органическая химия - изучает соединения углерода с другими элементами — т. н. органические соединения и законы их превращений. Как самостоятельная область химии стала складываться лишь в 19 в.; термин «органическая химия» введен Й. Берцелиусом в 1827. Большое влияние на развитие органической химии оказала теория химического строения (А. М. Бутлеров, 1861). Способность углерода соединяться с большинством элементов и образовывать молекулы самого различного состава и строения (цепного, циклического, с простыми и кратными связями между атомами) обусловливает огромное многообразие органических соединений (к 90-м гг. 20 в. их число превысило 10 млн.). Синтез многочисленных органических веществ привел к созданию новых отраслей промышленности — синтетических красителей, полимеров, искусственного жидкого топлива и др. Успехи органической химии позволили рационально использовать нефть, каменный уголь, природный газ, лесохимическое и другое сырье. Пользуясь методами органической химии, удалось установить структуру белков, нуклеиновых кислот и других сложных природных соединений, синтезировать витамины, некоторые гормоны, ферменты. Ряд направлений органической химии благодаря их интенсивному развитию вырос в большие специальные разделы, напр. химия высокомолекулярных соединений.
химическая технология - наука о методах и средствах рациональной химической переработки сырья, полуфабрикатов и промышленных отходов. Неорганическая химическая технология включает переработку минерального сырья (кроме металлических руд), получение кислот, щелочей, минеральных удобрений; органическая химическая технология — переработку нефти, угля, природного газа и др. горючих ископаемых, получение синтетических полимеров, красителей, лекарственных средств и др. Теоретические основы химической технологии — химия, физика, механика, математика (в частности, математическое моделирование). Современная химическая технология характеризуется созданием агрегатов большой единичной мощности, освоением процессов, в которых используются сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, применением высокоэффективных катализаторов, получением веществ с необычными ценными свойствами (сверхчистых и сверхтвердых, жаростойких и жаропрочных и др.).
химическая промышленность - объединяет ряд подотраслей: горнохимическую, основную химическую промышленность, промышленность минеральных удобрений, полимерных материалов (производство синтетического каучука, синтетических смол и пластических масс, химических волокон), синтетических красителей, промышленность бытовой химии, лакокрасочную, резино-асбестовую, фотохимическую и химико-фармацевтическую.
ИЮПАК - международный союз теоретической и прикладной химии(International Union of Pure and Applied Chemectry), создан в 1919. Входит в МСНС.
пространственное строение(стереоизомерия) - один из видов изомерии химических соединений. Обусловлена
различиями в расположении атомов в пространстве (при одинаковой последовательности связи атомов). Подразделяется на диастереомерию и
энантиомерию.
изомерия(от от греч. isos — равный, одинаковый и греч. meros — доля, часть) химических соединений, явление, заключающееся в
существовании изомеров — соединений, одинаковых по составу и молекулярной массе, но различающихся по строению (структурная изомерия) или
расположению атомов в пространстве (пространственная изомерия) и, следовательно, по свойствам. Открыта в 1823 Ю. Либихом, показавшим, что
фульминат серебра AgONC и изоцианат серебра AgNCO имеют один и тот же состав, но разные свойства. Термин «Изомерия» предложен в 1830 Й.
Берцелиусом.
гомологический ряд(от греч. homologos — соответственный, подобный) - последовательность органических соединений с одинаковыми функциональными группами и однотипным строением, каждый член которой отличается от соседнего на постоянную структурную единицу (гомологическая разность), обычно метиленовую группу CН2. Члены гомологического ряда называются гомологами.
свободные радикалы - атомы или химические соединения с неспаренным электроном (обозначается жирной точкой), напр. C' C'H3 C'(C6H5)3(обазночение свободного радикала). Парамагнитны, реакционноспособны. Короткоживущие радикалы — промежуточные частицы во многих химических реакциях. Некоторые радикалы свободные стабильны и выделены в индивидуальном состоянии. С участием радикалов свободных осуществляются важные биохимические процессы, напр. ферментативное окисление.
двойная-тройная связь - двойная связь(одна сигма-связь и одна пи-связь) тройная связь(одна сигма-связь и две пи-связи)
вандерваальсовая - вид взаимодействия за счет возникновения наведенных дипольных моментов
координационная(донорно-акцепторная связь) - вид химической связи; характерна для комплексных соединений. Обусловлена передачей электронной пары с заполненной орбитали лиганда (донора) на вакантную орбиталь центрального атома (акцептора) с образованием общей связывающей молекулярные орбитали.
структурная формула - изображение химических связей между атомами в молекуле с учетом их валентности
поликонденсация - (от греч. polys — многочисленный, обширный и позднелат. condensatio — сгущение), метод синтеза полимеров, при котором взаимодействие молекул мономера (или мономеров) сопровождается обычно выделением побочных низкомолекулярных соединений, напр. воды, спирта. Используется в промышленности для получения полиамидов, синтетических смол, кремнийорганических полимеров. Поликонденсация или подобные ей процессы лежат также в основе биосинтеза белков, нуклеиновых кислот, целлюлозы.
брожение процесс ферментативного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, протекающий без
использования кислорода. Служит источником энергии для жизнедеятельности организма и играет большую роль в круговороте веществ в природе.
Некоторые виды брожения, вызываемые микроорганизмами (спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, уксуснокислое), используются в производстве
этилового спирта, глицерина и других технических и пищевых продуктов.
нитрирование - замена каких либо элементов в молекуле на свободный радикал NO3-
полимеризация метод синтеза полимеров, при котором взаимодействие молекул мономера (или мономеров) не
сопровождается обычно выделением побочных низкомолекулярных соединений. Используется в промышленности для получения полиолефинов,
полистирола, полиакрилатов, большинства каучуков.
кристаллизация процесс образования кристаллов из паров, растворов, расплавов, из вещества в другом кристаллическом или аморфном состоянии. Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, напр., переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов — центров кристаллизации. Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершенных атомных слоев (ступени) при росте движутся вдоль грани. Зависимость скорости роста от условий кристаллизации приводит к разнообразию форм роста и структуры кристаллов (многогранные, пластинчатые, игольчатые, скелетные, дендритные и другие формы, карандашные структуры и т. д.). В процессе кристаллизации неизбежно возникают различные дефекты.
гидрофобы(от греч. hydor — вода и греч. phobos — страх, боязнь), неспособность вещества (материала) смачиваться водой. К гидрофобным веществам относятся, напр., многие металлы, жиры, воски, кремнийорганические жидкости. Гидрофобность — частный случай лиофобности.
углеводороды: органические соединения, молекулы которых построены только из атомов углерода и водорода. Различают алифатические,
или ациклические, углеводороды, в молекулах которых атомы углерода образуют линейные или разветвленные открытые цепи (напр., этан,
изобутилен), и карбоциклические углеводороды, молекулы которых представляют собой циклы (кольца) из трех или более атомов углерода. Эти
углеводороды подразделяют на алициклические (напр., циклогексан) и ароматические (напр., бензол). Углеводороды — важнейшие компоненты нефти,
природного газа, продуктов их переработки, широко используемые как сырье для получения многих химических продуктов, топлива и др.
классы
алканы(насыщенные соединения, предельные соединения) - органические соединения, в молекулах которых атомы соединены между собой
только простыми связями в «открытые» цепи (алифатические насыщенные соединения) или циклы (алициклические насыщенные соединения). К
насыщенным соединениям относятся, напр., алканы, или парафины, общей формулы СnH2n+2 (метан СН4, этан С2Н6), циклоалканы, или циклопарафины,
СnH2n (циклопропан С3Н6, циклогексан С6Н12). Насыщенные углеводороды содержатся главным образом в нефти и природном газе. Их производные
получают различными синтетическими методами.
циклоалканы (циклопарафины), насыщенные моноциклические углеводороды, напр., циклогексан. Циклоалканы и их
производные относятся к алициклическим соединениям. Некоторые циклоалканы, содержащиеся главным образом в нефти, называются нафтенами.
непредельные углеводороды:
алкены - этилен, (олефины ), ненасыщенные ациклические углеводороды, содержащие в молекуле одну двойную связь C=C. Первый
член ряда олефинов — этилен CH2=CH2, поэтому олефины называются также этиленовыми углеводородами. Содержатся в продуктах переработки нефти и
природных газов. Широко используются для синтеза полимеров и др. ценных промышленных продуктов.
алкины - ацетилен - НС-СН, бесцветный газ, tкип = 84,1 °С. Получают из природных газов или карбида кальция. Сырье для
синтеза винилхлорида, акрилонитрила, ацетальдегида, винилацетата и др.; горючее при сварке и резке металлов.
алкадиены - ненасыщенные углеводороды содержащие две двойные связи
амины: анилин органические соединения, продукты замещения атомов водорода в аммиаке NH3 органическими радикалами R:
первичные RNH2, вторичные R2NH, третичные R3N (R, напр., CH3, C2H5, C6H5). Амины, содержащие в молекуле 2, 3, 4 и более NH2-групп,
называются соответственно ди-, три-, тетра- и полиаминами; амины с одной NH2-группой иногда называют моноаминами. Алифатические амины
получают обычно алкилированием аммиака, ароматические амины — восстановлением нитросоединений. Применяются в производстве красителей,
взрывчатых и лекарственных веществ, полимеров. Амины и их производные распространены в природе (напр., алкалоиды, аминокислоты).
алкалоиды(от средневекового лат. alcali — щелочь и греч. eidos — вид) - обширная группа азотсодержащих циклических
соединений главным образом растительного происхождения. Все алкалоиды — азотистые основания, которые классифицируются по химическому
строению (преимущественно по входящим в их структуры гетероциклам — индолу, пиридину, хинолину и др.), а также в зависимости от источника
выделения. Известно ок. 10000 алкалоидов; особенно богаты ими растения из семейства бобовых, маковых, пасленовых, лютиковых, маревых,
сложноцветных. Алкалоиды оказывают физиологическое действие на организм животных и человека, преимущественно на нервную систему, благодаря
чему применяются в медицине (кофеин, морфин, эфедрин, алкалоиды спорыньи и др.) и в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями.
Биологическая роль алкалоидов в растениях окончательно не установлена; алкалоиды могут защищать растения от поедания животными, служить
формой хранения органического азота в тканях и др.
полимеры - высокомолекулярные соединения, (от греч. polys — многочисленный, обширный и греч. meros — доля, часть), вещества,
молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся звеньев; молекулярная масса полимеров может изменяться от
нескольких тысяч до многих миллионов. По происхождению полимеры делят на природные, или биополимеры (напр., белки, нуклеиновые кислоты,
натуральный каучук), и синтетические (напр., полиэтилен, полиамиды, эпоксидные смолы), получаемые методами полимеризации и поликонденсации.
По форме молекул различают линейные, разветвленные и сетчатые полимеры, по природе — органические, элементоорганические, неорганические
полимеры. Для линейных и разветвленных полимеров характерен комплекс специфических свойств, напр. способность образовывать анизотропные
волокна и пленки, а также существовать в высокоэластичном состоянии. Полимеры — основа пластмасс, химических волокон, резины, лакокрасочных
материалов, клеев, ионитов. Из биополимеров построены клетки всех живых организмов. Термин «полимеры введен Й. Я. Берцелиусом в 1833.
полиэтилен, один из простейших полимеров его молекулярная масса колеблется от 20 тыс. до 3 млн. в зависимости от способа получения. Прозрачный термопластический материал обладающий высокой химической стойкостью плохо проводящий теплоту и электричество. Его применяют для изоляции электрических проводов, изготовления прозрачных пленок и бытовых предметов
каучук - разделяются на натуральный и синтетические. Натуральный каучук получают из латекса(сока некоторых деревьев в Южной Америке). Синтетические каучуки разделяют по способу получения(изопреновый, бутадиеновый, хлоропреновый и т. д.)
ароматические углеводороды:
арены - бензол ароматические углеводороды, содержащие одно или несколько бензольных колец (в т. ч.
конденсированных). Примеры — бензол, толуол, нафталин, антрацен, фенантрен.
фенолы - крезол органические соединения ароматического ряда, в молекулах которых гидроксильные группы связаны с
атомами углерода ароматического кольца. По числу ОН-групп различают фенолы одноатомные (напр., фенол), двухатомные (гидрохинон, пирокатехин,
резорцин) и т. д. Обладают слабокислотными свойствами, напр. образуют солеобразные продукты — феноляты. Фенолы выделяют из каменноугольной
смолы, синтезируют гидролизом соответствующих галогенопроизводных и др. способами. Применяются в производстве синтетических смол, полиамидов
и др. полимеров, лекарственных препаратов, красителей, поверхностно-активных веществ, антиоксидантов.
спирты: этиловый, метиловый, алкоголята (алкоголи), органические соединения, содержащие гидроксильную
группу ОН у насыщенного атома углерода. По числу ОН-групп различают спирты одноатомные (иногда термин «алкоголи» относят только к
одноатомным спиртам), двухатомные (гликоли), трехатомные (глицерины) и многоатомные; одноатомные спирты по положению ОН-группы делят на
первичные (RСН2ОН), вторичные (R2СНОН), третичные (R3СОН). Спирты образуют алкоголяты, простые и сложные эфиры и др. Получаются окислением
углеводородов, гидратацией олефинов, брожением пищевых продуктов, гидролизом растительных материалов и др. способами. Сырье в производстве
красителей, синтетических смол, моющих и лекарственных веществ; растворители.
АЛКОГОЛЯТЫ, продукты замещения в спиртах атома водорода гидроксильной группы металлом, напр. RONa (R = CH3, C2H5
или др. углеводородный радикал). Алкоголяты — твердые, бесцветные, легко гидролизующиеся продукты; применяются в органическом синтезе.
жиры органические соединения, в основном сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот (триглицериды); относятся к липидам.
Один из основных компонентов клеток и тканей живых организмов. Источник энергии в организме; калорийность чистого жира 3770 кДж/100 г.
Природные жиры подразделяются на жиры животные и масла растительные.
мыло соли высших жирных кислот, а также нафтеновых и смоляных кислот. Получают из животных и растительных
жиров, нафтеновых кислот, канифоли, таллового масла. Растворимые в воде мыла (обычно натриевые и калиевые) обладают моющим действием и
составляют основу туалетного, хозяйственного и технического мыла. Мыла применяют для стабилизации эмульсий, синтетических латексов, пен, в
качестве присадок, структурирующих добавок.
ЭФИРЫ ПРОСТЫЕ, органические соединения общей формулы R-O-R (R — одинаковые или различные органические радикалы, напр. C2H5). Растворители, душистые вещества. Применяются в органическом синтезе. Наиболее важный эфир простой — этиловый эфир.
ЭФИРЫ СЛОЖНЫЕ, органические соединения, продукты замещения атомов водорода групп ОН в минеральных или карбоновых кислотах на
органические радикалы. Растворители (напр., этилацетат), пластификаторы, экстрагенты, сырье для синтеза полимеров (напр., метилметакрилат),
лекарственные средства (напр., нитроглицерин), инсектициды и др. Главная составная часть жиров, содержатся в эфирных маслах. Эфиры фосфорной
кислоты — ДНК, РНК и фосфолипиды — играют важную роль в организмах.
альдегиды: муравьиный, уксусный органические соединения, содержащие альдегидную группу CHO. Примеры
альдегидов — формальдегид, ацетальдегид, бензальдегид, акролеин, ванилин. Получают окислением первичных спиртов и др. методами. Применяют в
производстве полимеров, органическом синтезе, как душистые вещества.
карбоновые кислоты: органические соединения, содержащие одну или несколько карбоксильных групп — СООН. Известны одноосновные
карбоновые кислоты RCOOH (уксусная, бензойная), двухосновные R(COOH)2 (щавелевая, фталевая) и многоосновные (лимонная) (R — органический
радикал). Карбоновые кислоты обычно значительно слабее минеральных. Образуют соли и замещением группы ОН — различные производные:
галогенангидриды, амиды, сложные эфиры и др. Получают карбоновые кислоты, напр., омылением жиров, окислением спиртов, альдегидов,
углеводородов. Имеют разнообразное промышленное применение и большое биологическое значение.
предельные одноосновные(насыщенные карбоновые кислоты) - соединения в углеводородном радикале которых отсутствуют краткие связи они имеют общую формулу CnH2n+1COOH
уксусная, - бесцветная жидкость с резким запахом. Уксусная кислота широко используется в химической, фармацевтической, пищевой, текстильной и лакокрасочной промышленности
углеводы: обширная группа природных органических соединений, химическая структура которых часто отвечает общей формуле Cm(H2O)n
(т. е. углерод вода, отсюда название). Различают моно-, олиго- и полисахариды, а также сложные углеводы — гликопротеиды, гликолипиды,
гликозиды и др. Углеводы — первичные продукты фотосинтеза и основные исходные продукты биосинтеза других веществ в растениях. Составляют
существенную часть пищевого рациона человека и многих животных. Подвергаясь окислительным превращениям, обеспечивают все живые клетки
энергией (глюкоза и ее запасные формы — крахмал, гликоген). Входят в состав клеточных оболочек и других структур, участвуют в защитных
реакциях организма (иммунитет). Применяются в пищевой (глюкоза, крахмал, пектиновые вещества), текстильной и бумажной (целлюлоза),
микробиологической (получение спиртов, кислот и других веществ сбраживанием углеводов) и других отраслях промышленности. Используются в
медицине (гепарин, сердечные гликозиды, некоторые антибиотики).
глюкоза - моносахарид, простые углеводы, содержащие гидроксильные и альдегидную (альдозы) или кетонную (кетозы)
группы. По числу атомов углерода различают триозы, тетрозы, пентозы и т. д. В живых организмах в свободном виде (кроме глюкозы и фруктозы)
встречаются редко. В составе сложных углеводов (гликозидов, олиго- и полисахаридов и др.) присутствуют во всех живых клетках.
сахароза - дисахарид, углеводы, образованные остатками двух моносахаридов. В животных и растительных
организмах распространены дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза, трегалоза.
крахмал и целлюлоза - полисахарид высокомолекулярные углеводы, образованные остатками моносахаридов
(глюкозы, фруктозы и др.) или их производных (напр., аминосахаров). Присутствуют во всех организмах, выполняя функции запасных (крахмал,
гликоген), опорных (целлюлоза, хитин), защитных (камеди, слизи) веществ. Участвуют в иммунных реакциях, обеспечивают сцепление клеток в
тканях растений и животных. Составляют основную массу органического вещества в биосфере.
ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, органические соединения, содержащие в молекуле цикл, в состав которого наряду с атомами углерода
входят атомы других элементов, чаще всего азота, кислорода, серы (т. н. гетероатомы). Природные гетероциклические соединения, напр.,
хлорофилл, гем, играют важную роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Многие гетероциклические соединения получают
синтетическими методами. Некоторые гетероциклические соединения, напр., пиридин, хинолин, тиофен, фуран, обладают ароматическими свойствами
(т. н. гетероароматические соединения).
аминокислоты класс органических соединений, содержащих карбоксильные (-COOH) и аминогруппы (-NH2); обладают
свойствами и кислот, и оснований. Участвуют в обмене азотистых веществ всех организмов (исходное соединение при биосинтезе гормонов,
витаминов, медиаторов, пигментов, пуриновых и пиримидиновых оснований, алкалоидов и др.). Природных аминокислот св. 150. Ок. 20 важнейших
аминикислот служат мономерными звеньями, из которых построены все белки (порядок включения аминокислот в них определяется генетическим
кодом). Большинство микроорганизмов и растения синтезируют необходимые им аминокислоты; животные и человек не способны к образованию т. н.
незаменимых аминокислот, получаемых с пищей. Освоен промышленный синтез (химический и микробиологический) ряда аминокислот, используемых для
обогащения пищи, кормов, как исходные продукты для производства полиамидов, красителей и лекарственных препаратов.
белки, природные высокомолекулярные органические соединения, построенные из остатков 20 аминокислот, которые соединены пептидными
связями в длинные цепи. Молекулярная масса от нескольких тысяч до нескольких миллионов. В зависимости от формы белковой молекулы различают
фибриллярные и глобулярные белки. Особая группа — сложные белки, в состав которых кроме аминокислот входят углеводы (гликопротеиды),
нуклеиновые кислоты (нуклеопротеиды) и т. д. Во всех живых организмах белки играют исключительно важную роль: они участвуют в построении
клеток и тканей, являются биокатализаторами (ферменты), гормонами, дыхательными пигментами (гемоглобины), защитными веществами
(иммуноглобулины) и др. Биосинтез белков происходит на рибосомах и определяется генетическим кодом нуклеиновых кислот в процессе трансляции.
Белки — основа кожи, шерсти, шелка и других натуральных материалов, важнейшие компоненты пищи человека и корма животных. Со 2-й пол. 20 в.
для получения пищевых и кормовых белков применяют микробиологический синтез.
биополимеры: высокомолекулярные (молекулярная масса 103 — 109) природные соединения — белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, а
также их производные. Являются структурной основой живых организмов и играют определяющую роль в процессах жизнедеятельности.
первичная-вторичная-третичная структуры
Первичная - конкретная последовательность аминокислот в полипептидной цепи
вторичная - конформация полипептидной цепи т. е. способ скручивания цепи в пространстве за счет водородных связей между группами NH и CO.
третичная - трехмерная конфигурация закрученной спирали в пространстве.
пептиды органическое вещества, состоящие из остатков аминокислот, соединенных пептидной связью. Различают ди-,
три- и т. д. пептиды, а также полипептиды. В живых клетках пептиды синтезируются из аминокислот либо являются продуктами обмена белков.
Многие природные пептиды обладают биологической активностью (напр., глутатион, глюкагон, грамицидин).
кетоны RCOR', органические соединения, содержащие карбонильную группу > С=О, связанную с двумя (одинаковыми или разными)
углеводородными радикалами R и Rў. Получаются окислением вторичных спиртов и др. методами. Кетоны — полупродукты в органическом синтезе,
растворители. См. Ацетон, Метилэтилкетон, Циклогексанон.
амиды АМИДЫ КИСЛОТ, производные кислот, в молекулах которых ОН-группа замещена на аминогруппу NH2. Напр.,
амид серной кислоты H2SO4 — сульфаминовая кислота HOSO2NH2; амид уксусной кислоты CH3COOH — ацетамид CH3CONH2; полный амид угольной кислоты
H2CO3 — карбамид NH2CONH2 (мочевина).