- رابطة تساهميةثنائية:
وتتم بمشاركة الكربون لذرة أخرى بزوجين من الالكترونات .
3- رابطة تساهمية ثلاثية:
وتتم بمشاركة الكربون لذرة أخرى بثلاث أزواج منالالكترونات .
مصادر المركبات العضويةيوجد في الطبيعة مصدرانهائلان لمركبات الكربون هما البترول وما يصاحبه من الغاز الطبيعي ، والفحم .
البترول والغاز الطبيعي:
البترول مخلوط معقد من عدد كبير من الموادأغلبها من الهيدروكربونات ، أي من المركبات المكونة من الكربون والهيدروجين فقط . وتتدرج هذه المركبات من خفيفة سهلة التطاير الى ثقيلة قليلة التطاير وذات كثافةعالية .
أصل تكون البتروليعتقد أن البترول تكون من مواد نباتيةوحيوانية جرى لها تحلل خلال العصور الجيولوجية الطويلة بعد أن غمرت تحت طبقات منالماء والتربة .
ويوجد السائل عادةً متجمعاً في جيوب بين طبقات صخرية غير منفذة . ويرفع البترول الى السطح بعد حفر الآبار عن طريق الضخ ، وقد يرتفع الى السطحتلقائياً نتيجةً لضغط الغاز المصاحب له .
الفحمالفحم ذو أصل نباتيويعتقد أنه تكون من التحلل البطيء للنباتات في العصور الجيولوجية السحيقة تحت طبقاتمن التربة وتعرضها لضغط وحرارة شديدين .
ويتكون الفحم في معظمه من الكربون ،ولكنه يحتوي على بعض المواد المعقدة التي تتكون من عناصر الأوكسجين والهيدروجينوالنيتروجين وبعض الكبريت اضافةً للكربون .
المتشكلات ( المصاوغات )
يطلق على المركبات التي تتشابه في الصيغ الجزيئية ( أنواع الذرات وأعدادها ) وتختلف في الصيغ البنائية ( ترتيب الذرات ) اسم المتشكلات، المصاوغات أوالمتشاكلات وتعرف ظاهرة وجود أكثر من صيغة بنائية لصيغة جزيئية واحدة اسم ظاهرةالتشكل أو التصاوغ .
أنواع المتشكلات :
هنالك أكثر من نوع للمتشكلاتأهمها :
1- المتشكلات البنائية:
وهي المركبات التي لها نفس الصيغة الجزيئيةوتنتمي الى نفس العائلة العضوية ( تحتوي على نفس المجموعة الوظيفية ) ولكنها تختلففي ترتيب الذرات .
مثال:
البيوتان من الألكانات ، ويمتلك صيغتان بنائيتان تتشابهان في الصيغة الجزيئية (C4H10) ولكنهما تختلفان في ترتيب الذراتفيهما ، تسمى الصيغة البنائية الأولى ( ميثيل بروبان ) وتسمى الثانية ( بيوتان ) .
الخاتمةتناولنا في هذا البحث بشيء من التفصيل عن بعض ما يتعلق بالكيمياء العضوية. فتعرفنا على تصنيف المركبات العضوية بطريقتيه، كما تعرفنا على بعض من المجموعة الموظيفية كالألكينات والألكانات وغيرها،وعن الروابط الكربونيةوطبيعتها في المركبات العضوية،وعن مصادر المركبات العضوية وأخيراً عن المتشكلاتوأنواعها.
وفي ختام بحثي المتواضع هذا أتمنى أن أكون قد وفقت لأبرز أهم النقاط المتعلقة بالبحث.
ساحة النقاش