1.1: ما هي الكيمياء العضوية؟

الكيمياء العضوية هي دراسة مركبات الكربون التي تُسمى المركبات العضوية. تنشأ المركبات العضوية إما من الكائنات الحية أو يتم تصنيعها بواسطة الكيميائيين. السمة المميزة لهذه المركبات هي وجود الكربون كعنصر رئيسي، والذي يرتبط بذرات الكربون الأخرى وعناصر أخرى مثل الهيدروجين، والأكسجين، والنيتروجين، والكبريت. إن وجود مجموعة واسعة من الجزيئات العضوية هو نتيجة لقدرة ذرات الكربون على تكوين ما يصل إلى أربع روابط قوية مع ذرات الكربون الأخرى، مما يؤدي إلى سلاسل وحلقات ذات أحجام وأشكال وتعقيدات مختلفة. ومع ذلك، فإن بعض المركبات المحتوية على الكربون، مثل الكربونات والسيانيد والأكاسيد البسيطة (CO وCO₂)، لا يتم تصنيفها عادةً على أنها مركبات عضوية.

أبسط المركبات العضوية تحتوي على عنصري الكربون والهيدروجين فقط وتُسمى الهيدروكربونات. قد تختلف الهيدروكربونات في أنواع روابط الكربون الموجودة في جزيئاتها. وقد تكون ألكانات (تحتوي على روابط أحادية فقط)، أو ألكينات (تحتوي على رابطة مزدوجة واحدة أو أكثر)، أو ألكاينات (تحتوي على رابطة ثلاثية أو أكثر). على الرغم من أن جميع الهيدروكربونات تتكون من نوعين فقط من الذرات (الكربون والهيدروجين)، إلا أن هناك مجموعة واسعة من الهيدروكربونات بسبب اختلاف أطوال السلسلة والسلاسل المتفرعة وحلقات ذرات الكربون، أو مزيج من هذه التراكيب. عادةً ما تتغير خصائص مثل نقطة الانصهار ونقطة الغليان بشكل يمكن التنبؤ به مع تغير عدد ذرات الكربون والهيدروجين في الجزيئات.

يؤدي دمج مجموعة وظيفية في الجزيئات المحتوية على الكربون والهيدروجين إلى ظهور عائلات جديدة من المركبات تسمى الهيدروكربونات الوظيفية. المجموعة الوظيفية هي ذرة مميزة أو مجموعة ذرات مميزة تحدد بشكل أساسي خصائص مشتقات الهيدروكربون. على سبيل المثال، المركبات التي تحتوي على المجموعة الوظيفية -OH المرتبطة بالجزء الهيدروكربوني هي الكحولات. وبحسب الاصطلاح، الصيغة العامة للكحول هي R-OH ، حيث R هو الجزء الهيدروكربوني من الجزيء. تشكل مجموعة المركبات التي تحتوي على نفس المجموعة الوظيفية عائلة.

المركبات العضوية هي المكونات الرئيسية للمواد البلاستيكية، والصابون، والعطور، والمُحليات والأقمشة، والأدوية، والعديد من المواد الأخرى المستخدمة يومياً. ولذلك، فإن دراسة هياكلها وتفاعلاتها أمر بالغ الأهمية لفهم وظائفها في الحياة الواقعية.