Chemia organiczna - konspekt

(materiały do wykładów i do zajęć laboratoryjnych).

Związki organiczne

• Szczególne właściwości - tworzenie połączeń łańcuchowych i pierścieniowych

Najprostsze związki organiczne składają się z dwóch pierwiastków — węgla i wodoru,

• ważną rolę spełniają także pochodne węglowodorów, zawierające w cząsteczce takie pierwiastki, jak tlen, azot, siarka i chlorowce.

Wiązania między atomami węgla mogą mieć charakter:

• pojedynczy (hybrydyzacja sp³),

• 
  podwójny (sp² )

• potrójny (sp¹)

Energia wiązania kJ/mol

343 615 802

Pojedyncze

• są bardzo trwałe,

• związki charakteryzują się małą reaktywnością.

Wiązania węgla z innymi pierwiastkami - powstają związki - pochodne węglowodorów

- mają charakter polarny, a niekiedy nawet jonowy,

- grupy funkcyjne w pochodnych węglowodorów są przyczyną zwiększonej reaktywności.

Nazewnictwo: W technice dla związków organicznych stosuje się raczej nazwy popularne, przyjęte w handlu. Nazewnictwo zgodne z nomenklaturą genewską lub przyjętą w CAS (Chemical Abstracts Service Registry Number) występuje dodatkowo.

Węglowodory nasycone - alkany C_nH_2n+2:

Metan, etan propan, butan, pentan, heksan itd.

Nazwy grup alkilowych C_nH_2n+1, metylowa, etylowa itd. , grupy arylowe np. fenolowa C₆H₅-

Alkeny (olefiny)

Węglowodory nienasycone np. z jednym wiązaniem podwójnym C_nH_2n :

Eten ( nazwa zwyczajowa - etylen), propen, buten, penten, itd.

Występuje izomeria, w zależności od miejsca wiązania podwójnego w łańcuchu.

Alkiny (acetyleny)

Węglowodory nienasycone np. z jednym wiązaniem potrójnym: C_nH_2n-2

etyn (nazwa zwyczajowa - acetylen), propyn, butyn, pentyn.

Rodzaje związków organicznych z grupą funkcyjną

ALKOHOLE: R - OH,

ETERY: R - O - R liniowe oraz cykliczne,

ALDEHYDY: R C=O

H

KETONY: R C=O

R

KWASY KARBOKSYLOWE: R C=O

OH

AMINY : CH₃NH₂ metyloamina (pierwszorzędowa), CH₃NHCH₃ dimetyloamina (drugorzędowa), N(CH₃)₃, trimetyloamina (trzeciorzędowa),

Podstawowe rodzaje reakcji chemicznych związków organicznych:

Podstawianie, przyłączanie, odszczepianie.

WĘGLOWODORY AROMATYCZNE

Najprostszy związek: benzen (pierścień) C₆H₆

Podstawniki w pierścieniu aromatycznym: orto, meta, para.

Strukturotwórcze pierwiastki materiałów budowlanych:

Węgiel C jako podstawowy składnik wszystkich materiałów organicznych (naturalnych i syntetycznych),

TWORZYWA SZTUCZNE

ZALETY : stosunkowo łatwe przetwórstwo, trwałość, odporność na korozję, gładkość powierzchni, właściwości hydrofobowe i nie nasiąkliwość wodą, możliwość uzyskiwania ładnych kolorów, niski ciężar właściwy, łatwe łączenie (spawanie, zgrzewanie, klejenie)

i montaż.

CECHY OGRANICZAJĄCE ZAKRES ZASTOSOWAŃ.

ograniczona odporność mechaniczna, są na ogół palne.

Krzem Si jako składnik większości materiałów mineralnych, związki krzemoorganiczne jako wzmacniacze i środki hydrofobowe.

Krzemowodory, inaczej silany, ogólny wzór: Si_nH_2n+2,

SiH₄ - silan, H₃Si-SiH₃ - disilan, H₃Si-SiH₂-SiH₃ - trisilan, H₃Si-SiH₂-SiH₂-SiH₃ - tetrasilan itd.

Łańcuchowe i pierścieniowe związki krzemoorganiczne zbudowane naprzemiennie z atomów krzemu i tlenu nazywamy siloksanami związki krzemoorganiczne:

Nazwa techniczna: silikony

Nazwa precyzyjna, używana dla celów naukowych: monomery - pochodne silanu,

polimerowe związki - poliorganosiloksany.

Zastosowanie w budownictwie :

siloksany i silikony, silikoniany sodu lub potasu, żywice polisiloksanowe:

jako składniki materiałów powłokowych (np. do hydrofobizacji mineralnych materiałów porowatych), jako środki impregnujące i zabezpieczające materiały budowlane przed działaniem wody, środki antyadhezyjne ( przeciwprzyczepne),

środki do smarowania form itp.

Polimery siloksanowe: oleje silikonowe, kauczuki silikonowe, żywice silikonowe, gumy,

farby i lakiery.

Polimery - wielkocząsteczkowe związki organiczne

Substancje małocząsteczkowe, z których otrzymuje się polimery, nazywa się monomerami.

nA (monomer) Ⴎ A-A-A-A-A..... (polimer)

nA+ mC (dwa różne monomery) Ⴎ A-A-C-A-A-C-A..... (kopolimer)

• Jednakowe, powtarzające się jednostki proste w polimerze nazywane są merami.

(Liczba merów w makrocząsteczce jest zwykle większa od 100).

Opracowała dr inż. Teresa Szymura

---