Химия неорганические и органические вещества: «В чем отличия органической и неорганической химии?» — Яндекс.Кью

Содержание

Шифры специальностей

Формула специальности:

Аналитическая химия — наука об определении химического состава веществ и материалов, т.е. о методах и средствах химического анализа. Химический анализ делится на виды: элементный анализ, вещественный анализ, молекулярный анализ, изотопный анализ и в некоторых случаях – структурно-групповой анализ. Различают качественный анализ (идентификация) и количественный анализ. По природе анализируемого объекта различают анализ неорганических и органических веществ, а также веществ биологического происхождения. Аналитическая химия – научная дисциплина, включающая в себя многие разделы химии и физики, приборостроение, метрологию и информатику. Развитие этих наук в рамках аналитической химии направлено на выделение и количественное описание аналитического сигнала, с помощью которого определяют химический состав вещества.

Направления исследований:

  1. Теория методов аналитической химии.
  2. Методы химического анализа (химические, физико-химические, атомная и молекулярная спектроскопия, хроматография, рентгеновская спектроскопия, масс-спектрометрия, ядерно-физические методы и др.
    ).
  3. Аналитические приборы.
  4. Методическое обеспечение химического анализа.
  5. Математическое обеспечение химического анализа.
  6. Метрологическое обеспечение химического анализа.
  7. Теория и практика пробоотбора и пробоподготовки в аналитической химии.
  8. Методы маскирования, разделения и концентрирования.
  9. Анализ неорганических материалов и исходных продуктов для их получения.
  10. Анализ органических веществ и материалов.
  11. Анализ нефтехимической продукции.
  12. Анализ объектов окружающей среды.
  13. Анализ пищевых продуктов.
  14. Анализ природных веществ.
  15. Анализ лекарственных препаратов.
  16. Клинический анализ.
  17. Химический анализ в криминалистике.
  18. Аналитический контроль технологических процессов.
  19. Сертификация веществ и материалов по химическому составу.
 

Отрасль наук:

  • химические науки

Ученые СПбГУ соединили молекулы органических и неорганических веществ

Современная химия делится на несколько направлений. Среди них одними из основных являются органическая химия, которая занимается веществами, которые существуют в природе или подобны им, и неорганическая — изучающая вещества так называемой неживой природы. По словам одного из авторов исследования, ассистента Института химии СПбГУ Антона Рожкова, уже в самих названиях направлений заложена идея их несовместимости или даже противопоставления. Именно поэтому симбиоз органических и неорганических веществ всегда был предметом особого интереса исследователей.

Группа химиков из Санкт-Петербургского государственного университета, Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН и Университета Балеарских островов (Испания) обратила внимание на очень слабые, но множественные взаимодействия, возникающие между поверхностями молекул неорганической соли (так называемого треугольного кластера ацетат палладия) и органическими соединениями — электрондефицитными ароматическими системами. 

«Исследуя эти процессы, мы поняли, каким образом можно совмещать некоторые органические и неорганические системы. За счет слабых межмолекулярных нековалентных взаимодействий, долгое время остававшихся не замеченными учеными, органика присоединяется к неорганической поверхности, создавая органо-неорганические фрагменты. Можно сказать, что треугольный кластер неорганической поверхности оказался обернут органическими молекулами. Именно поэтому в названии нашей статьи есть фраза «органика заворачивает неорганику»», — объяснил Антон Рожков.

Результаты проведенных исследований помогут, как считают авторы, решить проблему повышения растворимости катализаторов при проведении реакций. Это позволит в перспективе снизить загрузку катализатора, что, учитывая высокую стоимость многих каталитических систем, является крайне актуальной задачей.

«За высокий уровень проведенных исследований, а также их значимость для науки редакция журнала Inorganic Chemistry Frontiers (Королевское химическое общество, Великобритания) предложила нам опубликовать иллюстрацию к нашей статье на обложке. Отмечу, что этот журнал в настоящее время имеет самый высокий рейтинг среди всех изданий в области неорганической химии и иллюстрация на обложке — весьма престижна. За помощью в ее создании я обратился в университетскую лабораторию дизайна DESIS, работы которой я видел на выставках», — рассказал Антон Рожков.

Химики попросили дизайнеров создать графическую концепцию для обложки издания научного журнала, которая отражала бы основную идею публикации — связь органического и неорганического.

Идея изобразить уробороса (змею, поедающую собственный хвост) была предложена авторами научной статьи. Уроборос у представителей естественных наук ассоциируется с органической химией и даже является частью герба Института химии СПбГУ. Это связано с легендой, что немецкий ученый Фридрих Август Кекуле во сне увидел змею, поедающую собственный хвост. И этот образ натолкнул его на мысль о циклической формуле бензола — одного из основополагающих соединений органической химии. В свою очередь, треугольник (символизирующий треугольный кластер палладия) как неживая форма создает контраст с органической формой змеи и соотносится со структурой химического соединения неорганической химии.

«В течение недели была разработана основная графическая концепция, сконструированы 3D-модели змеи и треугольника. Модель молекулы представили научные сотрудники Института химии. Важно было также равнозначно показать все основные элементы. Поэтому довольно непростым делом для меня оказался поиск композиционного решения. В итоге я сделала выбор в пользу разделения химических и метафорических элементов на разные планы», — отметила автор обложки, студентка 1 курса магистратуры программы «Графический дизайн» Анна Соколова.

По мнению Антона Рожкова, обложка журнала не только отлично передает содержание статьи, но и является таким же символом союза противоположностей, как и соединение органической и неорганической химии.

 

«Представители естественных наук провели химический эксперимент и опубликовали результаты в научном журнале. А наши коллеги гуманитарного направления помогли в том, что было нам не под силу, — подготовили для статьи прекрасную иллюстрацию. Наше сотрудничество — пример симбиоза различных направлений внутри единого университета», — сказал ученый.

Исследование было поддержано грантами Российского научного фонда 19-13-00338 и 21-73-10030.

КНВШ

23 ноября 2021 года, 16:11

Синергия науки и искусства. Химики и дизайнеры СПбГУ совместно создали обложку для статьи в престижном научном журнале

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета сумели соединить молекулы органических и неорганических веществ. Как предполагают химики, этот подход позволит увеличить растворимость катализаторов и тем самым существенно снизить их загрузку в реакциях.

Редакция журнала Inorganic Chemistry Frontiers, в котором была опубликована статья, попросила авторов подготовить иллюстрацию для его обложки — это является свидетельством признания особой значимости работы. К воплощению задумки химиков подключились студенты-дизайнеры Университета.

Современная химия делится на несколько направлений. Среди них одними из основных являются органическая химия, которая занимается веществами, которые существуют в природе или подобны им, и неорганическая — изучающая вещества так называемой неживой природы. По словам одного из авторов исследования, ассистента Института химии СПбГУ Антона Рожкова, уже в самих названиях направлений заложена идея их несовместимости или даже противопоставления. Именно поэтому симбиоз органических и неорганических веществ всегда был предметом особого интереса исследователей.

Группа химиков из Санкт-Петербургского государственного университета, Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН и Университета Балеарских островов (Испания) обратила внимание на очень слабые, но множественные взаимодействия, возникающие между поверхностями молекул неорганической соли (так называемого треугольного кластера ацетат палладия) и органическими соединениями — электрондефицитными ароматическими системами.

«Исследуя эти процессы, мы поняли, каким образом можно совмещать некоторые органические и неорганические системы. За счет слабых межмолекулярных нековалентных взаимодействий, долгое время остававшихся не замеченными учеными, органика присоединяется к неорганической поверхности, создавая органо-неорганические фрагменты. Можно сказать, что треугольный кластер неорганической поверхности оказался обернут органическими молекулами. Именно поэтому в названии нашей статьи есть фраза «органика заворачивает неорганику»», — объяснил Антон Рожков.

Результаты проведенных исследований помогут, как считают авторы, решить проблему повышения растворимости катализаторов при проведении реакций. Это позволит в перспективе снизить загрузку катализатора, что, учитывая высокую стоимость многих каталитических систем, является крайне актуальной задачей.

«За высокий уровень проведенных исследований, а также их значимость для науки редакция журнала Inorganic Chemistry Frontiers (Королевское химическое общество, Великобритания) предложила нам опубликовать иллюстрацию к нашей статье на обложке. Отмечу, что этот журнал в настоящее время имеет самый высокий рейтинг среди всех изданий в области неорганической химии и иллюстрация на обложке — весьма престижна. За помощью в ее создании я обратился в университетскую лабораторию дизайна DESIS, работы которой я видел на выставках», — рассказал Антон Рожков.

Химики попросили дизайнеров создать графическую концепцию для обложки издания научного журнала, которая отражала бы основную идею публикации — связь органического и неорганического.

Идея изобразить уробороса (змею, поедающую собственный хвост) была предложена авторами научной статьи. Уроборос у представителей естественных наук ассоциируется с органической химией и даже является частью герба Института химии СПбГУ. Это связано с легендой, что немецкий ученый Фридрих Август Кекуле во сне увидел змею, поедающую собственный хвост. И этот образ натолкнул его на мысль о циклической формуле бензола — одного из основополагающих соединений органической химии. В свою очередь, треугольник (символизирующий треугольный кластер палладия) как неживая форма создает контраст с органической формой змеи и соотносится со структурой химического соединения неорганической химии.

«В течение недели была разработана основная графическая концепция, сконструированы 3D-модели змеи и треугольника. Модель молекулы представили научные сотрудники Института химии. Важно было также равнозначно показать все основные элементы. Поэтому довольно непростым делом для меня оказался поиск композиционного решения. В итоге я сделала выбор в пользу разделения химических и метафорических элементов на разные планы», — отметила автор обложки, студентка 1 курса магистратуры программы «Графический дизайн» Анна Соколова.

По мнению Антона Рожкова, обложка журнала не только отлично передает содержание статьи, но и является таким же символом союза противоположностей, как и соединение органической и неорганической химии. «Представители естественных наук провели химический эксперимент и опубликовали результаты в научном журнале. А наши коллеги гуманитарного направления помогли в том, что было нам не под силу, — подготовили для статьи прекрасную иллюстрацию. Наше сотрудничество — пример симбиоза различных направлений внутри единого университета», — сказал ученый.

Исследование было поддержано грантами Российского научного фонда 19-13-00338 и 21-73-10030

Амфотерные органические и неорганические соединения

Амфотэрность с греческого означает и тот, и другой. Их двойственность выражается в том, что они могут проявлять и основные, и кислотные свойства.

Амфотэрными называются соединения, которые в зависимости от условий могут проявлять и кислотные, и основные свойства.

Среди неорганических веществ амфотэрными являются оксиды и гидроксиды пэ-элементов. Например: оксиды и гидроксиды цинка, алюминия, бериллия и других элементов, а также оксиды и гидроксиды некоторых дэ-элементов.

Амфотэрные соединения в реакции с кислотой ведут себя как основания, в реакции с основания выступают в роли кислот.

С точки зрения теории электролитической диссоциации кислотыэто электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются катионы водорода. Основанияэто электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы.

Рассмотрим изменение кислотно-основных свойств гидроксидов.

Для примера возьмём строение гидроксида натрия, гидроксида алюминия и серной кислоты.

У этих гидроксидов будет по-разному разрываться связь. В гидроксиде натрия связь натрий-кислород полярнее, чем между кислородом и водородом.

Поэтому гидроксид натрия будет диссоциировать на ионы натрия и гидроксид-ионы. В серной кислоте атомы водорода и кислорода значительно отличаются по электроотрицательности, чем между серой и кислородом. Поэтому серная кислота диссоциирует с образованием катионов водорода и сульфат-ионов.

Таким образом, в периодах с увеличением порядкового номера происходит ослабление основных свойств и усиление кислотных свойств гидроксидов.

Рассмотрим свойства бескислородных соединений.

Вспомним, согласно протолитической теории, кислоты – это вещества, группы атомов или ионы, которые являются в данной реакции донорами катионов, то есть отдают катионы водорода.

Основания – это вещества, группы атомов или ионы, которые являются акцэпторами катионов, то есть принимают протоны водорода.

Например, рассмотрим водородные соединения неметаллов: аммиака, воды и фтороводорода.

У атома азота в аммиаке одна неподелённая пара электронов, у кислорода в молекуле воды – две неподелённые пары, а у фтора во фтороводороде – три.

В этих молекулах есть неподелённые пары электронов, что позволяет им быть акцэпторами катионов водорода и проявлять основные свойства. Но в молекулах веществ есть и неметаллы – атомы водорода. При отрыве атомов водорода, соединение может быть донором катионов водорода, то есть проявлять кислотные свойства.

Например, в реакции аммиака с водой, катион водорода отделяется от воды, потому что связь между кислородом и водородом более полярная, чем между азотом и водородом, так как разница в электроорицательности кислорода и водорода больше, чем между азотом и водородом.

Этот катион водорода присоединяется к аммиаку. То есть вода здесь проявляет кислотные свойства, а аммиак – основные.

В реакции фтороводорода с водой от фтороводорода отделяется катион водорода, а вода тем самым является акцэптором катионов водорода, потому что связь между водородом и фтором более полярная, чем между кислородом и водородом, фтороводород является кислотой, а вода – основанием.

Поэтому в ряду от аммиака до фтороводорода идёт увеличение порядкового номера неметалла, основные свойства ослабевают, а идёт усиление кислотных свойств.

Таким образом, вода является амфотэрным соединением: с аммиаком вода выступает донором катионов водорода, то есть является кислотой, а в реакции с фтороводородом она будет акцэптором катионов водорода, то есть является основанием.

Амфотэрные соединения реагируют с кислотами и щелочами.

Так, в реакции с кислотами амфотэрные оксиды и гидроксиды ведут себя, как основания.

В реакции гидроксида цинка с соляной кислотой образуется соль – хлорид цинка и вода.

В реакции оксида цинка с соляной кислотой образуется соль – хлорид цинка и вода.

В реакциях с основаниями амфотэрные соединения ведут себя, как кислоты. Так, в реакции гидроксида цинка с гидроксидом натрия образуется тэтра-гидроксо-цинкат натрия, в реакции оксида цинка с гидроксидом натрия образуется соль – тэтра-гидроксо-цинкат натрия.

Аминокислоты являются амфотэрными органическими соединениями. В аминокислотах есть две функциональные группы: аминогруппа и карбоксильная группа.

Эти группы отличаются по свойствам. Так, аминогруппа является акцэптором катионов водорода, так как содержит азот, имеющий неподелённую пару электронов. Аминогруппа обуславливает основные свойства. Карбоксильная группа имеет сильно полярную кислород-водородную связь, поэтому является донором катионов водорода. Карбоксильная группа обуславливает кислотные свойства аминокислот.

Амфотэрные свойства аминокислот связаны с тем, что они являются бифункциональными соединениями. Аминокислота присоединяет протон водорода, который образуется при диссоциации кислоты.

При взаимодействии аминокислоты с гидроксидом натрия она проявляет кислотные свойства, так как взаимодействие происходит в карбоксильной группе.

Аминокислоты реагируют со спиртами по реакции этэрификации с образованием сложных эфиров. При чём, от кислоты отщепляется о-аш группа, а от спирта – атом водорода.

В аминокислотах возможно внутримолекулярное взаимодействие из-за наличия двух функциональных групп. Ион водорода, который образуется при диссоциации в карбоксильной группе, присоединяется к аминогруппе и образуется диполярный ион, как бы внутренняя соль, поэтому аминокислоты проявляют амфотэрные свойства.

Аминокислоты также реагируют друг с другом по реакции кондэнсации.

Благодаря этой реакции в рибосомах происходит биосинтез белка. В промышленности таким образом получают синтетические волокна, например, капрон.

Таким образом, к амфотэрным соединениям относятся соединения, которые могут реагировать и с кислотами, и с основаниями. Неорганическими амфотэрными соединениями являются оксиды и гидроксиды некоторых пэ- и дэ-элементов. Органическими амфотэрными соединениями являются аминокислоты.

Разница между органической химией и неорганической химией | Сравните разницу между похожими терминами — Наука

В ключевое отличие между органической химией и неорганической химией заключается в том, что Органическая химия — это область химии, которая занимается структурой, свойствами, реакциями и другими фактами об органических соединениях, тогда как неорганическая химия — это область химии, которая имеет дело с неорганическими соединениями.

Химия — это в основном отрасль науки, изучающая вещества, из которых состоит материя, исследование их свойств и реакций, а также использование таких реакций для образования новых веществ. Когда мы говорим «органическая химия», мы имеем дело с органическими соединениями, а «неорганическая химия» — с неорганическими соединениями.

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое органическая химия
3. Что такое неорганическая химия
4. Сравнение бок о бок — органическая химия и неорганическая химия в табличной форме
5. Резюме

Что такое органическая химия?

Органическая химия — это раздел химии, который занимается органическими соединениями. Органическое соединение — это химическое соединение, которое содержит один или несколько атомов углерода в качестве основного компонента. Эти атомы углерода связаны друг с другом или с другими химическими элементами посредством ковалентных химических связей. Однако некоторые углеродсодержащие соединения не считаются органическими соединениями; они классифицируются как неорганические соединения, то есть карбонаты и цианиды являются неорганическими соединениями в основном по историческим причинам (эти соединения исторически назывались неорганическими соединениями). Кроме того, почти все органические соединения содержат ковалентную связь C-H.


В основном, большинство молекул, которые связаны с живыми организмами, являются органическими. Например, углеводы, белки, нуклеиновые кислоты и т. Д. Все органические молекулы содержат углерод, почти все содержат водород, а также могут содержать кислород. Область органической химии изучает структуру, свойства, классификации, реакции и многие другие факты об этих соединениях.

Что такое неорганическая химия?

Неорганическая химия — это раздел химии, изучающий неорганические соединения. Неорганическое соединение — это любое соединение, не являющееся органическим соединением. Другими словами, неорганические соединения — это все соединения, кроме органических. Следовательно, в этих соединениях нет существенных атомов углерода или связей C-H.

В эту категорию входят соли, металлы и другие элементарные соединения. Однако некоторые неорганические соединения содержат атомы углерода. Область неорганической химии — это изучение свойств, классификаций, реакций и многих других фактов об этих соединениях.


В чем разница между органической химией и неорганической химией?

Органическая химия — это область химии, которая занимается структурой, свойствами, реакциями и другими фактами об органических соединениях, тогда как неорганическая химия — это область химии, которая имеет дело с неорганическими соединениями. Это ключевое различие между органической и неорганической химией. Поскольку большинство органических соединений являются ковалентными соединениями, нам приходится иметь дело в основном с ковалентными соединениями при изучении органической химии. Однако большинство неорганических соединений являются ионными соединениями. Следовательно, нам приходится иметь дело с ионными соединениями при изучении неорганической химии. Следовательно, это основное различие между органической и неорганической химией.

Дальнейшие различия показаны в инфографике разницы между органической и неорганической химией.


Резюме — Органическая химия против неорганической химии

Органическая и неорганическая химия — два основных раздела химии. Ключевое различие между органической химией и неорганической химией заключается в том, что органическая химия — это область химии, которая имеет дело со структурой, свойствами, реакциями и другими фактами об органических соединениях, тогда как неорганическая химия — это область химии, которая имеет дело с неорганическими соединениями.

Неорганическая химия отрасль химической промышленности

Неорганическая химия отрасль химической промышленности

Неоргани́ческая хи́мия — раздел химии, связанный с изучением строения, реакционной способности и свойств всех химических элементов и их неорганических соединений . Эта область охватывает все химические соединения, за исключением органических веществ (класса соединений, в которые входит углерод , за исключением нескольких простейших соединений, обычно относящихся к неорганическим). Различия между органическими и неорганическими соединениями, содержащими углерод, являются по некоторым представлениям произвольными  . Неорганическая химия изучает химические элементы и образуемые ими простые и сложные вещества (кроме органических соединений). Обеспечивает создание материалов новейшей техники.

500 000 неорганических веществ

Число известных на 2013 г. неорганических веществ приближается к 500 тысячам.

Теоретическим фундаментом неорганической химии является периодический закон и основанная на нём периодическая система Д. И. Менделеева. Важнейшая задача неорганической химии состоит в разработке и научном обосновании способов создания новых материалов с нужными для современной техники свойствами.

Неорганическая химия история определения

Исторически название неорганическая химия происходит от представления о части химии, которая занимается исследованием элементов, соединений, а также реакций веществ, которые не образованы живыми существами.

Со времен синтеза мочевины из неорганического соединения цианата аммония (NH 4 OCN), который совершил в 1828 году выдающийся немецкий химик Фридрих Вёлер, стираются границы между веществами неживой и живой природы. Так, живые существа производят много неорганических веществ. С другой стороны, почти все органические соединения можно синтезировать в лаборатории.

Механизмы реакций, структура веществ в неорганической и органической химии различаются

Деление на различные области химии является актуальным и необходимым, как и раньше, поскольку механизмы реакций, структура веществ в неорганической и органической химии различаются. Это позволяет проще систематизировать методы и способы исследования в каждой из отраслей.

Неорганическая и органическая химия | Репетиторов.нет — Единая база репетиторов по России и всему миру без посредников и комиссии! Поиск репетитора. Частные анкеты и объявления лучших репетиторов, тренеров и инструкторов.

Неорганическая химия.

Неорганическая химия — раздел химии, в котором изучают свойства различных химических элементов и соединения, которые они образуют, за исключением углеводородов (химических соединений углерода и водорода) и продуктов их замещения, представляющих собой так называемые органические молекулы.

Первые исследования в области неорганической химии были посвящены минералам. Ставилась цель извлечь из них различные химические элементы. Эти исследования позволили разделить все вещества на две большие категории: химические элементы и соединения.

Химические элементы — вещества, состоящие из одинаковых атомов (например, Fe, из которого состоит железный прут, или РЬ, из которого сделана свинцовая труба).

Химические соединения — это вещества, состоящие из различных атомов. Например, вода Н20, сульфат натрия Na2S04, гидроокись аммония Nh5OH…

Атомы, входящие в состав химических элементов и соединений, делят на два класса — атомы металлов и атомы неметаллов.

Атомы неметаллов (азот N, кислород О, сера S, хлор CI.) имеют способность присоединять к себе электроны, забирая их у других атомов. Поэтому атомы неметаллов называют «электроотрицательными».

Атомы металлов, напротив, имеют тенденцию отдавать электроны другим атомам. Поэтому атомы металлов называют электроположительными. Это, например, железо Fe, свинец РЬ, медь Cu, цинк Zn. Вещества, состоящие из двух различных химических элементов обычно содержат атомы металла одного вида (обозначение соответствующего атолла помещается в начало химической формулы) и атомы неметалла также одного вида (в химической формуле обозначение соответствующего атома помещается после атома металла). Например, хлорид натрия NaCI. Если вещество не содержит атом металла, то в начало химической формулы помещается наименее электроотрицательный элемент, например аммиак Nh4.

Система наименований неорганических химических соединений была утверждена в 1960 году Международным союзом IUPAC. Неорганические химические соединения называют, произнося сначала наименование наиболее электроотрицательного элемента (обычно неметалла). Например, соединение с химической формулой KCI называют хлоридом калия. Вещество h3S называется сероводородом, а СаО — оксидом кальция.

Органическая химия.

В начале своего развития эта химия исследовала вещества, входящие в живые организмы — растения и животные (белки, жиры, сахара), либо вещества разложившейся живой материи (нефть). Все эти вещества называли органическими.

Встречающиеся в природе органические вещества относят к различным группам: нефть и ее составляющие, белки, углеводы, жиры, гормоны, витамины и другие.

В начале 19 века были синтезированы первые искусственные органические молекулы. Используя неорганическую соль цианат аммония, Велер в 1828 году получил мочевину. Уксусная кислота была синтезирована Кольбе в 1845 году. Бертло получил этиловый спирт и муравьиную кислоту (1862 год).

Со временем химики научились синтезировать все большее и большее количество природных органических веществ. Были получены глицерин, ванилин, кофеин, никотин, холестерин.

Многие из синтезированных органических веществ не существуют в природе. Это пластмассы, моющие средства, искусственные волокна, многочисленные лекарства, красители, инсектициды.

Углерод образует больше соединений, чем какой либо другой элемент. Имея стабильную внешнюю электронную оболочку, углерод весьма мало склонен становиться положительно или отрицательно заряженным ионом. Эта электронная оболочка возникает в результате образования четырех связей, направленных к вершинам тетраэдра, в центре которого находится ядро атома углерода. Именно поэтому органические молекулы имеют специфическую структуру.

В органических молекулах атом углерода всегда участвует в четырех химических связях. Атомы углерода способны легко объединяться друг с другом, образуя длинные цепи или циклические структуры.

Атомы углерода в органических молекулах могут быть соединены между собой одинарными связями (так называемые насыщенные углеводороды) или кратными, точнее двойными, а также тройными связями (углеводороды ненасыщенные).

Международный союз IUPAC разработал систему наименований органических соединений. Эта система выявляет наиболее длинную неразветвленную углеродную цепь, тип химической связи между атомами углерода, а также наличие различных групп атомов (заместителей), прикрепленных к главной углеродной цепи.

Группы атомов углерода придают органическим молекулам, в которых они содержатся, специфические свойства. Последние позволяют различать многочисленные классы органических соединений, например: углеводороды (вещества из атомов углерода и водорода), спирты, органические кислоты.

Вещества / Органика / Синтез / Химия

Гиперглоссарий MSDS: Органические продукты

Гиперглоссарий MSDS: Органические продукты

Определение

В контексте химии и материалов под органическими понимаются материалы на основе углерода (химический элемент, сокращенно C). Дополнительными элементами, которые обычно встречаются в органических материалах, являются водород (H), азот (N), кислород (O), фосфор (P) и сера (S).

Не связанное с этим и сбивающее с толку определение органических продуктов чаще всего используется в отношении «натуральных» пищевых продуктов.Например, простое определение «органической продукции» — это фрукты или овощи, выращенные без использования пестицидов или гербицидов. Конечно, многие пестициды и гербициды сами по себе являются органическими (используя одно или оба определения «органических»).

Материалы, которые не являются органическими, обычно называют неорганическими.

Дополнительная информация

Приобретите лабораторное оборудование и посуду для органической химии в Магазине Безопасности.

Органические химикаты не обязательно вредны или токсичны. Большая часть человеческого тела состоит из органических химических веществ, таких как белки, ДНК, липиды и клеточные мембраны. Пища, которую вы едите, деревья, трава и любой другой живой объект содержат органические соединения. Термин «формы жизни на основе углерода» излишен (по крайней мере, на этой планете).

Однако это не обязательно означает, что все органические химические вещества полезны для вас. Например, цианистый водород (HCN) — смертельный токсин, бензол (C 6 H 6 ) — канцероген, а талидомид — сильнодействующий тератоген (но также полезное лекарство!).

Когда дело доходит до токсичности любого материала, помните, что доза делает яд . Некоторые химические вещества (органические или нет) не представляют опасности или представляют минимальную опасность даже при очень высоких концентрациях, в то время как другие могут быть смертельными в незначительных количествах.

Что касается идеи о том, что «натуральные» продукты лучше для вас и окружающей среды — хотя это иногда верно, помните, что сточные воды тоже натуральные…

Актуальность паспорта безопасности

Не классифицируйте соединения просто как «органические» при определении опасности.Существует множество классов органических соединений (таких как углеводороды и т. д.), с которыми вы можете это сделать, но помните, что существует более 100 000 000 известных органических соединений. Они имеют широкий спектр последствий для здоровья и опасностей, многие из которых до конца не известны. Если да, то вы найдете их в разделе 11 (токсикологическая информация) паспорта безопасности.

Некоторые органические соединения обладают высокой реакционной способностью и несовместимы с другими химическими веществами, такими как сильные окислители. Вы найдете такую ​​информацию в Разделе 10 (стабильность и реактивность) паспорта безопасности.

Поэтому всегда читайте Паспорт безопасности перед работой с новым материалом, чтобы ориентироваться в опасностях, связанных с химическими веществами, с которыми вы работаете. Если опасность неизвестна, используйте так называемые «универсальные меры предосторожности»; т. е. обращаться с материалом так, как если бы он был чрезвычайно опасным или высокотоксичным.

Дополнительное чтение

См. также : цианид, эфир, галоген, углеводород, нитрил, растворитель, летучие органические соединения (ЛОС).

Дополнительные определения от Google и OneLook.



Последнее обновление записи: воскресенье, 1 марта 2020 г. Эта страница защищена авторским правом 2000-2022 ILPI. Несанкционированное копирование или размещение на других веб-сайтах строго запрещено. Присылайте предложения, комментарии и новые пожелания (укажите URL-адрес, если применимо) нам по электронной почте.

Заявление об отказе от ответственности : Информация, содержащаяся в данном документе, считается достоверной и точной, однако ILPI не дает никаких гарантий относительно правдивости любого утверждения.Читатель использует любую информацию на этой странице на свой страх и риск. ILPI настоятельно рекомендует читателю проконсультироваться с соответствующими местными, государственными и федеральными агентствами по вопросам, обсуждаемым здесь.

Органический или химический — MultiFIX®

Если мы заглянем в словарь, то обнаружим, что слово химический означает: сделанный или используемый в химии; изготовлены с использованием химикатов или эксплуатируются с их помощью; или любое вещество, используемое или полученное в результате химического процесса. Химический элемент – это любое вещество, которое нельзя разделить на разные вещества, кроме как путем радиоактивного распада.Вся материя состоит из таких субстанций. Материя не может быть создана или уничтожена, но может изменить свою форму, как это происходит в химическом процессе.

Химический процесс может происходить в живых организмах или из неживых источников. В начале 1700-х годов считалось, что химический синтез может происходить только в живых организмах, и органические соединения определялись как происходящие из живых организмов, тогда как неорганические соединения происходят из неживых источников. Эта вера называлась «витализмом», и некоторые до сих пор ее придерживаются.Однако сегодня мы знаем, что химический синтез может происходить вне живых организмов.

Органические соединения представляют собой соединения, состоящие из химического элемента углерода. Неорганические соединения не содержат углерода. К неорганическим химическим веществам относятся сера, кислород, азот, серебро, медь и т. д. Живые существа состоят в основном из органических соединений, но органические соединения также содержат большое количество водорода и кислорода с небольшими количествами других неорганических элементов, серы, меди, магния и т. д. живые существа умирают, эти органические соединения могут изменить форму, чтобы стать компостом, или, со временем, даже нефтью.

Все, что происходит от живых существ, является органическим, но все, что содержит углерод, также является органическим. Пища, которую мы едим, дерево, из которого строятся наши дома, одежда, которую мы носим (будь то натуральный хлопок или полиэстер), бензин, пропан, резина, пластмассы, лекарства, пестициды, гербициды — все это сделано из органических соединений. Человек использовал органические соединения на протяжении тысячелетий, начиная с древних египтян и финикийцев, которые использовали химические вещества, полученные из живых организмов, для окрашивания ткани. Изготовление вина было известно еще в библейские времена и требовало действия живого организма, бактерий, которые использовались в качестве химического вещества, вырабатываемого виноградом, сахара, для синтеза спирта.Чтобы сделать вино питьевым, требуется физическое вмешательство человека, чтобы соединить виноград и правильные бактерии.

Синтетика – это продукт химического синтеза, а не природного происхождения. Неорганический кислород необходим человеку, но когда кислород вступает в химические реакции в нашем организме или в нашем растении, создаются новые формы кислорода, которые являются токсичными. Наши тела перерабатывают азот для синтеза мочевины и перерабатывают кислород для синтеза перекиси водорода. Это естественные процессы, но оба соединения могут быть синтезированы в ходе химических реакций вне нашего организма.

В начале 1800-х годов Фридрих Велер обнаружил, что мочевину можно получить, просто выпаривая водный раствор цианата аммония. Можно утверждать, что в этот процесс вмешался жизненный источник, с физической точки зрения «рукотворный». Тем не менее, как бы ни были синтезированы мочевина и перекись водорода, они все равно остаются мочевиной и перекисью водорода. Оба имеют полезные цели при химическом синтезе (рукотворном). Мочевина используется как удобрение, а перекись водорода как антисептик.

Мы не можем утверждать, что «натуральный» витамин С, полученный из цитрусовых, полезнее, чем такой же «синтетический» витамин С. Спирт в вине может быть приятным на вкус, но имеет серьезные последствия для здоровья. Лекарства полезны, когда используются по назначению, но вредны, если используются не по назначению.

 Таким образом, органические соединения, независимо от того, синтезированы ли они «природно» или «искусственно», могут иметь хорошие или плохие последствия. От нас зависит, как мы используем любое химическое вещество, природное или искусственное, чтобы защитить окружающую среду и самих себя, но в то же время обеспечить жизнь в изобилии.Поэтому, когда вы слышите слова «синтетический», «органический», «искусственный», «натуральный» и/или «химический», найдите время, чтобы определить, о чем идет речь на самом деле.

ХИМИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ: ДЫХАНИЕ ЖИЗНИ

Звучит неправдоподобно? Нисколько! Несмотря на все жалобы активистов-экологов на химические удобрения, они могут быть поражены (и более чем просветлены), узнав, какое отношение эти так называемые проклятия человечества имеют к их продолжительному и здоровому существованию. Учтите: на каждую тонну CO2, вдыхаемую растением кукурузы, три четверти тонны кислорода выдыхается обратно в атмосферу. В 1992 году урожай кукурузы в 9,2 миллиарда бушелей выбрасывал обратно в воздух 593 миллиона метрических тонн кислорода, чего хватило бы, чтобы прокормить каждого мужчину, женщину и ребенка на этом растении в течение года! Вдумайтесь… Какой урожай, какая кислородная подпитка была бы у нас без химических удобрений? Вместо того, чтобы клеймить химические удобрения, возможно, защитники окружающей среды должны проверить в зеркале, кто действительно виновен.Ведь они, в отличие от растений, выращенных на химических удобрениях, выделяют CO2, а не кислород. Следуя их логике, мы должны уничтожить людей и спасти планету. В этом выпуске Fluid Journal вы также узнаете, насколько эффективно растения кукурузы и другие культуры удаляют CO2 из воздуха, чтобы уравновесить количества, выделяемые ископаемым топливом и Матерью-природой. Вам будет показано, как увеличение количества химических удобрений сверх текущего уровня может повысить среднюю урожайность, чтобы помочь улавливать еще больше CO2 , который способствует глобальному потеплению. Также представлена ​​обновленная информация о развивающейся технологии точного земледелия и ее жизненно важной роли в защите окружающей среды.

Похожие 

14 Разница между органическими и неорганическими соединениями (с примерами)

Получите четкое представление о разнице между органическим и Неорганические соединения. В основу сравнения входят: Описание, плотность, растворимость, образование, проводимость, температуры кипения и плавления, примеры, вязкость, реакционная способность и многое другое.

Ключевые отличия

  • Органическое соединение представляет собой класс химических соединений, в которых один или несколько атомов углерода ковалентно связаны с атомами других элементов, чаще всего водорода, кислорода или азота. С другой стороны, неорганическое соединение — это любое соединение, в котором отсутствует атом углерода.
  • Плотность соединения обычно зависит от размера молекулы и размера атомов в молекуле. Из-за присутствия большего количества атомов водорода в органических соединениях органические соединения обычно менее плотны, чем неорганические соединения.Это связано с тем, что водород является атомом с самой низкой плотностью среди всех атомов.
  • Неорганические соединения хорошо растворимы в воде. Это потому, что они имеют ионные связи между молекулами. Ионные связи легко диссоциируют в воде на положительные и отрицательные ионы. С другой стороны, большинство органических соединений имеют ковалентные связи между молекулами и, следовательно, нерастворимы в воде, хотя и растворимы в других органических растворителях.
  • Органические соединения образуются в результате деятельности живых организмов, тогда как неорганические соединения образуются в результате естественных процессов, не связанных с какой-либо формой жизни, или в результате экспериментов человека в лаборатории.
  • В большинстве водных растворов органические соединения обычно являются плохими проводниками электричества и тепла. Неорганические соединения в водных растворах являются хорошими проводниками электричества, потому что они обладают высокой способностью к ионизации, что делает их лучшими проводниками.
  • Неорганические соединения включают соли, металлы, серебро, серу, чистый алмаз, вещества, состоящие из отдельных элементов, и вещества, не содержащие углерод, связанный с водородом. С другой стороны, примеры органических соединений включают нуклеиновые кислоты, сахарозу, ферменты, бензол, метан, жиры и этанол.
  • Неорганические соединения имеют более высокую общую скорость реакции, чем органические соединения. Стабильные органические соединения, как правило, нереакционноспособны из-за наличия ковалентных связей, которые трудно разорвать. С другой стороны, неорганические соединения имеют легко рвущиеся ионные связи; это делает их очень реактивными, и они всегда будут реагировать на все, что доступно.
  • Вязкость любого соединения зависит от межмолекулярных сил между молекулами. Чем сильнее межмолекулярные силы, тем выше вязкость. Межмолекулярные силы органических соединений слабы, их вязкость, как правило, мала. С другой стороны, неорганические соединения, как правило, имеют сильные межмолекулярные силы, такие как водородные связи, поэтому они имеют более высокую вязкость.
  • Органические соединения имеют относительно высокие температуры плавления и кипения по сравнению с неорганическими соединениями, которые обычно имеют низкие температуры плавления и кипения.
  • Органические соединения являются биологическими и более сложными по своей природе по сравнению с неорганическими соединениями, которые являются простыми и минеральными по своей природе.
  • Неорганические соединения легко образуют соль, тогда как органические соединения не могут образовывать соль.
  • В органических соединениях атомы углерода связаны с атомами водорода углеводородной связью, в то время как в неорганических соединениях такого образования нет.
  • Неорганические металлы содержат атомы металлов, а органические соединения — нет.

Читайте также : Разница между органической и неорганической химией

Разница между органическими и неорганическими соединениями в табличной форме

Точки сравнения Органическое соединение Неорганическое соединение
Определение Органическое соединение – это класс химических соединений, в которых одно или больше атомов углерода ковалентно связано с атомами других элементов, большинство обычно водород, кислород или азот. Неорганическое соединение – это любое соединение, не имеющее атом углерода.
Плотность Как правило, менее плотные. Старайтесь быть плотнее.
Растворимость в воде Нерастворимы в воде. Хорошо растворим в воде.
Формирование Органические соединения образуются в результате деятельности живых организмы. Неорганические соединения образуются в результате естественных процессов, не связанных с любой формы жизни или в результате экспериментов человека в лаборатории.
Проводимость В большинстве водных растворов обычно присутствуют органические соединения. плохие проводники электричества и тепла. В большинстве водных растворов обычно присутствуют неорганические соединения. хорошие проводники электричества и тепла
Примеры Примеры органических соединений включают нуклеиновые кислоты, сахарозу, ферменты, бензол, метан, жиры и этанол. К неорганическим соединениям относятся соли, металлы, серебро, сера, чистая алмаз, вещества, состоящие из отдельных элементов, и вещества, не содержат углерод, связанный с водородом.
Реактивность Стабильные органические соединения не реакционноспособны. Неорганические соединения имеют более высокую общую скорость реакции.
Вязкость Межмолекулярные силы органических соединений слабы, их вязкость имеют тенденцию быть низкими. С другой стороны, неорганические соединения, как правило, обладают сильным межмолекулярные силы, такие как водородные связи, поэтому они имеют более высокую вязкость.
Температура плавления и кипения Органические соединения имеют относительно высокие температуры плавления и кипения. Неорганические соединения, которые обычно имеют низкую температуру кипения и температуру кипения. точки.
Природа существования Органические соединения являются биологическими и более сложными по своей природе. Неорганические соединения простые и минеральные по своей природе.
Соляная формация Они не образуют и не производят соли. Они легко образуют или делают соль.
Форма существования Имеют атомы углерода, связанные с атомами водорода углеводородной связью. Нет такого образования.
Компоненты Они не содержат атомов металла. Содержат атомы металлов.

Аналоги между органическими и неорганическими соединениями

  • Оба могут содержать атомы углерода в своей структуре.
  • Оба могут растворяться в органических растворителях.
  • Оба имеют межмолекулярные связи.

Резюме

Читайте также: Разница между органическими и неорганическими полимерами

Органическое соединение относится к классу химические соединения, в которых один или несколько атомов углерода связаны ковалентно к атомам других элементов, чаще всего водорода, кислорода или азота. С другой стороны, неорганическое соединение любое соединение, в котором отсутствует атом углерода.

Предыдущая статьяРазница между кривой диссоциации кислорода миоглобина и гемоглобина (с картинками)Следующая статья8 Разница между органическими полимерами и неорганическими полимерами (с примерами)

Неорганические | Химия

Неорганическая

Неорганическая химия занимается изучением свойств и поведения неорганических соединений.Эта область охватывает все химические соединения, кроме множества органических соединений (соединений на основе углерода, обычно содержащих связи C-H), которые являются предметом органической химии. Различие между двумя дисциплинами далеко не абсолютное, и существует много совпадений, особенно в подразделе металлоорганической химии. Исследования в области неорганической химии в отделе охватывают континуум от низкомолекулярных систем до металлопротеинов, от изучения реакционных свойств синтетических комплексов до использования реагентов на основе металлов для исследования взаимодействий белок-ДНК.

Основной факультет

Джон Карадонна

Область:
Бионеорганическая химия

 Caradonna Group интересуется биологической химией негемового железа. Подходы включают исследование синтетических моделей реактивности, биофизические и механистические исследования природных металлоферментов и рациональный дизайн металлопротеинов. Группа Caradonna исследует химию фенилаланингидроксилазы (ПАУ), негемовой железо-птерин-зависимой монооксигеназы, которая катализирует превращение фенилаланина в тирозин.Дефекты ЛАГ, вызывающие классическую фенилкетонурию (ФКУ), повышают концентрацию фенилаланина в сыворотке крови и приводят к аномальному накоплению продуктов метаболизма на основе фенилаланина. Эти продукты вызывают нарушение миелинизации центральной нервной системы и приводят к послеродовому повреждению головного мозга и тяжелой умственной отсталости. ФКУ является наиболее распространенной врожденной аномалией метаболизма аминокислот, имеющей клиническое значение (1 из 50 человек является носителем признака болезни, при средней частоте 1 на 10 000 для европеоидов). Негемовый железо-активный центр ПАУ представляет дополнительный интерес, поскольку он выполняет тот же спектр химических превращений, что и цитохром Р450, без использования простетической группы гема. Группа использует различные ферментативные механистические, молекулярно-биологические и биофизические методы для исследования механизма как фермента дикого типа, так и отдельных мутантов, вызывающих ФКУ у людей.

Линда Дёррер

Область:
Фторированные лиганды для катализа

Группа Doerrer активно интересуется химией комплексов переходных металлов с фторированными донорными лигандами O, включая арилоксиды, а также монодентатные и бидентатные алкоксиды.Эти лиганды облегчают окислительную стабилизацию металлов для катализа, совсем недавно при создании реакционноспособных фрагментов {CunOm}n+ для функционализации C-H. Новые соединения тщательно исследуются на предмет их электронной структуры, что показало, что эти фторированные лиганды обладают электронным эффектом фторида без его обширного мостикового или гидролитического чувствительности. Мы также синтезируем новые соединения, которые потенциально могут быть одномерными (1D) электронными проводниками. Их цель состоит в том, чтобы использовать строительные блоки на основе переходных металлов для сборки анизотропных систем, сочетание которых приведет к получению стабильных, перерабатываемых материалов со значительным переносом заряда.Эти материалы представляют большой интерес для ответа на фундаментальные вопросы об одномерном переносе заряда и обладают огромным потенциалом в наноэлектронике в виде нанопроводов.

Шон Эллиот

Область: Бионеорганическая химия и металлобиохимия

The Elliott Group использует белково-пленочную вольтамперометрию (PFV) для изучения путей переноса электронов и окислительно-восстановительной каталитической химии сложных металлопротеинов, таких как сульфитредуктаза и мультимедные оксидазы.Они также разрабатывают протеомные инструменты, позволяющие исследовать «металлом» — полное считывание компонентов связывания металлов биологических путей. Эти эксперименты дают представление о роли ионов металлов в биологической химии.

Новые материалы: когда химия объединяет металлы и органические молекулы

Paris Innovation Review – Среди «новых материалов», разработанных химическим сектором за последние два десятилетия, большой интерес вызывают пористые органо-неорганические гибриды.В чем их новизна?

François-Xavier Coudert –  Сегодня промышленное использование пористых материалов в основном сосредоточено на неорганических материалах. Точнее, на алюмосиликатах семейства цеолитов, обладающих замечательной механической, термической и химической стабильностью. Они используются в катализе, тонкой химии, крекинге углеводородов, разделении газов, улавливании газов, хранении и т. д. Это основные области применения пористых материалов — подумайте о губке или пемзе.Проще говоря, преимуществом алюмосиликатов является то, что они «микропористые» с порами («отверстиями») нанометрового размера, которые обеспечивают большую поверхность внутри материала для фиксации молекул.

Цеолиты, натуральные или синтетические, известны давно. Но связывающие свойства атомов накладывают ограничения: у нас нет полного контроля над их химическим составом — и очень мало возможностей изменить его. В результате мы знаем, как производить несколько очень стабильных материалов, а поскольку синтезировать другие гораздо сложнее, мы всегда прибегаем к одним и тем же продуктам.

Прорыв произошел в 1990-х годах. Оно пришло из металлоорганической химии, которая синтезирует так называемые «координационные» полимеры: один металлический кирпич, один органический кирпич, один металлический, один органический… и так далее.

Затем было обнаружено, что некоторые из этих полимеров образуют трехмерную архитектуру, которая может быть пористой. В то время это было скорее диковинкой. В 2000-х годах возникла концепция металлоорганических каркасов   (MOF), под которым она известна до сих пор.Американский исследователь Омар Яги понял, что эту пористость можно использовать: характеристики MOF не сильно отличаются от обычных неорганических материалов, но они представляют гораздо большую изменчивость. Просто потому, что вместо связей Si-O или Al-O каждая органическая молекула внутри материала может быть функционализирована. Он может быть заменен или модифицирован одной или несколькими химическими группами, выполняющими определенную функцию.

Если, например, требуется материал с более крупными порами, пространство между металлами увеличивается за счет выбора органических молекул, имеющих такой же химический состав, но более длинных.Если нам нужны материалы, содержащие определенную химическую группу, которая будет связываться с CO2 — например, аминогруппу, — ее прививают к органической молекуле, и каждая органическая молекула материала получает аминогруппу. Следовательно, материал будет иметь большой потенциал для улавливания CO2.

Таким образом, все тонкости органической химии могут быть применены к этим материалам, что открывает возможность создания новых персонализированных материалов.

Включают ли органическая и неорганическая химия очень разные процессы?

Нет, кардинально не отличается. Но ноу-хау уже не те. Это часть логики специализации: когда химия развивалась в 20 веке, она разделялась на разные течения из-за большого количества процедур синтеза, возможных реакций. Специализация пошла еще дальше: в неорганической химии можно найти специалистов по марганцу или железу… Но концептуального прорыва как такового нет.

Таким образом, встреча органической и неорганической химии возможна, и она произошла. На практике исследователи, интересующиеся гибридами, скорее являются специалистами в области химии материалов, точнее, неорганической химии, по очень простой причине: добавление амина к молекуле не представляет большой сложности для органической химии, область которой гораздо ближе к биохимии, асимметричному катализу и биосинтезу.

С другой стороны, гибриды гораздо более инновационны, если рассматривать их с точки зрения неорганической химии. Например, эти структуры имеют определенный уровень беспорядка и неровностей, которые могут привести к интересным механическим или химическим свойствам. Но прежде всего гибриды допускают гораздо более разнообразные комбинации, в то время как строго неорганическая химия быстро находит свои пределы.

Не могли бы вы прояснить этот вопрос?

В большинстве случаев структуры являются кристаллическими.В любом случае, они достаточно регулярны, чтобы их можно было использовать. Синтез проводят при комнатной температуре или при слабом нагревании в течение нескольких часов. После кристаллизации продукт выделяют в виде порошка и охарактеризовывают с помощью рентгеновских лучей. Как вы могли заметить, методы, используемые для синтеза и характеристики, не являются революционными. Что действительно революционно, так это игра Lego с молекулярными структурами. Эти структуры потенциально бесконечны в числе. Приблизительно 10 000 полностью охарактеризованы, но нам также необходимо подсчитать все те, которые были синтезированы и еще не полностью охарактеризованы.

Несколько лабораторий специализируются на крупномасштабном автоматизированном синтезе: они изменяют концентрации, синтезируют множество материалов, характеристики которых весьма неполны. Записав соответствующий рентгеновский состав и дифракционную картину (своего рода идентификационная карта материала), они получают базу данных потенциально пригодных для использования материалов — и получают преимущество в их открытии и синтезе, даже если они не полностью характеризуют свойства материала. свойства материала. Пока вопрос не в финансах.Скорее, занять место и определить себя как важных игроков в этой области.

Какие основные лаборатории работают над разработкой этих материалов?

Есть три основные лаборатории: лаборатория Омара Яги в Беркли; Сусуму Китагава в Киото; и Институт Лавуазье Жерара Фери в Версале. Это три пионера. Яги действительно создал концепцию этой молекулярной игры Lego и популяризировал этот термин. Его команда специализируется на выявлении, например, материалов с наибольшей емкостью хранения газа, таких как метан, водород и CO2 , при поддержке инициатив и финансирования Министерства энергетики США.

В Германии и Соединенном Королевстве также проводится множество исследований, где развилась разветвленная сеть стартапов и интегрированных лабораторий.

Это стало важной областью исследований, в которой ежегодно публикуется от 3000 до 4000 статей. Я управляю лентой в Твиттере с помощью робота, который читает все химические журналы, чтобы выбрать только те статьи, в которых эти материалы явно цитируются в заголовке или в аннотации, прежде чем ретвитить их: это составляет дюжину статей в день.Как исследователи, мы фокусируемся в основном на серьезных изменениях, новых впечатляющих структурах, новых явлениях… Конференции и молва помогают нам хорошо видеть эту область.

Это быстро расширяющееся поле во многом напоминает поле графена, которое также очень динамично. Мы снова оказываемся в «нано» поле, масштабе, который в прошлом вызывал некоторые опасения. А как насчет МОФ?

Они не затронуты по очень простой причине: мы не создаем новый диапазон использования, а более скромно, материал, который может заменить другие в устоявшихся промышленных приложениях.Наноматериалы уже применяются в промышленных условиях, лабораториях и даже больницах: в большинстве больниц есть системы для производства или очистки медицинского кислорода, например, производимые Air Liquide, с системой фильтрации, в которой используются нанопористые материалы. Это устоявшееся использование, даже если материалы могут измениться.

Именно, поговорим о приложениях. Кто они такие?

Разрабатываются многие медицинские приложения, например, инкапсуляция лекарств, активных веществ, нацеливание на раковые клетки.Нанопористые материалы обладают интересными свойствами. Возьмем нацеливание на раковые клетки. Обычными методами, конечно, можно подойти очень близко к клетке, но распространение активных ингредиентов нелинейно: в начале есть пик, прежде чем он уменьшится. Это кинетика первого порядка. Для оптимизации лечения введение должно быть постоянным, с кинетикой нулевого порядка: одна и та же доза вводится с течением времени, пока ничего не останется. Непрерывность делает лечение эффективным.Нанопористые материалы предлагают возможный путь: после инъекции или всасывания препарата доставленная доза удерживается постоянно в течение целой недели. Для клинического применения это имеет существенное значение, как с точки зрения эффективности препарата, так и с точки зрения смягчения его побочных эффектов — ключевой вопрос, например, в онкологии.

Наряду с медицинскими применениями, в которых используются очень малые дозы, существует также растущая промышленная область, связанная с улавливанием газа. Нанопористые материалы в гонке?

Абсолютно.Здесь можно выделить три области.

Первый – улавливание и хранение CO2. Задача состоит в том, чтобы уловить газ, а затем захоронить его с возможной, но отдаленной перспективой повторного использования.

Во-вторых, разделение: например, соединений серы в природном газе, монооксида углерода из дымовых труб.

Третий — улавливание и разложение, наиболее известным примером которых являются каталитические нейтрализаторы: температура внутри горшка заставляет целевые молекулы прикрепляться к металлу горшка, а также разлагаться на менее вредные или даже безвредные соединения.MOF обладают этой способностью, и было опубликовано довольно много многообещающих работ по захвату и последующему разложению нейротоксических агентов. Это открывается при применении фильтрующих картриджей в зонах боевых действий или загрязненных территориях.

Большинство из этих применений связаны с газами, но некоторые также касаются жидкостей. С промышленной точки зрения последний случай представляет собой рыночную нишу с точки зрения гидродинамики: чем меньше отверстия, тем меньше поток. Но есть много применений: я являюсь соруководителем диссертации, финансируемой Saint-Gobain, по фильтрации тяжелых и радиоактивных металлов в питьевой воде.Часть решений проблемы гидродинамики, о которых я только что говорил, состоит в расширении пор материала. Но тогда контактная поверхность уменьшается, а вместе с ней и производительность: необходимо найти оптимальный баланс.

Наряду с улавливанием газов следует также упомянуть катализ. Как это практикуется сегодня в промышленных условиях, это очень энергоемкий и, следовательно, дорогостоящий процесс. Одна из основных причин, по которой химическая промышленность считается такой электроемкой отраслью.Другими словами, промышленники платят огромные счета! Нанопористые материалы нового поколения также предлагают интересные методы улучшения характеристик.

Помимо промышленного применения в больших объемах, есть ли применение в тонкой химии?

Да, действительно. И здесь снова органические-неорганические гибриды предлагают решения с ферментативной моделью в качестве общего направления. Ферментативный синтез позволяет фиксировать в нужном месте органического кармана молекулы, которые помогают получить желаемую реакцию.После управления этими процессами существует ряд приложений, например датчики.

Пользуясь случаем, хочу отметить деталь, которая может быть интересна вашим читателям: меня иногда спрашивают, как химические сенсоры не «насыщаются» после нескольких реакций. На самом деле материал постоянно регенерирует, например, при нагревании. Вопрос насыщения не самый актуальный. Вернемся к датчикам. Сегодня они повсюду. Во многих электронных приборах, а также в функциях, которые, к сожалению, пронизывают нашу повседневную жизнь — например, обнаружение взрывчатых веществ.В данном конкретном случае проблема больше не в насыщении, а скорее в неправильном обнаружении. Усиление поверхности в инструменте, который остается под рукой, обеспечивает превосходную производительность, и нанопористые материалы могут доказать свою актуальность в этой ситуации.

Существуют также приложения в точной механике, например, для обнаружения пьезоэлектрических изменений: ионы металлов в нанопористых материалах могут чувствовать небольшие деформации или напряжения, прежде чем усиливать или преобразовывать их в сигналы (например, в свет), чтобы их можно было обнаружить с помощью электроника.

Вернемся к общей картине. Вы упомянули множество возможных применений и 10 000 известных структур. С точки зрения развития, а не исследований, где именно мы находимся?

В самом начале пути. Из этих 10 000 структур едва ли шесть или семь сейчас продаются, и, насколько мне известно, сегодня есть только одно, совсем недавнее коммерческое применение: система контроля созревания фруктов во время транспортировки. Это может показаться незначительным, но экономические ставки этого устройства значительны. На практике речь идет о цилиндрах, помещенных внутрь контейнера с фруктами, которые улавливают молекулы, оценивающие зрелость плода. Информация просто производится путем контроля содержания в молекулах. Затем он передается на гигрометрический регулятор. Улавливающая способность нанопористого материала намного выше, чем у материала, ранее использовавшегося в этом типе приложений. Это имеет огромное значение: поскольку молекулы, которые должны быть обнаружены, не насыщают атмосферу, воздух внутри контейнера показывает относительно низкие уровни.Чем ниже уровни обнаружения, тем эффективнее триггерное действие по регулированию влажности.

Сегодня один из крупнейших промышленных игроков, BASF, продает упаковки примерно по сто килограммов. Несколько стартапов также занимаются массовым производством. В Белфасте один из них уже способен производить около 50 кг в час; другой базируется в Чикаго при поддержке отделения Северо-Западного университета (принимающего Нобелевскую премию по химии 2016 года, отмеченную за его работу над молекулярными машинами).

Мы приближаемся к промышленным масштабам, и ландшафт быстро развивается. Я работаю над этими материалами с 2007 года. Долгое время мы с коллегами говорили, что эти сооружения действительно интересны с интеллектуальной и академической точки зрения, но уверенности в их промышленном будущем у нас не было. У исследователей есть определенная склонность верить, что их тема исследования изменит мир: подобные заявления делались и в отношении нанотрубок — например, графена — и реальность часто оказывалась ниже ожиданий.Для нанотрубок, за исключением нескольких нишевых применений, в больших масштабах произошло очень мало. Графен сдерживает свои обещания и имеет множество производных приложений. Что касается MOF, то сегодня я настроен более оптимистично, чем десять лет назад: ситуация лучше организована, все становится на свои места, вложены значительные средства.

Вы упомянули BASF, но в основном стартапы. Инвестируют ли крупные промышленные игроки в эту новую область?

Им интересна наша работа, но они более осторожны по понятным причинам. MOF — это не новый материал, который открывается для новых приложений. На данный момент они вытеснили устоявшуюся практику в промышленном сообществе с 1960-х годов. В результате планка намного выше. В случае с нишевыми приложениями все намного проще. А вот для улавливания газа там, где есть действующий технопарк, инвестиции, ноу-хау… промышленники пока не видят интереса в массовых вложениях, хотя бы потому, что используемые сегодня технологии недорогие. Активированный уголь, например, получают путем сжигания сельскохозяйственных отходов (сахарного тростника, кокоса, банана).Когда вы покупаете его на сайте, он может иметь отрицательную стоимость! Когда вы идете к промышленнику и предлагаете ему материал на основе цинка – еще не выслушав вас, они уже подсчитывают цену на цинк… Таким образом, конкуренция представлена ​​материалами со средними характеристиками, которые оказываются очень выгодными с точки зрения затрат. .

Я даже не говорю о рисках с точки зрения поставок, особенно для элементов, эксплуатация которых зависит от эксплуатации другого элемента: в последние годы много говорят о редкоземельных элементах, но есть и гелий (по- продукт извлечения радона, из которого он происходит). Чтобы понять это, нужно взглянуть на периодическую таблицу, раскрашенную в соответствии с рисками с точки зрения предложения! Это может быть отражено в наших исследованиях: если я попытаюсь разработать новый материал, я определенно буду избегать использования кобальта или кадмия и сосредоточусь на железе или цинке. Сегодня этот тип проблем является центральным для исследователей, которые работают над батареями, предназначенными для производства в больших количествах. Например, мы давно знаем, что литий связан со многими геополитическими проблемами, а также является побочным продуктом переработки калия.Поэтому необходимо срочно разработать батареи с использованием других элементов, таких как натрий. Этот тип ограничений создает новые направления исследований и направляет исследователей, работающих над этой темой, таких как Жан-Мари Тараскон из Коллеж де Франс. Возвращаясь к интересующей нас области, эти вопросы хотя и не чужды нашей озабоченности, но далеко не центральные.

В чем разница между органической и неорганической химией?

Органическая химия и неорганическая химия являются двумя основными разделами химии, которые вы будете изучать, если получите степень по химии.

Но иногда младшим школьникам или начинающим химикам бывает нелегко провести различие между ними. Если вы собираетесь пройти какой-либо курс химии в средней школе или колледже, вам нужно убедиться, что вы можете отличить их друг от друга. В химии есть много вещей, которые нужно изучить, и много интересных фактов, о которых можно прочитать объяснения, но сначала вам нужно убедиться, что вы усвоили основы.

Какие основные области химии?

Вы можете подразделить химию на множество подразделов, но на самом деле есть четыре основные отрасли, на которые мы можем разделить эту науку:

  • Органическая химия: Химия органических соединений, основу которых составляют ковалентно связанные атомы углерода.
  • Неорганическая химия: Это в основном относится к изучению химических соединений, которые не являются органическими соединениями.
  • Физическая химия: Это середина между физикой и химией. Эти две науки сливаются в физическую химию, которая использует физику для изучения химических систем.
  • Аналитическая химия: В этой области химии изучаются методы, приемы и приемы разделения, характеристики и количественного определения химических соединений.Он в основном основан на физической химии и применяется как в органической, так и в неорганической химии.

В этом посте мы сосредоточимся на сходстве и различиях между органической и неорганической химией.  

Но почему это различие важно?

На самом деле это самая основная концепция, которую нужно понять, если вы хотите немного разобраться в различных разделах химии. Это первый старт для начала изучения любого курса неорганической химии или органической химии.

В чем разница между органической и неорганической химией?

Это становится понятнее после прочтения определения каждого поля.

Органическая химия — это раздел химии, изучающий один особый тип соединений: органические соединения.

Органические соединения состоят из скелетов атомов углерода и водорода. В органических соединениях атомы углерода и водорода удерживаются вместе ковалентными связями. Помимо этих двух основных элементов, органические соединения также могут содержать такие элементы, как кислород, азот или сера (в основном неметаллы), или галогены, такие как фтор, хлор, бром или йод.

Пример органического соединения: дигидропрогестерон.

Органическая химия изучает такие соединения в разных смыслах. В первую очередь конструктивно. Затем органическая химия сосредотачивается на реакционной способности. Как ведут себя одни органические соединения при обработке другими химическими веществами и как они превращаются в другие.

Органическая химия также планирует разработку и осуществляет синтез новых молекул, которые могут найти применение во многих областях: медицине, биохимии, химии полимеров или материаловедении.

Это основа, которая будет рассмотрена в большинстве вводных курсов органической химии. Для подготовки к ним вам может понадобиться хороший учебник по органической химии. Приготовьтесь к изучению одной из самых сложных (но интересных и полезных!) областей науки!

С другой стороны, неорганическая химия является альтернативной отраслью химии, изучающей все остальные химические вещества, которые не считаются органическими соединениями.

В начале текста мы определили, что такое органические соединения: основанные на ковалентных связях между неметаллами, в основном углеродом и водородом.Остальные соединения (металлы, соли и др.) считаются неорганическими соединениями.

Некоторыми примерами неорганических соединений являются простые металлы, такие как железо или цинк ( металлическое соединение ). Другим типичным примером являются соли или ионные соединения , такие как простая поваренная соль или NaCl (хлорид натрия).

Типичная ионная структура соли, в данном случае оксида калия (K2O)

Существуют виды более сложных неорганических соединений, которые изучаются на курсах неорганической химии, например координационные соединения.

Неорганическая и органическая химия полностью разделены?

Вы можете подумать, что, поскольку существует различие между неорганическими и органическими соединениями, это две очень разные или отдельные науки. Но это далеко от истины!

Между неорганической и органической химией находится огромное количество научных знаний. Существуют химические вещества, обычно называемые металлоорганическими соединениями, каркас которых состоит как из органических, так и из неорганических частей.В этом виде химии обе ветви полностью сливаются и дополняют друг друга.

Кроме того, металлоорганическая химия занимает центральное место во многих важных подотраслях, таких как катализ или материаловедение.

Подведение итогов

Подводя итог, органическая химия изучает органические соединения, состоящие в основном из атомов углерода и водорода, соединенных вместе ковалентными связями. С другой стороны, неорганическая химия изучает все остальные химические вещества. Однако есть много точек, в которых две ветви перекрывают друг друга.

Это видео немного подводит итог:

Удачи в изучении любой отрасли, на которой вы хотите сосредоточиться!

C. Hall

Я химик-органик, занимаюсь исследованиями в области металлоорганической химии. Я также интересуюсь образованием и научными исследованиями, и с этой целью я пишу онлайн в своем блоге по химии Chemistry Hall.

Органическая химия, Свойства органических и неорганических соединений

Органическая химия занимается соединениями, содержащими атомы углерода, которые соединены вместе в цепь, за исключением оксидов углерода, карбонатных солей и цианидов. В 1806 г. Берцелиус классифицировал соединения на органические и неорганические соединения. Он считал, что органические соединения получаются из живых организмов, Они образуются за счет жизненной силы, которая содержится в живых клетках.

Теория жизненной силы

Теория жизненной силы (Берцелиус) предполагала, что органические соединения образуются внутри клеток живых организмов под действием жизненной силы, их невозможно получить в промышленности из других соединений, а также невозможно синтезировать в лаборатории.

Органические соединения — это соединения, которые, как считается, извлекаются только из растений и животных. Неорганические соединения — это соединения, которые извлекаются из минеральных источников земли.

Органические и неорганические соединения

Эксперимент Вёлера (приготовление мочевины)

Велер разрушил теорию жизненной силы, он провел эксперимент, который считается началом конца теории Берцелиуса, Велер смог получить мочевину, органическое соединение, путем нагревания водного раствора двух неорганических соединений (хлорид аммония раствор цианата серебра).

Где цианат аммония является неорганическим соединением, а мочевина является органическим соединением, которое считается компонентом (мочи млекопитающих). С того времени ученые пытались синтезировать органическое вещество в лаборатории, где эти соединения широко используются во всех сферах нашей жизни.

NH 4 Cl (водн.) + AgCNO (водн.) AgCl (тв.) + NH 4 CNO 18 (водн.) 90 90

NH 4 CNO (водный) H 2 NCONH 2 (s)

Таким образом, органические соединения могут быть получены в промышленности. Неспособность теории жизненной силы объяснить образование органических соединений, поскольку мочевина (органическое соединение) получается путем нагревания водного раствора хлорида аммония и цианата серебра (неорганические соединения). ).

Органические соединения

Не все соединения, содержащие атомы углерода, считаются органическими соединениями, такими как окись углерода (CO), двуокись углерода (CO 2 ), карбонаты (CO 3 ), бикарбонаты (HCO 3 ), цианиды (CN), цианаты (CNO) и карбиды. Они не считаются органическими соединениями, поскольку их свойства отличаются от свойств органических соединений.

Обилие органических соединений, обусловленное способностью атома углерода связываться с самим собой или с другими несколькими способами одинарными, двойными или тройными ковалентными связями, образуя прямые цепи, разветвленные и неразветвленные цепи или гетероциклические или гомоциклические соединения.

Гомоциклические соединения представляют собой органические соединения, в которых все углы кольца имеют только атомы углерода. Гетероциклические соединения представляют собой органические соединения, в которых углы кольца имеют атомы углерода и другие атомы различных элементов.

Количество органических соединений превышает количество неорганических соединений. Количество органических соединений составляет более 10 миллионов, а количество неорганических соединений составляет около ½ миллиона, поэтому соотношение между органическими и неорганическими соединениями составляет примерно 20: 1, Неорганическая химия связана с другими 111 или более элементами.

Органические материалы становятся известными в соответствии с их структурой, а не в соответствии с их источниками, потому что большинство органических соединений, которые получают в лабораториях, не образуются в живых организмах, Первым органическим соединением, которое было получено вне живых клеток, является мочевина

Органические соединения используются в лекарствах, моющих средствах, красителях, пластмассах, удобрениях и инсектицидах. В основном они содержат атомы углерода. низкий, Большинство из них имеют характерный запах, Они легко воспламеняются и выделяют CO 2 и H 2 O.

Тип связи в молекуле — ковалентная связь, Органические соединения не проводят электричество, потому что они неэлектролитические ковалентные соединения, Скорость химической реакции низкая, потому что она происходит между неионизированными молекулами, Они могут полимеризоваться, и многие органические соединения обладают изомерией.

Ino органические соединения

Они могут содержать углерод в дополнение к другим элементам, Большинство из них растворимы в воде, имеют высокую температуру плавления, высокую температуру кипения, Большинство из них не имеют запаха, Они не воспламеняются, а если они воспламеняются, то выделяют другие газы.

Тип связи в молекуле — ионная связь, Это электролиты, хорошие проводники электричества, Скорость химической реакции часто высока, потому что она происходит между ионами, Они не могут полимеризоваться и не имеют изомерия.

Молекулярная и структурная формулы органических соединений

Молекулярная формула – это формула, которая указывает количество и тип атомов, образующих химическое соединение, но не показывает тип связи между атомами в молекуле.

Структурная формула – это формула, которая показывает тип и количество атомов в дополнение к виду связи между атомами ковалентными связями, а также показывает валентность каждого элемента в соединении, которая равна сумме число связей, окружающих его атом.

Структурная формула предпочтительнее молекулярной формулы для выражения органического соединения, поскольку молекулярная формула указывает количество и тип элементов, которые образуют только химическое соединение, а структурная формула указывает тип связи между атомами.

Количество ковалентных связей вокруг атома указывает на его валентность, Каждая одиночная ковалентная связь представляет одну валентность, Каждый элемент в органических соединениях имеет определенную и постоянную валентность, где он четырехвалентен в атоме углерода (4), одновалентен в водороде ( 1), двухвалентный по кислороду (2) и трехвалентный по азоту (3).

Этиловый спирт и диметиловый эфир обладают разными свойствами, хотя имеют одинаковую молекулярную формулу (C 2 H 6 O) из-за различия в их структурной формуле, Этиловый спирт заменяет водород гидроксильной группы, а диметиловый не не реагировать.

Свойства органических соединений
  1. Изомерия – это наличие многих органических соединений, которые могут иметь одинаковую молекулярную формулу, но различаются по своим физическим и химическим свойствам из-за различий в связях (различаются по структурной формуле).
  2. Полимеризация представляет собой объединение огромного количества ненасыщенных простых молекул (мономеров), содержащих небольшое количество атомов С, число которых колеблется от 100 до 1000000, с образованием большой молекулы (полимера), имеющей ту же эмпирическую формулу, что и исходный соединение и имеет большое количество атомов C.
Углеводороды

Основа органического соединения состоит в основном из углерода и водорода, образующих так называемые углеводороды, а остальные соединения известны как производные углеводородов. Углеводороды представляют собой органические соединения, содержащие только углерод и водород. ] и ароматические (циклические ненасыщенные),

Открытая цепь состоит из:

  • Насыщенные соединения представляют собой алифатические углеводороды с открытой цепью, характеризующиеся наличием одинарных связей в углеродной цепи.
  • Ненасыщенные соединения представляют собой алифатические углеводороды с открытой цепью, характеризующиеся наличием двойных или тройных связей или более в углеродной цепи.

Алканы (парафины) представляют собой алифатические углеводороды с открытой цепью, в которых атомы углерода объединены одинарной связью сигма-типа, их общая формула (C n H 2n+2 ).

Алкены (олефины) представляют собой алифатические углеводороды с открытой цепью, их общая формула (C n H 2n ), и между атомами углерода их молекул обнаруживается одна двойная связь или более.

Алкины (ацетилены) представляют собой ненасыщенные углеводороды с открытой цепью, которые содержат по крайней мере одну тройную связь в углеродной цепи. Они образуют гомологический ряд, их общая молекулярная формула (C n H 2n−2 ).

Алканы являются насыщенными соединениями, в то время как алкены являются ненасыщенными. Алканы являются насыщенными, потому что все атомы углерода соединены вместе одинарными связями, в то время как алкены являются ненасыщенными из-за наличия двойной связи или более между их атомами углерода.

Циклопентан является насыщенным соединением, в то время как ароматический бензол является ненасыщенным соединением, циклопентан является насыщенным соединением, поскольку его атомы углерода объединены одинарными ковалентными связями, а ароматический бензол является ненасыщенным из-за наличия 3 двойных связей между его атомами углерода.

Обнаружение углерода и водорода в органических соединениях

Шаги:

  1. Поместите небольшое количество органического вещества (текстиль – кожа – бумага – пластик), смешанного с оксидом меди (CuO), в стеклянную трубку, устойчивую к нагреванию.
  2. Сильно нагрейте пробирку, затем пропустите образовавшиеся газы над безводным белым сульфатом меди (CuSO 4 ), затем через известковую воду.

Наблюдение:

  1. Белый цвет безводного сульфата меди (II) переходит в синий, что указывает на абсорбцию (CuSO 4 ) водяным паром, который образуется из комбинации кислорода оксида меди (II) с водородом органического сложный.
  2. Известковая вода мутнеет из-за выделения углекислого газа (CO 2 ), который образуется при соединении кислорода оксида меди (II) с углеродом органического соединения.

Вывод: Органическое соединение содержит углерод и водород, Углерод окисляется до CO 2 , что делает известковую воду молочной, Водород окисляется до воды, которая превращает белый безводный CuSO 4 в голубой гидратированный CuSO 4 . 5H 2 О.

C + 2 CuO (т) CO 2 (г) ↑+ 2Cu (т)

2H + CuO (т) H 2 O (в) + Cu (т)

Обнаружение углерода и водорода в органическом соединении проводят при нагревании его с оксидом меди, так как углерод органического вещества окисляется CuO до CO 2 , а водород CuO окисляется до H 2 O, который может быть обнаружены известковой водой и безводным CuSO 4 соответственно.

Алканы (парафины), метан и номенклатура органических соединений

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск