مقدمة في الكيمياء العضوية

مقدمة في الكيمياء العضوية

• الكيمياء العضوية هي فرع من الكيمياء يهتم بدراسة المركبات العضوية، والتي تُعرّف بأنّها مركبات تحتوي على الكربون.
• غالباً ما تتضمن المركبات العضوية ذرات الهيدروجين، والأكسجين، والنيتروجين، والهالوجينات إضافةً إلى الكربون.
• تُصنّف التفاعلات العضوية بناءً على أنواع المشتركين فيها وتغيرات تراكيب المركبات العضوية.

أنواع التفاعلات العضوية

• تفاعلات الإضافة: في هذا النوع من التفاعلات، يُضاف جزيئان أو أكثر إلى جزيء عضوي مسبق التكوين.
  • تفاعل إضافة الهالوجينات إلى الألكينات: إضافة جزيئي الهالوجين (مثل Cl₂ أو Br₂) إلى رابطة مضاعفة في الألكينات، مما يؤدي إلى إنتاج الألكانات المشبعة.
  • تفاعل إضافة الماء إلى الألكينات: إضافة جزيء الماء (H₂O) إلى رابطة مضاعفة في الألكينات، ليُنتج كحول.
• تفاعلات الإزالة: في هذا النوع من التفاعلات، يتم إزالة ذرتين أو أكثر من جزيء عضوي، مما يؤدي إلى تكوين رابطة مضاعفة أو ثلاثية.
  • تفاعل إزالة الماء من الكحولات: إزالة جزيء الماء (H₂O) من الكحولات، ليتكون الألكينات.
• تفاعلات الاستبدال: في هذا النوع من التفاعلات، تُستبدَل ذرة أو مجموعة من الذرات في جزيء عضوي بذرة أو مجموعة أخرى.
  • تفاعل استبدال الهالوجينات بالهيدروكسيل: استبدال الهالوجين (مثل Cl أو Br) في الألكانات بذرة هيدروكسيل (-OH)، ليتكون الكحول.
  • استبدال الهيدروجين بالهالوجينات: يتم استبدال ذرات الهيدروجين في الألكانات بذرات الهالوجينات (مثل Cl أو Br) بواسطة تفاعلات الاستبدال.
• تفاعلات إعادة الترتيب: في هذا النوع من التفاعلات، يتم إعادة ترتيب ذرات الكربون أو مجموعات الذرات في الجزيء العضوي، دون إزالة أو إضافة ذرات أو جزيئات.
  • تفاعل إعادة ترتيب الكحولات: يتضمن إعادة توزيع ذرات الهيدروجين والأكسجين لتوليد منتج مختلف.

العوامل المؤثرة في سرعة التفاعلات العضوية

• تركيز المتفاعلات: كلما زاد تركيز المتفاعلات، كلما زادت سرعة التفاعل.
• درجة الحرارة: تزيد درجات الحرارة من طاقة الحركة للجزيئات، مما يزيد من احتمال اصطدامها بشكل صحيح وتفاعلها.
• الحفز: الحفاز يزيد من سرعة التفاعل دون أن يُستهلك في التفاعل.
• الوسط: الوسط المذيب يمكن أن يؤثر على سرعة التفاعل.
• نوع المجموعات الوظيفية: المجموعات الوظيفية المختلفة في جزيئات المتفاعلات تؤثر على آليات التفاعل.

تصنيف المركبات العضوية

• الألكانات: مركبات عضوية تتكون من روابط تساهمية فقط بين ذرات الكربون والهيدروجين.
• الألكينات: مركبات عضوية تحتوي على روابط مضاعفة بين ذرات الكربون.
• الألكاينات: مركبات عضوية تحتوي على روابط ثلاثية بين ذرات الكربون.
• الكحولات: مركبات عضوية تحتوي على مجموعة هيدروكسيل (-OH) مرتبطة بذرة كربون.
• الألدهيدات: مركبات عضوية تحتوي على مجموعة كربونيل (-CHO).
• الكيتونات: مركبات عضوية تحتوي على مجموعة كربونيل (-CO-) بين ذرتين كربون.

الآليات التفاعلية

• آلية التفاعل: تسلسل الخطوات التي تحدث خلال التفاعل من بداية التفاعل حتى انتاج المنتج النهائي.
  • التفاعلات الجذرية: تتضمن هذه الآلية وجود جزيئات حرة تتميز بإلكترون غير مشارك في رابطة.
  • التفاعلات الأيونية: تتضمن آلية تشكيل الأيونات والروابط.

العلاقة بين بنية وخواص المركبات العضوية

• الشكل الهندسي لجزيئات المركبات العضوية له تأثير كبير على خصائص التفاعل.
• المجموعات الوظيفية للمركبات العضوية (مثل الكحولات والألدهيدات) تحدد خصائص كيميائية فريدة.

استخدامات التفاعلات العضوية

• العديد من الصناعات تعتمد على التفاعلات العضوية لإنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات، مثل الأدوية والمواد البلاستيكية والألياف الاصطناعية.