Introduzione alla Chimica Organica

La chimica organica è lo studio dei composti che contengono carbonio. Il carbonio è unico perché forma facilmente legami forti con altri atomi, creando una grande varietà di molecole.

Il carbonio ha la capacità di formare catene lunghe e complesse, legandosi ad altri atomi di carbonio e ad altri elementi. Questo gli conferisce la capacità di dare vita a una vasta gamma di molecole.

Il carbonio nella sua forma elementare ha 4 elettroni di valenza, quindi può formare 4 legami covalenti. Questi legami possono essere semplici, doppi o tripli.

L'ibridazione del carbonio è un processo in cui gli orbitali atomici di un atomo di carbonio si combinano per formare nuovi orbitali ibridi. Questo processo influenza la forma e la proprietà delle molecole organiche.

L'ibridazione sp3 è un tipo di ibridazione in cui un orbitale s e tre orbitali p si combinano per formare quattro orbitali ibridi sp3. Questi orbitali ibridi sp3 sono diretti verso i quattro vertici di un tetraedro.

L'ibridazione sp2 è un tipo di ibridazione in cui un orbitale s e due orbitali p si combinano per formare tre orbitali ibridi sp2. Questi orbitali ibridi sp2 sono diretti verso i vertici di un triangolo equilatero.

L'ibridazione sp è un tipo di ibridazione in cui un orbitale s e un orbitale p si combinano per formare due orbitali ibridi sp. Questi orbitali ibridi sp sono diretti verso i vertici di una linea retta.

La forma degli orbitali ibridi che si formano dalla combinazione di orbitali s e p è più simile agli orbitali s che agli orbitali p.

Il legame σ si forma dalla sovrapposizione di due orbitali codirezionali, mentre i legami π si formano dalla sovrapposizione di orbitali non codirezionali.

L'ossigeno nella molecola di anidride carbonica ha ibridazione sp².

Il carbonio nella molecola di anidride carbonica ha ibridazione sp.

La formula minima indica il rapporto minimo tra gli elementi in un composto.

La formula bruta indica il tipo e il numero di atomi in un composto.

La formula di struttura mostra come gli atomi sono legati tra loro in un composto.

Le formule di Lewis, a volte, non possono rappresentare accuratamente la struttura tridimensionale di una molecola, anche se il carbonio è ibridato sp³.

La scelta della rappresentazione della formula chimica è fondamentale per comprendere le reazioni chimiche all'interno di una molecola.

Un atomo di carbonio che si lega a due o più atomi di carbonio tramite un legame doppio.

La presenza in una molecola di atomi diversi da carbonio e idrogeno; ad esempio, ossigeno, azoto o zolfo.

Un gruppo di atomi legati in un modo specifico che definisce il comportamento chimico di una molecola.

Composti organici formati solo da carbonio e idrogeno.

Un legame tra due atomi di carbonio può essere semplice, doppio o triplo. La classificazione degli idrocarburi dipende dalla presenza di legami multipli.

Molecole formate da atomi legati in una forma geometrica tridimensionale. In genere, gli atomi di carbonio ibridano con orbitali sp3 per formare tetraedri

Il legame tra carbonio e idrogeno è apolare a causa della limitata differenza di elettronegatività tra i due atomi.

Gli idrocarburi alifatici sono composti organici che possono avere legami semplici o multipli e possono avere una struttura ciclica chiusa o aciclica aperta.

Gli idrocarburi aromatici sono composti organici che contengono un anello benzenico.

Gli alcani sono idrocarburi saturi, ovvero contengono solo legami semplici tra gli atomi di carbonio. La loro formula generale è CnH2n+2.

Nel metano (CH4), l'atomo di carbonio è ibridato sp3, il che significa che i suoi quattro orbitali atomici si combinano per formare quattro orbitali ibridi sp3 equivalenti.

La formula generale degli alcani indica che per ogni atomo di carbonio ci sono due atomi di idrogeno in più rispetto al doppio del numero di atomi di carbonio.

Un atomo di carbonio che è legato ad un solo altro atomo di carbonio.

Un atomo di carbonio che è legato ad altri due atomi di carbonio.

Un atomo di carbonio che è legato ad altri tre atomi di carbonio.

Un atomo di carbonio che è legato ad altri quattro atomi di carbonio.

Un alcano che ha una catena chiusa su se stessa.

Gli alcani sono idrocarburi saturi, ovvero contengono solo legami singoli tra gli atomi di carbonio. La loro formula minima generale è CnH2n+2.

I cicloalcani sono alcani con una struttura ciclica. La loro formula minima non segue la regola CnH2n+2 perché hanno due atomi di idrogeno in meno rispetto alla formula generale.

Il nome degli alcani deriva dal numero di atomi di carbonio. Si usa un prefisso per il numero di atomi di carbonio e il suffisso "-ano".

La nomenclatura IUPAC per gli alcani prevede di individuare la catena principale di atomi di carbonio più lunga e numerarla. Il primo sostituente sull'idrogeno deve avere il numero più basso possibile.

La rottura omolitica è il tipo di scissione più comune nelle reazioni organiche. Ogni sottocatena formata porta via un elettrone dal legame sigma, formando radicali liberi.

La rottura eterolitica porta alla formazione di ioni, dove una sottocatena assume una carica positiva e l'altra una carica negativa.

I radicali liberi sono specie chimiche instabili con un elettrone spaiato. Sono molto reattivi e hanno un comportamento ossidante.

L'isomeria si verifica quando due composti hanno la stessa formula bruta ma diversa disposizione spaziale degli atomi e quindi diversa struttura.