Најважније из лекције
Појам органских једињења: Једињења угљеника која граде сав живи свет (угљеник је 2. по заступљености у човековом телу). Постоји више десетина милиона органских супстанци и тај број непрестано расте синтезом.
Ковалентна наспрам јонске везе: Органска једињења карактеришу претежно ковалентне везе и молекулске структуре, док неорганске соли гради чврста јонска решетка.
Кључна својства:
Ковалентна наспрам јонске везе: Органска једињења карактеришу претежно ковалентне везе и молекулске структуре, док неорганске соли гради чврста јонска решетка.
Кључна својства:
- Тачке топљења: Органска (ниске) | Неорганске соли (високе).
- Загревање: Органска се угљенишу и термички разлажу (термолабилна) | Неорганске соли су постојане (термостабилне).
- Растворљивост: „Слично се раствара у сличном” - со се раствара у поларној води; уље је неполарно органско једињење и гради одвојен слој са водом.
- Поларност: Млаз поларне течности скреће ка наелектрисаном телу, док млаз неполарног органског једињења не скреће.
Органска једињења су једињења угљеника. Изузетак чини неколико једноставних једињења угљеника која се традиционално сврставају у неорганска (као што су \( \text{CO} \), \( \text{CO}_2 \), угљена киселина и њене соли карбонати, као и цијаниди).
Биомолекули: Сва жива бића састављена су од органских једињења (протеини, липиди, угљени хидрати, нуклеинске киселине).
У људском телу угљеник је по масеном уделу на другом месту (одмах иза кисеоника). Разлог за то је што органска једињења чине највећи део суве масе свих ћелија и ткива.
Број данас познатих органских једињења износи више десетина милиона и далеко премашује број свих неорганских једињења. Овај број се константно увећава јер се у лабораторијама свакодневно синтетишу нова органска једињења.
Органска једињења имају веома широку практичну примену: природна храна (воће, поврће, месо), лекови, средства за хигијену, текстилна влакна (памук, вуна), пластични материјали и погонска горива.
Питање: Да ли је тачна тврдња да је укупан број органских једињења сталан?
Одговор: Тврдња није тачна. Број органских једињења се стално повећава захваљујући синтези нових супстанци у лабораторијама и хемијској индустрији.
Разлике у физичким и хемијским својствима потичу од природе хемијских веза и врсте кристалне решетке.
| Особина | Већина неорганских соли | Већина органских једињења |
|---|---|---|
| Врста хемијске везе | Јонска веза (или јако поларна ковалентна) | Ковалентна веза (неполарна или слабо поларна) |
| Тип честица и структура | Јони повезани у јонску кристалну решетку | Молекули повезани слабим међумолекулским силама |
| Поларност | Поларне или јонске структуре | Претежно неполарна или слабо поларна једињења |
Јаке јонске везе захтевају много топлотне енергије за раскидање, због чега неорганске соли имају веома чврсту решетку, док су молекули органских супстанци међусобно повезани знатно слабијим међумолекулским привлачним силама.
Температура топљења: Органска једињења имају релативно ниске температуре топљења (често испод \( 300\ ^\circ\text{C} \)), док неорганске соли имају високе температуре топљења (нпр. за \( \text{NaCl} \) она износи око \( 801\ ^\circ\text{C} \)).
Термичка стабилност (понашање при загревању):
- Органска једињења су термолабилна – при загревању се лако топе, разлажу, угљенишу или сагоревају.
- Неорганске соли су термостабилне – на уобичајеним температурама загревања пламеном не мењају се и не угљенишу се.
При загревању кашичице шећера (органско једињење) долази до његовог топљења, карамелизације, ослобађања гасова и коначног угљенисања (остаје црни угљеник). Насупрот томе, при загревању кухињске соли (\( \text{NaCl} \)) не дешава се никаква видљива хемијска промена.
Растворљивост: Важи правило „слично се у сличном раствара”.
- Поларне супстанце и јонске соли добро се растварају у поларним растварачима (као што је вода).
- Неполарна органска једињења растварају се у неполарним органским растварачима, а не растварају се у води.
Кухињска со (\( \text{NaCl} \)) је јонско једињење и потпуно се раствара у води градећи хомогену смешу (раствор). Сунцокретово уље је смеша органских неполарних молекула – не меша се са водом, већ због мање густине и неполарности гради засебан горњи слој (хетерогена смеша).
Електростатичко поље наелектрисаног тела омогућава експериментално разликовање поларних од неполарних течности.
Када се наелектрисани штапић (нпр. пластични штапић наелектрисан трењем) приближи танком млазу течности:
- Поларна течност (нпр. вода): Молекули поседују сталан диполни моменат и оријентишу се у електричном пољу, па се млаз течности видно савија (скреће) ка штапићу.
- Неполарна течност (нпр. неполарно органско једињење попут хексана или уља): Молекули немају диполни моменат, те се млаз не савија и тече право.
Задаци за вежбање
Лаки ниво: Разврстајте наведена својства на она која карактеришу већину неорганских соли (ознака 1) и она која карактеришу већину органских једињења (ознака 2):
а) Ниска температура топљења
б) Добра растворљивост у неполарним растварачима
в) Висока температура топљења
г) Угљенисање и хемијска промена при загревању
а) Ниска температура топљења
б) Добра растворљивост у неполарним растварачима
в) Висока температура топљења
г) Угљенисање и хемијска промена при загревању
Одговор:
а) 2 (органска једињења)
б) 2 (органска једињења)
в) 1 (неорганске соли)
г) 2 (органска једињења)
а) 2 (органска једињења)
б) 2 (органска једињења)
в) 1 (неорганске соли)
г) 2 (органска једињења)
Средњи ниво: Током лабораторијског огледа, наелектрисани штапић је приближен млазу течности А и млазу течности Б. Млаз течности А је наставио да тече право у чашу, док је млаз течности Б скренуо према штапићу. Која од ових течности представља поларно једињење попут воде, а која неполарно органско једињење? Објасните зашто.
Одговор:
• Течност Б је поларно једињење (нпр. вода), јер њени поларни молекули имају трајни диполни моменат који реагује на наелектрисани штапић тако што се молекули оријентишу и читав млаз се електростатички привлачи штапићу (скреће).
• Течност А је неполарно органско једињење, јер неполарни молекули немају раздвојене центре наелектрисања и не реагују на принето наелектрисано тело, па млаз пада вертикално без скретања.
• Течност Б је поларно једињење (нпр. вода), јер њени поларни молекули имају трајни диполни моменат који реагује на наелектрисани штапић тако што се молекули оријентишу и читав млаз се електростатички привлачи штапићу (скреће).
• Течност А је неполарно органско једињење, јер неполарни молекули немају раздвојене центре наелектрисања и не реагују на принето наелектрисано тело, па млаз пада вертикално без скретања.
Тешки ниво: Ученик је у две епрувете без ознака добио беле кристале: једну епрувету са органском супстанцом (шећер), а другу са неорганском соли (кухињска со, \( \text{NaCl} \)). Наведите два једноставна физичко-хемијска огледа помоћу којих ученик може поуздано утврдити у којој се епрувети налази органска супстанца, заснована на њиховој структури и везама.
Одговор:
1. Оглед загревања на пламену: Мала количина супстанце из обе епрувете се загрева у металној кашичици или сувој епрувети. Шећер (органска супстанца) има ниску тачку топљења, брзо ће се растопити, почети да тамни и угљенисаће се остављајући црни талог угљеника уз карактеристичан мирис. Кухињска со (неорганско јонско једињење) има веома високу температуру топљења (\( 801\ ^\circ\text{C} \)) и под уобичајеним пламеном неће се растопити нити угљенисати.
2. Испитивање растворљивости у неполарном растварачу: Мала количина узорка се помеша са неполарним растварачем (нпр. бензином или уљем). Неорганска јонска со се у њему уопште неће растварати, док многе органске супстанце показују знатно већу компатибилност са органским срединама према правилу „слично се раствара у сличном”.
1. Оглед загревања на пламену: Мала количина супстанце из обе епрувете се загрева у металној кашичици или сувој епрувети. Шећер (органска супстанца) има ниску тачку топљења, брзо ће се растопити, почети да тамни и угљенисаће се остављајући црни талог угљеника уз карактеристичан мирис. Кухињска со (неорганско јонско једињење) има веома високу температуру топљења (\( 801\ ^\circ\text{C} \)) и под уобичајеним пламеном неће се растопити нити угљенисати.
2. Испитивање растворљивости у неполарном растварачу: Мала количина узорка се помеша са неполарним растварачем (нпр. бензином или уљем). Неорганска јонска со се у њему уопште неће растварати, док многе органске супстанце показују знатно већу компатибилност са органским срединама према правилу „слично се раствара у сличном”.
