Органичната химия е наука за материята, която съдържа въглеродни атоми. Тя изучава структурите, свойствата и реакциите на органичните съединения и материали. Мнозина смятат органичната химия за труден курс, но както ще видите, тя е много по-лесна за овладяване от други клонове на химията.
Какво е органична химия?
Както бе посочено по-горе, органичната химия изучава материята на въглеродна основа . За да уточним: всички живи организми са на въглеродна основа. Този факт ни дава представа колко по-широка е органичната химия от всички видове химични изследвания, които бихте могли да предприемете.
Разбира се, терминът „материя на въглеродна основа“ е неясен. За да разберем пълния обхват на този клон на химическото изследване, трябва да дефинираме от какво се състои тази материя. Можем да разделим материята на три групи:
Въглеводороди
- метаин
- бензин
- нафталин
- полиетилен
Въглеродни съединения
- въглероден диоксид
- тиокарбамати
- калиев цианид
- въглероден тетрафлуорид
Халовъглероди
- диоксини
- бромиди
- флуориди
- йодиди
Въглеводородите се състоят само от водород и въглерод, както подсказва името.
Въглеродните съединения , особено когато са комбинирани с кислород, азот, сяра или фосфор, дават множество вещества с широко приложение.
Тефлонът е може би най-известният халогеновъглероден материал.
Хората със заболявания на щитовидната жлеза са силно запознати с друг халогеновъглерод : тироксин. Нашите тела (трябва) да произвеждат този органичен йодид в достатъчни количества. Когато това не се случва, е необходимо химическо добавяне. В противен случай органичните йодиди имат малко промишлени приложения.
Механизми на органичната химия
Като студент по химия, вече знаете, че броят и разположението на атомите са това, което определя химичните молекули. Особено за първата група по-горе, въглеводородите, които се състоят само от 2 елемента.
По-малко ясни са механизмите, чрез които протича химическата активност. Процесът на превръщане на реагентите - химични комбинации - в използваеми продукти следва предвидими, стъпка по стъпка процеси.
Тези механизми описват процеса(ите) на химична(и) реакция(и).
В органичната химия откриваме много такива процеси. Често те са специфични за даден процес или материал. Преобладават обаче пет доминиращи механизма. Тази диаграма ги показва и какво правят:
| 🔧Механизъм | 🔬Процес |
| Реакции на заместване | Заместване на атом или атомна група с друг атом (или група) |
| Елиминационни реакции | Отстраняване на молекула (вода или халид), за да се образува двойна връзка |
| Реакции на добавяне | Добавяне на атом или атомна група (обикновено за удвояване или утрояване на връзка). |
| Реакции на пренареждане | Реорганизиране на атоми в молекулата |
| Окислително-редукционни реакции | Прехвърляне на електрони от една молекула към друга, за да се променят окислителните състояния във въпросните молекули |
Учениците ще трябва да овладеят специфични реакции и механизми, за да опишат въпросите, които поставят изпитите им. Все пак, лимитът от необходими знания е много по-нисък от общия сбор на химичните реакции.
Овладяването на механизмите на органичната химия е жизненоважен аспект от изучаването на химията, особено за тези, които искат да учат биохимия . Тези реакции/механизми са фундаментални знания за всеки, който се интересува от кариера в медицината, фармацевтиката и химическото производство.
Учебна програма по органична химия
Като се има предвид колко широка е областта на изучаване на органичната химия, може да се почувствате обезкуражени от шансовете си да я овладеете, още преди да започнете. Но не се паникьосвайте още. Тази дисциплина предлага широки възможности, но не е нужно да ги обхващате всички.
Нека бъде просто, мила!
Този „принцип“ произлиза от Военноморските сили на Съединените щати. Няма нужда да се задълбочаваме в произхода или значението на фразата, тъй като тя е съвсем ясна. Всичко, което трябва да знаем, е как се свързва с вашите изследвания и това е просто обяснение.
Най-взискателният аспект от тези нива на изучаване на химия е запомнянето . На този етап от академичната ви кариера не е нужно да правите големи, интуитивни скокове. Трябва само да научите информацията, която позволява бъдещи скокове.
Органична химия
Всичко, което прочетохте досега, трите „групи“ материя, механизмите и реакциите, е част от учебната ви програма по органична химия.
Въпреки че халогенокарбоните и въглеродните съединения получават малка част от вниманието ви, основният фокус на обучението ви ще бъде върху въглеводородите .
1. Те са най-основните молекули, състоящи се само от водород и въглерод.
2. Те имат най-широко приложение в различните индустрии и транспорта.
Вашите изследвания на въглеводородите ще бъдат допълнително разделени на три категории въглеводороди:
Наситени съединения
- най-простата структура
- само една връзка между атомите
- пример: метан
Ненаситени съединения
- двойни или тройни връзки между въглеродните атоми
- двойни връзки = алкалини
- тройни връзки алкални съединения
Ароматни съединения
- циклична молекулярна структура
- наречени арени
- пример: бензен
Освен обширното изследване на въглеводородите, ще отделите много време на функционалните групи . Разбира се, въглеводородите са функционална група, но този списък се простира до:
- халоген-съдържащи групи
- азотсъдържащи групи
- кислородсъдържащи групи
- фосфорсъдържащи групи
- групи, съдържащи сяра
- бор-съдържащи групи
Знанието, че имате само една група въглеродни вещества, върху които да се съсредоточите, би трябвало да подобри перспективите ви за овладяване на теми от органичната химия. Само имайте предвид, че имате много за запомняне. Може би преподавател по химия от Superprof би могъл да ви помогне?
Органична химия ниво А
Учениците, които започват подготовката си за ниво А, ще преговорят всичко, което са изучавали на ниво GCSE. Вашите курсове по органична химия на ниво AS разглеждат функционални групи, алкани и алкени, връзки, алкохоли и халогеноалкани.
Припомнете си, че халогеноалканите се образуват чрез заместване на водородни атоми с халогенни атоми. Техният списък включва хлороетан, йодоетан, тетрафлуоретан, трихлорметан и други.
През втората година ще изучавате допълнително:
- повече ковалентно свързани въглеродни атоми
- по-сложни материали и техните молекули
- ненаситени съединения
- ароматни съединения
Тези последни две сложни категории, пренебрегнати на ниво GCSE, сега получават вниманието, което заслужават.
Ще добавите амини и амиди към вашия лексикон, като се съсредоточите върху тяхното производство. Амините са амонячни производни с един или повече заместени водородни атоми. Те могат да бъдат първични, вторични, третични или ароматни и всеки от тях има свои собствени процеси.
Вашите обучения през втората година ще обхванат допълнително:
Както бе споменато по-горе, запаметяването е ключът към успеха в курсовете ви по органична химия. В този смисъл имате много общо с другите, които изучават неорганична химия . Всъщност, основната разлика между органичната и неорганичната химия е, че вашите изследвания включват материали на въглеродна основа, а техните не!
Какво прави един органичен химик?
Жан-Мари Лен е израснал, наблюдавайки химични реакции . Баща му е бил пекар по професия, но страстта му е била музиката. Така че не е изненадващо, че нашият представен органичен химик се е осмелил да се занимава с наука. Той е свирил и на орган през цялата си изследователска кариера (и все още свири).
Първоначално той смятал езиците за свое занимание. Учил френска литература, както и английски, немски, латински и гръцки език.
Той не осъзнавал, че химията трябва да бъде делото на живота му, докато не учил при известния френски химик Ги Урисон . След това решение той съсредоточил университетското си обучение върху химията и започнал работа веднага след дипломирането си.
Работа в органичната химия
Органичните химици прекарват по-голямата част от кариерата си в лабораториите. Времето, което не е посветено на лабораторна работа, се използва за четене и общуване с други химици. Високообразованите органични химици могат да заемат преподавателски позиции , особено в университети. Най-ценното в тази кариерна област е писането за собствените изследвания.
Нашият представен органичен химик е пример за акцента в областта върху публикуването . До януари 2006 г. - 40 -ата година от кариерата му, неговата изследователска група е допринесла с близо 800 рецензирани статии за научната литература по химия.
Откриваме много паралели между г-н Лен и Вилхелм Оствалд , пионер в областта на физическата химия . И двамата учени са имали мимолетен интерес към науката, когато са били млади, но са изучавали философия и художествени дисциплини.
И двамата гравитираха към науката, защото се озоваваха в орбитите на страстни химици. Можем да се сетим и за по-лоши начини да се натъкнем на удовлетворяваща кариера. 😎
Работа в областта на органичната химия
Както бе отбелязано по-горе, химиците-органици прекарват кариерата си в лаборатория. В коя лаборатория ще работят е решаващият фактор. Ако останат в академичните среди, работата им ще се фокусира върху изследване на теоретичните аспекти на науката. Това са химиците-органици, които публикуват най-много и това прави разликата между органична и неорганична химия.
Промишлеността е другият кариерен път, който органичните химици могат да поемат. По целия свят, големи и малки корпорации набират най-талантливите химици в своите списъци. Сред тях са:
- Dow Chemical
- Unilever
- BASF
- Sumitomo
- Formosa
- Air Liquide
- Reliance Industries
- Braske
- Linde
- Sinopec
- Lotte
- Dupont
Както вероятно знаете, списъкът с компании, произвеждащи химикали, е много по-дълъг. Но тези марки са известни по целия свят. Ние използваме техните продукти в домовете си, а фермерите ги използват, за да отглеждат храната си.
Органичните химици също така заемат лаборатории във фармацевтични компании по целия свят. Тези фирми поддържат щатни химици-органици и разчитат на работата на аналитичните химици , което помага за усъвършенстване на продуктите и производствените процеси.
По време на пандемията станахме особено запознати с марки като Pfizer, Astra Zenica и Novartis.
Други големи имена във фармацевтичните изследвания и производство са Merck, Sanofi, Glaxco SmithKline, Johnson & Johnson, Roche и Bayer. Тези и други лаборатории доказват, че изучаването на органична химия ви осигурява сигурна кариерна позиция.
Но в органичната химия няма да откриете много блясък. Поне не онзи вид слава, която сякаш доминира в социалния ни интерес. Но е възнаграждаваща работа, знаейки, че правим каквото можем, за да подобрим живота и здравето.
Хареса ли Ви тази статия? Оставете отзив!
Loading...
