1.1: מהי כימיה אורגנית?

כימיה אורגנית היא חקר תרכובות של פחמן הנקראות תרכובות אורגניות. תרכובות אורגניות מקורן באורגניזמים חיים או מסונתזות על ידי כימאים. תכונה מגדירה של תרכובות אלו היא הנוכחות של פחמן כיסוד העיקרי, אשר קשור לאטומי פחמן אחרים וליסודות אחרים כגון מימן, חמצן, חנקן וגופרית. קיומו של מגוון רחב של מולקולות אורגניות הוא תוצאה של יכולתם של אטומי פחמן ליצור עד ארבעה קשרים חזקים לאטומי פחמן אחרים, וכתוצאה מכך נוצרות שרשראות וטבעות בגדלים, צורות ומורכבויות שונות. עם זאת, חלק מהתרכובות המכילות פחמן, כגון קרבונטים, ציאנידים ותחמוצות פשוטות (CO ו- CO ₂ ), אינן מסווגות בדרך כלל כתרכובות אורגניות.

התרכובות האורגניות הפשוטות ביותר מכילות רק את היסודות פחמן ומימן ונקראות פחמימנים. פחמימנים עשויים להיות שונים בסוגי קשרי הפחמן-פחמן הנמצאים במולקולות שלהם. אלה יכולים להיות אלקאנים (המכילים רק קשר בודד), אלקנים (המכילים קשר כפול אחד או יותר), או אלקינים (המכילים קשר משולש אחד או יותר). למרות שכל הפחמימנים מורכבים משני סוגים בלבד של אטומים (פחמן ומימן), קיים מגוון רחב של פחמימנים הודות לאורכים משתנים של שרשראות, שרשראות מסועפות וטבעות של אטומי פחמן, או משילובים של מבנים אלה. תכונות כמו נקודת ההיתוך ונקודת הרתיחה משתנות בדרך כלל באופן צפוי ככל שמספר אטומי הפחמן והמימן במולקולות משתנה.

שילוב של קבוצה פונקציונלית במולקולות המכילות פחמן ומימן מוביל למשפחות חדשות של תרכובות הנקראות פחמימנים פונקציונאליים. הקבוצה הפונקציונלית היא אטום או קבוצת אטומים אופייניים הקובעים בעיקר את תכונותיהם של נגזרות פחמימנים. לדוגמה, תרכובות שיש להן קבוצה פונקציונלית -OH הקשורה לחלק הפחמימני הן כוהל. לפי המוסכמה, הנוסחה הכללית של כוהל היא R–OH, כאשר R הוא החלק הפחמימני של המולקולה. קבוצה של תרכובות המכילות את אותה קבוצה פונקציונלית יוצרת משפחה.

תרכובות אורגניות הן מרכיבי מפתח של פלסטיק, סבונים, בשמים, ממתיקים, בדים, תרופות וחומרים רבים אחרים המשמשים מדי יום. לכן, לימוד המבנים והתגובות שלהם הוא קריטי כדי להבין את השימושים שלהן בחיים האמיתיים.