Chimia organică este studiul materiei care conține atomi de carbon. Studiază structurile, proprietățile și reacțiile compușilor și materialelor organice. Mulți consideră chimia organică un curs dificil, dar, după cum vei vedea, este mult mai ușor de stăpânit decât alte ramuri ale chimiei.
Ce reprezintă chimia organică?
Așa cum am menționat mai sus, chimia organică studiază materia pe bază de carbon. Pentru a clarifica: toate organismele vii sunt pe bază de carbon. Acest fapt ne oferă o idee despre cât amplă este chimia organică față de restul tipurilor de studii chimice existente.
Este adevărat că termenul „materie pe bază de carbon” este vag. Pentru a înțelege pe deplin sfera acestei ramuri a studiului chimic, trebuie să definim din ce este alcătuită această materie. Putem împărți materia în trei grupuri:
Hidrocarburi
- metan
- benzen
- naftalină
- polietilenă
Compuși de carbon
- dioxid de carbon
- tiocarbamați
- cianură de potasiu
- tetrafluorură de carbon
Halocarburi
- dioxine
- bromuri
- fluoruri
- ioduri
Hidrocarburile sunt alcătuite doar din hidrogen și carbon, așa cum sugerează și numele. Compușii carbonului, în special atunci când sunt combinați cu oxigen, azot, sulf sau fosfor, produc o multitudine de substanțe cu aplicații la scară largă.
Teflonul este probabil cel mai renumit material halocarbon.
Persoanele cu boli tiroidiene sunt foarte conștiente de existența unui alt halocarbon: tiroxina. Corpurile noastre (ar trebui) să producă această iodură organică în cantități suficiente. Când nu o face, este necesară suplimentarea chimică. În rest, iodurile organice au puține aplicații industriale.
Mecanismele chimiei organice
Ca student la chimie, știi deja că numărul și aranjamentul atomilor sunt cele care determină moleculele chimice. În special pentru primul grup de mai sus, hidrocarburile, compuse doar din 2 elemente.
Ceea ce este mai puțin clar sunt mecanismele prin care are loc activitatea chimică. Procesul de transformare a reactanților - combinații chimice - în produse utilizabile urmează procese previzibile, pas cu pas.
Aceste mecanisme descriu procesul/ele de reacție/ții chimică/ce.
În chimia organică, găsim multe astfel de procese. Adesea, acestea sunt specifice unui anumit proces sau material. Cu toate acestea, predomină cinci mecanisme dominante. Această diagramă le prezintă și ce fac:
| Mecanism | Proces |
|---|---|
| Reacții de substituție | Înlocuirea unei molecule sau a unui grup de atomi cu un alt atom (sau grup) |
| Reacții de eliminare | Îndepărtarea unei molecule (apă sau un halogen) pentru a forma o legătură dublă |
| Reacții de adiție | Adăugarea unui atom sau grup de atomi (de obicei la o legătură dublă sau triplă) |
| Reacții de rearanjare | Reorganizarea atomilor în interiorul unei molecule |
| Reacții de oxidare-reducere | Transferul de electroni de la o moleculă la alta, pentru a schimba starea de oxidare a moleculelor implicate |
Pentru bacalaureat, „tot ce trebuie să știi” despre chimia organica e reprezentat de câteva tipuri de reacții și funcțiuni organice stabilite în programa oficială (ex: reacții de substituție, adiție, eliminare, izomerii, funcțiuni chimice) — acestea sunt suficiente pentru a rezolva subiectele de examen. La nivel universitar, trebuie învățate și mecanisme chimice detaliate și reacții specifice. Totuși, chiar și atunci, nu se cere memorarea tuturor reacțiilor posibile din chimia organică, doar cele relevante curriculei și aplicațiilor practice.
și descriere
Stăpânirea mecanismelor chimiei organice este un aspect vital al studiilor de chimie, în special pentru cei care doresc să studieze biochimia. Aceste reacții/mecanisme sunt cunoștințe fundamentale pentru oricine este interesat de o carieră în medicină, produse farmaceutice și industria chimică.
Curriculum de chimie organică
Având în vedere cât de vast este domeniul de studiu al chimiei organice, s-ar putea să te simți descurajat în privința șanselor tale de a stăpâni această disciplină înainte de a începe. Dar nu intra în panică încă. Această disciplină oferă întradevăr un număr mare de posibilități, dar nu trebuie să le accesezi pe toate.
Păstrează lucrurile simple!
Acest principiu vine din armată (Statele Unite), dar ideea e universală: nu complica inutil lucrurile. Și chiar nu e nevoie să învățăm de unde vine exact expresia, ceea ce contează e cum se aplică în învățare.
În chimia organică din liceu (nivel de Bacalaureat), programa este gândită progresiv: începe cu noțiuni simple și se bazează pe ele treptat.
Cel mai solicitant aspect la acest nivel nu este să „inventezi” sau să ai idei geniale, ci să reții conceptele de bază – reacțiile, mecanismele simple și regulile fundamentale. Nu trebuie să faci salturi de logică avansate; trebuie doar să acumulezi informația care, mai târziu, îți va permite să înțelegi conceptele mai complexe.
Pe scurt: învață clar, simplu, pas cu pas. Nu complica. Asta e esența principiului KISS în școală.
Chimia Organică la Liceu
Tot ce ai citit până acum – cele trei grupe de substanțe, tipurile de reacții și mecanismele de transformare – fac parte din programa de chimie organică pentru liceu.
Deși halocarburile și compușii de carbon apar în materie, accentul principal în învățare este pus pe hidrocarburi – acei compuși formați doar din carbon și hidrogen.
Cu alte cuvinte, dacă stăpânești bine hidrocarburile și înțelegi reacțiile de bază (substituție, adiție, eliminare etc.), ai acoperit cea mai mare parte din ceea ce se cere la examenul de Bacalaureat.
1. Sunt cele mai elementare molecule, constând doar din hidrogen și carbon.
2. Au cea mai largă aplicație în industrii și transporturi.
Studiile dumneavoastră privind hidrocarburile se vor împărți în continuare în trei categorii de hidrocarburi:
Compuși saturați
- cea mai simplă structură
- o singură legătură între atomi
- exemplu: metan
Compuși nesaturați
- legături duble sau triple între atomi de carbon
- legături duble = alchene
- legături triple alchine
Compuși aromatici
- structură moleculară ciclică
- numită arenă
- exemplu: benzen
Pe lângă examinarea extinsă a hidrocarburilor, veți petrece mult timp cu grupările funcționale. Desigur, hidrocarburile sunt un grup funcțional, dar această listă se extinde la:
- grupări care conțin halogen
- grupări care conțin azot
- grupări care conțin oxigen
- grupări care conțin fosfor
- grupări care conțin sulf
- grupări care conțin bor
Faptul că ai un singur grup principal de compuși pe bază de carbon asupra căruia trebuie să te concentrezi, în principal hidrocarburile, ar trebui să-ți dea încredere că poți stăpâni chimia organică din liceu.
Totuși, trebuie să fii conștient că vei avea destul de mult de memorat: reacții, formule, condiții de reacție, denumiri și mecanisme simple.
Dacă simți că ai nevoie de ajutor suplimentar, un profesor meditații de chimie organică (în privat sau online) te-ar putea ghida exact pe ce trebuie să înveți și cum să reții mai ușor.
Informații pentru bac chimie organică
Elevii care încep pregătirea pentru chimia organică în liceu vor recapitula tot ce au studiat anterior în clasele anterioare.
Cursurile de chimie organică din clasa a XI-a includ:
- grupări funcționale
- alcani și alceni
- tipuri de legături chimice
- alcooli
- halogenoalcani
Trebuie reținut că halogenoalcanii se formează prin substituirea atomilor de hidrogen cu atomi de halogen. Din această categorie fac parte compuși precum: cloroetan, iodoetan, tetrafluoretan, triclorometan, și alții.
În clasa a XII-a se studiază mai departe:
- atomi de carbon legați covalent în structuri mai complexe
- materiale mai avansate și moleculele lor
- compuși nesaturați
- compuși aromatici
Aceste două ultime categorii, tratate superficial anterior, primesc acum atenția cuvenită.
Memorarea este cheia succesului în studiul chimiei organice. Din acest punct de vedere, nu ești diferit de cei care studiază alte ramuri ale chimiei precum chimia anorganică: învățarea constantă și clar structurată este esențială.
Ce face un chimist organic?
Jean-Marie Lehn a crescut fiind martor la numeroase reacții chimice. Tatăl său era brutar de meserie, dar pasiunea lui era muzica. Așadar, nu este de mirare că s-a aventurat în știință. De asemenea, a cântat la orgă de-a lungul carierei sale de cercetare (și încă o cântă).
Inițial, a considerat limbile străine ca fiind meseria sa. A studiat literatura franceză, precum și engleza, germana, latina și greaca.
Nu s-a îndrăgostit de chimie până când nu a studiat cu renumitul chimist francez Guy Ourisson. Odată luată această decizie, și-a concentrat studiile universitare pe chimie, începând să lucreze imediat după absolvire.
Lucrul în chimie organică
Chimiștii organici își petrec cea mai mare parte a carierei în laboratoarele lor, iar timpul care nu este dedicat lucrărilor de laborator este alocat lecturii și colaborării cu alți chimiști. Chimiștii organici cu studii superioare pot ocupa posturi didactice, în special la universitate. Cel mai important factor din acest domeniu este reprezentat de lucrările scrise de fiecare chemist.
și descriere
Chimistul organic prezentat în cadrul studiului nostru exemplifică accentul pus de acest domeniu pe publicații. Până în ianuarie 2006 - în al 40-lea an al carierei sale, grupul său de cercetare contribuise la literatura de chimie cu aproape 800 de articole evaluate de colegi.
Găsim o mulțime de paralele între Jean-Marie Lehn și Wilhelm Ostwald, un pionier în domeniul chimiei fizice. Ambii oameni de știință au avut un interes trecător pentru știință în tinerețe, dar au studiat filosofia și disciplinele artistice.
Amândoi au gravitat spre știință, deoarece se întâmpla să se apropie de orbitele chimiștilor pasionați. Ne putem gândi la modalități mai rele de a da peste o carieră satisfăcătoare. 😎
Locuri de muncă în chimie organică
După cum s-a menționat mai sus, chimiștii organici își petrec mare parte din carieră în laborator. Laboratorul în care lucrează este factorul decisiv. Dacă rămân în mediul academic, munca lor se va concentra pe explorarea aspectelor teoretice ale științei. Aceștia sunt chimiștii organici care publică cel mai mult.
Industria este cealaltă cale de carieră pe care o pot urma chimiștii organici. În întreaga lume, corporațiile mari și mici recrutează cei mai talentați chimiști în funcțiile lor. Printre aceștia, îi numărăm pe:
- Dow Chemical
- Unilever
- BASF
- Sumitomo
- Formosa
- Air Liquide
- Reliance Industries
- Braske
- Linde
- Sinopec
- Lotte
- Dupont
După cum probabil știi, lista companiilor producătoare de substanțe chimice este mult mai lungă. Însă aceste mărci sunt faimoase în întreaga lume. Folosim produsele lor în casele noastre, iar fermierii le folosesc pentru a cultiva alimentele.
Chimiștii organici populează, de asemenea, laboratoarele companiilor farmaceutice din întreaga lume. Aceste firme au chimiști organici în personal și se bazează pe munca chimiștilor analitici, care ajută la rafinarea produselor și a proceselor de fabricație.
Am devenit extrem de conștienți de mărci precum Pfizer, Astra Zenica și Novartis în timpul pandemiei.
Alte nume importante în cercetarea și producția farmaceutică includ Merck, Sanofi, Glaxco SmithKline, Johnson & Johnson, Roche și Bayer. Acestea și altele oferă dovezi că studiul chimiei organice vă aduce într-un domeniu profesional sigur.
Însă nu te gândi că poți deveni super faimos în acest domeniu. Cel puțin, nu genul de faimă mainstream care pare să domine interesul nostru social. Dar este o muncă plină de satisfacții, știind că facem tot ce putem pentru a îmbunătăți calitatea vieții și sănătatea oamenililor de pretutindeni.
Ți-a plăcut acest articol? Lasă o notă!
Încarc...
