Классификация органических веществ

Существует несколько критериев классификации органических соединений.

Классификация по составу. Согласно этой классификации все органические вещества делятся на: углеводороды, которые состоят только из атомов углерода и водорода, кислородсодержащие соединения, которые состоят не только из атомов углерода и водорода, но и ещё и из кислорода. Азотсодержащие соединения содержат кроме углерода и водорода ещё и атом азота.

Однако эта классификация является не точной, потому что в одну группу могут попадать вещества, имеющие совершенно разные свойства. Например, диметиловый эфир, как и этанол, является кислородсодержащим соединением, но диметиловый эфир является простым эфиром и представляет собой газ, а этанол относится к классу спиртов и представляет собой жидкость.

 Поэтому более совершенной классификацией является классификация по строению. В этой классификации можно ещё выделить несколько признаков классификации: по типу скелета молекулы, по наличию (или отсутствию) в молекуле кратных связей и бензольных колец, по наличию (или отсутствию) функциональных групп.

В состав молекул, кроме атомов углерода и водорода, могут входить атомы O, S, N. Поэтому по наличию или отсутствию гетероатомов различают скелет молекулы углеродный и гетероатомный. Так в молекуле этанола скелет считается углеродным, потому что атом кислорода не включён в скелет молекулы, а в молекуле диметилового эфира атом кислорода включён в скелет молекулы, поэтому его скелет считается гетероатомным.

Скелет молекулы может быть неразветвлённым, когда все атомы углерода соеденены последовательно, как в молекуле бутана, а также разветвлённым, как в молекуле изобутана.

Цепь из атомов углерода может быть замкнутой, тогда эту систему называют циклом, или цепь может быть незамкнутой, тогда такую молекулу называют ациклической (алифатической).

Циклические соединения бывают карбоциклическими и гетероциклическими. Карбоциклические соединения делят на алициклические (например циклогексан) и ароматические (бензол). Гетероциклические соединения в цикле вместо атомов углерода содержат атом или несколько атомов других элементов. К таким соединениям относят пиридин, пиримидин, фуран.

В углеродном скелете различают первичный, вторичный, третичный и четвертичный атомы углерода. Первичным называют атом углерода, который связан только с одним другим атомом углерода, вторичный атом углерода всегда связан с двумя другими атомами углерода, третичный – с тремя другими атомами углерода, а четвертичный – с четырьмя другими атомами углерода.

Ещё одним признаком классификации является наличие (или отсутствие) в молекуле кратных связей и бензольных колец. Алифатические соединения не содержат бензольных колец, их иногда ещё называют соединениями жирного ряда. Но от того содержат они кратные связи или нет их подразделяют на предельные, или насыщенные, и на непредельные, или ненасыщенные. Предельные, или насыщенные соединения содержат только простые (одинарные) связи, а непредельные, или ненасыщенные содержат кроме простых ещё и кратные связи – двойные или тройные. Ароматические соединения содержат бензольное кольцо. К насыщенным углеводородам относят алканы и циклоалканы. К углеводородам, имеющим кратные связи, относят алкены, алкины и диены.

Есть ещё и классификация соединений по наличию (или отсутствию) функциональных групп. Есть вещества, которые не содержат функциональных групп, а есть вещества, которые содержат одну или несколько функциональных групп. Если в составе молекулы одна функциональная группа, то это соединение относится к монофункциональным соединениям. Например, этанол – это монофункциональное соединение, потому что содержит только одну группу ОН. Полифункциональные соединения содержат несколько одинаковых групп, например глицерин – трёхатомный спирт, является полифункциональным соединением, потому что содержит три одинаковые группы – ОН. Гетерофукциональные соединения содержат разные функциональные группы. Например, аминоуксусная кислота содержит две различные функциональные группы – аминогруппу и карбоксильную группу.

Рассмотрим соединения, имеющие функциональные группы. Спирты содержат гидроксильную группу, как и фенолы, альдегиды – альдегидную, карбоновые кислоты — карбоксильную, амины содержат аминогруппу, а аминокислоты – амино- и карбоксильную группы.