تصنف تفاعلات المركبات العضوية الى خمسة انواع

تصنف تفاعلات المركبات العضوية الى خمسة انواع منها

• تفاعل الاستبدال.
• تفاعل الحذف.
• تفاعل الإضافة.
• تفاعل الجذور الحرة.
• تفاعلات الأكسدة والاختزال.

التفاعلات العضوية هي التفاعلات الكيميائية التي تخضع لها المركبات العضوية –أي المركبات الكيميائية المحتوية على الكربون-، ويبلغ عددها 5 أنواع من التفاعلات، وهم كالتالي:

تفاعل الاستبدال: في تفاعل الاستبدال، يتم استبدال ذرة أو مجموعة ذرات بذرة أخرى أو مجموعة ذرات لتشكيل مادة عضوية جديدة، على سبيل المثال؛ تحويل الميثان إلى كلورو ميثان هو عبارة عن تفاعل استبدال، حيث يتم استبدال ذرات الهيدروجين بذرات الكلور، كما في المعادلة التالية.

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

تفاعل الحذف:  وهو التفاعل الذي تنطوي على إزالة أو حذف الذرات المجاورة أو مجموعة الذرات، ثم  يتم تشكيل روابط جديدة بدون الذرات المحذوفة ويحدث إطلاق للجزيئات الصغيرة كمنتجات جديدة للتفاعل العضوي، ويعتبر تحويل كلوريد الإيثيل إلى إيثيلين أحد أهم أمثلة تفاعل الإزالة، كما في المعادلة التالية.

CH3CH2Cl →   CH2=CH2 + HCl

في التفاعل السابق، الجزيء المحذوف هو جزئ حمض الهيدروكلوريك، والذي يتكون من H+ من ذرة الكربون الموجودة على الجانب الأيسر و Cl- من ذرة الكربون الموجودة على الجانب الأيمن.

تفاعل الإضافة: هو معكوس تفاعل الحذف، حيث يحدث تفاعل الإضافة عندما يتحد اثنان أو أكثر من المواد المتفاعلة لتشكيل منتج جديدة ناتج عن التفاعل دون فقدان أي ذرات موجودة في المواد المتفاعلة، ويعتبر تفاعل الإضافة شائعًا في المركبات التي تحتوي على روابط C-C غير المشبعة، مثل الروابط المزدوجة (الألكين) والثلاثية (الألكين)، ويعتبر تفاعل إضافة حمض الهيدروكلوريك إلى الإيثيلين ليعطينا كلوريد الإيثيلين هو أهم مثال على تفاعل الإضافة، كما في المعادلة التالية.

HCl + CH2 = CH2 → CH3CH2Cl

تفاعل الجذور الحرة: هو عبارة عن تفاعل إضافة الهالوجين إلى الهيدروكربون المشبع، ويحتوي تفاعل الجذور الحرة على 3 مراحل أساسية؛ البدء والانتشار والانتهاء، وفي البداية يتم كسر الرابطة الضعيفة ويبدأ التفاعل العضوي بتكوين الجذور الحرة، ثم يضاف الهالوجين إلى الهيدروكربون ليعطي هاليد الألكيل.

تفاعلات الأكسدة والاختزال: يمكن التعرف على تفاعلات الأكسدة والاختزال من خلال التغيرات في عدد ذرات الأكسجين في موضع معين في الهيكل الهيدروكربوني أو في عدد الروابط بين الكربون والأكسجين؛ حيث أن الزيادة في أي منهما تعني الأكسدة، والنقصان يعني الاختزال، وتعتبر عملية تحويل الميثان إلى حمض الفورميك هو عملية أكسدة، وتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول هو اختزال.[1]

ما هي المركبات العضوية

تُعرف المركبات في الحالات الصلبة أو السائلة أو الغازية التي تحتوي على الكربون في جزيئاتها باسم المركبات العضوية.

المركبات العضوية هي المركبات الي تحتوي على عنصر الكربون في تركيبها، إلى جانب بعض العناصر الأخرى مثل النيتروجين والأكسجين والهالوجينات والفوسفور والسيليكون والكبريت؛ حيث أن الكربون هو المكون الرئيسي للمركبات الكيميائئية لأنه يحتوي على أربعة إلكترونات يمكنها استيعاب ثمانية إلكترونات في غلاف خارجي، وبالتالي يمكن تكوين عدة أشكال من الروابط مع ذرات وعناصر كربون أخرى مثل الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين.

وتقتصر تلك المركبات غالبًا على المركبات التي تنتجها الكائنات الحية، ولكن في الوقت الحالي تم توسيع الدائرة لتشمل المركبات المصنوعة من قِبل الإنسان مثل البلاستيك، وهناك الملايين من المركبات العضوية؛ لذلك تم اكتشاف تصنيف بسيط لهذه المركبات وطريقة لتسمية حتى أكثر المركبات العضوية تعقيدًا.

ويتم استخدام المركبات العضوية في عدة مجالات في حياتنا اليومية؛ حيث أنها أساسية في مجالات الكيمياء الحيوية والتكنولوجيا الحيوية والطب والإختراعات المتعددة التي تفيد الإنسان في حياته مثل الكيماويات الزراعية، والطلاءات، ومستحضرات التجميل، والمنظفات، والصبغات، والأغذية، والأدوية؛ حيث أن جميع هذه الصناعات تدخل المركبات العضوية في تركيبها وصناعتها، كما تشمل الأمثلة الأخرى للمنتجات اليومية التي تتضمن المركبات العضوية الصابون والسلع البلاستيكية والعطور والفحم والمضافات الغذائية.[2]

تصنيف المركبات العضوية

• مركبات لا حلقية أو مفتوحة السلسلة.
• مركبات حلقية أو سلسلة مغلقة أو حلقية.
• المركبات العطرية.

مركبات لا حلقية أو مفتوحة السلسلة: في هذه المركبات توجد ذرات الكربون في شكل سلسلة مفتوحة، وقد تكون هذه السلسلة إما سلسلة مستقيمة أو سلسلة متفرعة، وكانت تعرف في البداية باسم المركبات الأليفاتية لأن مركبات هذه الفئة مشتقة من الدهون الحيوانية أو النباتية، وتنقسم إلى قسمين:

• مركبات السلسلة المستقيمة: يكون الهيكل الكربوني على شكل سلسلة مستقيمة، مثل البروبان CH3-CH2-CH3، البروبين CH2 = CH-CH3.
• مركبات السلسلة المتفرعة: ويكون الهيكل الكربوني على شكل سلسلة متفرعة، مثل تصنيف الأيزوبيوتيلين للمركبات العضوية.

مركبات حلقية أو سلسلة مغلقة أو حلقية: وهي مركبات تتميز بوجود واحد أو أكثر من السلاسل المغلقة أو وجود حلقة الذرات في هيكلها، وهي تعتمد على وجود أي ذرة أخرى بصرف النظر عن الكربون في تكوين الحلقة.

وتتكون الحلقات في هذه المركبات بالكامل من ذرات الكربون ولا توجد ذرة أخرى في الهيكل الدائري، وتشمل أمثلة هذه الفئة البروبان الحلقي، السيكلوبوتان، السيكلوبنتان، الهكسان الحلقي، وغالبًا ما يتم تقسيم المركبات العضوية الحلقية إلى:

• المركبات الحلقية المتجانسة أو الكربوهيدراتية.
• المركبات الحلقية غير المتجانسة.
• المركبات الحلقية المتجانسة أو الكربوهيدراتية.

المركبات العطرية: هي عبارة عن مركبات دورية غير مشبعة، وتم اشتقاق اسم الأروماتيك من الكلمة اليونانية Aroma والتي تعني “رائحة عطرة”، وذلك لأن معظم هذه المركبات تحمل رائحة طيبة وعطرة، ويتم تصنيفها إلى نوعين:

• المركبات العطرية البنزينية: وهي التي تتميز بوجود حلقة أو أكثر من حلقات البنزين في بنيتها، ويتم تصنيفها إلى أحادية الحلقة، ثنائية الحلقة، ثلاثية الحلقات حسب عدد حلقات البنزين التي يتم دمجها معًا في هيكلها.
• المركبات العطرية غير البنزينية: وتتميز بوجود حلقة بنزين مفردة ترتبط بها مجموعات أخرى.[3]

الفرق بين المركبات العضوية والغير عضوية

الاختلاف الرئيسي بين المركبات العضوية والغير عضوية هو أن المركبات العضوية تحتوي على مركب الكربون بشكل أساسي.

يتمثل الاختلاف الأساسي بين المركبات العضوية والمركبات غير العضوية في أن المركبات العضوية تحتوي دائمًا على الكربون بينما لا تحتوي معظم المركبات غير العضوية على الكربون، كما أن جميع المركبات العضوية تقريبًا تحتوي على روابط كربون-هيدروجين أو روابط هيدروجينة.

كما أن المركبات العضوية دائمًا ما تكون مرتبطة بالكائنات الحية، وغالبًا ما يتم استخراج المركبات العضوية منها، وتشمل هذه المركبات الأحماض النووية والدهون والسكريات والبروتينات والإنزيمات والوقود الهيدروكربوني، وتحتوي جميع الجزيئات العضوية على الكربون، وتحتوي جميعها تقريبًا على الهيدروجين، كما يحتوي الكثير منها على الأكسجين.

بينما المركبات الغير عضوية تشمل الأملاح والمعادن والمواد المصنوعة من عناصر مفردة وأي مركبات أخرى لا تحتوي على الكربون المرتبط بالهيدروجين.

وتتمثل الأمثلة على المركبات العضوية؛ الحمض النووي، سكر المائدة أو السكروز C12H22O11، البنزين C6H6، الميثان CH4، الإيثانول C2H6O، بينما تتمثل الأمثلة على المركبات غير العضوية؛ ملح الطعام أو كلوريد الصوديوم، ثاني أكسيد الكربون، الماس، الفضة، الكبريت.[4]