유기 화합물

모든 생명체는 주로 유기 화합물이라고 불리는 탄소 화합물로 형성됩니다. 유기 화합물의 범주는 탄소를 포함하는 천연 화합물과 합성 화합물을 모두 포함한다. 화학 공동체에 의해 아직 하나의 정확한 정의가 확인되지 않았지만, 대부분은 유기 분자의 정의 특성이 수소 및 기타 탄소 원자에 결합된 주요 원소로서 탄소의 존재라는 데 동의합니다. 그러나 탄산염, 시안화물 및 간단한 산화물(CO 및_CO2)과같은 일부 탄소 함유 화합물은 유기 화합물로 분류되지 않습니다.

유기 화합물은 플라스틱, 비누, 향수, 감미료, 직물, 제약 및 매일 사용되는 많은 다른 물질의 주요 구성 요소입니다. 유기 화합물은 살아있는 유기체에서 유래하는 화합물과 화학자에 의해 합성되는 화합물을 포함합니다. 다양한 종류의 유기 분자의 존재는 탄소 원자가 다른 탄소 원자에 최대 4개의 강력한 결합을 형성하여 다양한 크기, 모양 및 복잡성의 사슬과 고리를 형성하는 능력의 결과입니다.

탄화수소

가장 간단한 유기 화합물은 탄소와 수소 원소만 을 포함하고 탄화수소라고합니다. 탄화수소는 분자에 존재하는 탄소 탄소 결합의 종류에서 다를 수 있습니다. 단일 채권만 포함하는 채권은 알케인이라고 하며, 이중 또는 3중 채권을 포함하는 채권은 각각 알켄과 알케인입니다. 모든 탄화수소는 원자 (탄소 와 수소)의 두 가지 유형으로 구성되지만, 체인, 분기 체인 및 탄소 원자의 고리 또는 이러한 구조의 조합의 다양한 길이로 구성 될 수 있기 때문에 탄화수소의 다양한있다.

부탄 (C4H10)	이소부탄 (C4H10)	사이클로부탄 (C4H8)

 

탄화수소는 천연 가스, 아세틸렌, 프로판, 부탄, 가솔린, 디젤 연료 및 난방 유의 주요 구성 요소와 같은 연료로 매일 사용됩니다. 알케인 또는 포화 탄화수소는 탄소 원자 사이에 단일 공유 결합만 포함합니다. 융점 및 비등점과 같은 특성은 일반적으로 분자의 탄소 및 수소 원자수가 변화함에 따라 예측 가능하게 변화합니다.

간단한 알케인의 이름을 지정하려면 먼저 체인의 탄소 원자 수에 따라 기본 이름을 식별합니다(메타1, eth = 2, prop = 3, = 4, 펜트 = 5, 육각 = 6, 헥트 = 7, 100 = 8, 비 = 9, 및 dec = 10). 기본 이름은 접미사로 뒤따릅니다 — 탄화수소가 알케인(-ane), 알케네(-ene), 또는 알킨(-yne)인지에 의해 결정된다. 예를 들어, 2탄소 알케인은 에탄이라고 합니다. 3 탄소 알케인은 프로판이라고합니다. 그리고 4 탄소 알케인은 부탄이라고합니다. 더 긴 체인은 다음과 같이 명명됩니다 : 펜탄 (5 탄소 사슬), 헥산 (6), 헥탄 (7), 옥탄 (8), 논안 (9), 및 디칸 (10).

알케네스와 알키네스는 적어도 두 개의 탄소 원자 사이에 각각 이중 결합과 삼중 결합을 포함하는 불포화 탄화수소입니다. 그들의 명명법은 알케인의 것과 동일한 단계를 따릅니다: 기본 이름 + 접미사. 예를 들어, 2탄소 알케네 사슬은 에테네라고 하며, 2탄소 알키네는 에틸렌이라고 합니다. 3탄소 알케인은 프로펜이라고 하며, 3탄소 알킨은 프로핀이라고 합니다.

에탄 (C2H6)	에테네 (C2H4)	에틸린 (C2H2)

기능화 탄화수소

기능성 그룹을 탄소 및 수소 함유 분자에 통합하면 기능성 탄화수소라고 하는 새로운 화합물 제품군이 발생합니다. 기능성 군은 주로 탄화수소 유도체의 특성을 결정하는 원자 또는 원자의 그룹입니다.

기능 그룹의 한 가지 유형은 –OH 그룹입니다. -OH 기능성 단이 있는 화합물은 알코올입니다. 알코올의 이름은 파생된 탄화수소에서 유래되었습니다. 규칙에 의해, 분자의 탄화수소 부분은 ‘R’로 지정됩니다. 그래서 알코올의 일반적인 공식은 R-OH입니다. 탄화수소의 이름의 최종 ‘-e’는 ‘-ol’으로 대체됩니다. 분기 알코올의 경우-OH 그룹이 결합되는 탄소 원자는 이름 앞에 배치된 숫자로 표시됩니다. 다른 일반적인 기능 그룹은 다음과 같습니다. 동일한 기능성 그룹을 포함하는 화합물의 그룹은 패밀리를 형성한다.

가족	기능 그룹	예제	수식	이름
알콜			C3H8O	프로판올
에테르			C2H6O	디메틸 에테르
알데하이드			C3H6O	프로판날 ()
Ketones			C3H6O	프로판네 (아세톤)
카복실산			C3H6O2	프로파노산
Esters			C4H8O2	에틸 아세테이트
아민			C3H9N	프로필라민

 

에테러는 기능성 군-O-를 포함하는 화합물이며, 일반 포뮬러 R-O-R’.

유기 분자의 또 다른 클래스는 일반적으로 카보닐 그룹이라고 이중 결합에 의해 산소 원자에 연결된 탄소 원자를 포함합니다. 카보닐 그룹의 탄소는 여러 하위 패밀리 (알데히드, 케톤, 카복실산 및 에스테르)로 이어지는 두 개의 다른 대체 군에 부착 할 수 있습니다.

카보닐 군과 관련된 기능성 군으로는 알데히드의 -CHO 그룹, 케톤의 -CO– 그룹,_-CO2H군의 카복실산, 및 에스테르의 -CO₂R 군을 포함한다. 탄소 산소 이중 결합인 카보닐 그룹은 이러한 종류의 유기 분자의 핵심 구조입니다. 알데히드는 카보닐 카본 원자에 부착된 적어도 하나의 수소 원자를 함유하고, 케톤은 카보닐 탄소 원자에 부착된 2개의 탄소 그룹을 포함하고, 카보릴 카본 원자에 부착된 하이드록실 군을 함유하고, 에스테르는 카보릴 탄소 원자에 연결된 다른 탄소 군에 부착된 산소 원자를 함유하고 있다. 이러한 화합물의 모든 알코올 그룹의 탄소 원자에 비해 산화 탄소 원자를 포함.

유기 프레임 워크에 질소의 추가 분자의 두 가족으로 이어질, 즉 아민과 아미드. 탄화수소 프레임워크에서 결합된 질소 원자를 함유하는 화합물은 아민으로 분류된다. 탄산염 군의 한쪽에 결합된 질소 원자를 갖는 화합물은 아미드로 분류된다. 아민은 기본 기능 그룹입니다. 아민과 카르복실산은 응축 반응으로 결합하여 아미드를 형성할 수 있습니다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 20: 소개, 오픈탁스, 화학 2e, 섹션 20.1: 탄화수소, 오픈탁스, 화학 2e, 섹션 20.2: 알코올 및 에테르, 오픈탁스, 화학 2e, 섹션 20.2: 알데히드, 케톤, 카박스실산, 그리고 에스테르케스 20.