12. Organisko savienojumu klasifikācija

Tā kā organisko savienojumu ir tik daudz, tad ir nepieciešams tos sakārtot noteiktās klasēs - tos klasificēt. Iepazīstoties ar vienkāršākajiem katras vielu klases pārstāvjiem, var gūt priekšstatu par visām šajā klasē ietilpstošajām vielām. Organisko vielu klasifikācijā par pamatu uzskata vielas, kas sastāv tikai no oglekļa un ūdeņraža atomiem. Šādas vielas sauc par ogļūdeņražiem. Visus pārējos organiskos savienojumus uzskata par ogļūdeņražu atvasinājumiem, kas radušies, aizstājot ogļūdeņražu molekulās vienu vai vairākus ūdeņraža atomus ar citiem atomiem vai atomu grupām.

  

Lai gan ogļūdeņraži sastāv tikai no diviem elementiem - no oglekļa un ūdeņraža, tomēr tie ir ļoti daudzveidīgi un to skaits ir liels. Tāpēc ogļūdeņražus savukārt iedala piesātinātajos, nepiesātinātajos un cikliskajos ogļūdeņražos.

 

 

 

 

Vienkāršākais piesātināto ogļūdeņražu pārstāvis ir metāns ${\mathrm{CH}}_4$. Tā ir ūdenī gandrīz nešķīstoša bezkrāsaina, labi degoša gāze, kurai nav smaržas. Metāns ir dabasgāzes galvenā sastāvdaļa. Tas uzkrājas arī akmeņogļu šahtas, un tad to sauc par raktuvju gāzi.

Ir pazīstami daudzi ogļūdeņraži, kas pēc uzbūves un īpašībām ir līdzīgi metānam. Tie ir etāns ${{\mathrm{C}}_2\mathrm{H}}_6$, propāns ${{\mathrm{C}}_3\mathrm{H}}_8$, butāns ${{\mathrm{C}}_4\mathrm{H}}_{10}$ u.c. Etāna, propāna un citu ogļūdeņražu molekulu uzbūvi var parādīt ar šādām struktūrformulām un molekulu uzbūve:

 

Etāns, propāns un butāns arī ir dabasgāzes sastāvdaļas. Taču to dabasgāzē ir ievērojami mazāk par metānu.

 

Visu piesātināto ogļūdeņražu kopīgais starptautiskais nosaukums ir alkāni.

Pirmajiem četriem piesātinātajiem ogļūdeņražiem ir to vēsturiski izveidojušies nosaukumi (metāns, etāns, propāns un butāns). Sākot ar piekto - pentānu, piesātināto ogļūdeņražu nosaukumus atvasina no grieķu skaitļu vārdiem, tā norādot oglekļa atomu skaitu ogļūdeņraža molekulā un pievienojot izskaņu "-āns" (pentāns, heksāns utt.).

Aplūkojot piesātināto ogļūdeņražu molekulformulas ${\mathrm{CH}}_4$, ${{\mathrm{C}}_2\mathrm{H}}_6$, ${{\mathrm{C}}_3\mathrm{H}}_8$, ${{\mathrm{C}}_4\mathrm{H}}_{10}$, ir viegli saskatīt, ka katrs nākamais savienojums atšķiras no iepriekšējā par vienu atomu grupu $-{\mathrm{CH}}_2-$. Šādu savienojumu rindu, kuras locekļiem ir līdzīga uzbūve un īpašības, sauc par homologu rindu (tas nozīmē "līdzīgu savienojumu rinda").

Kā jau minēts, oglekļa atomi var veidot taisnas un sazarotas virknes. Aplūkosim butāna uzbūvi. Tā ķīmiskā formula ir ${{\mathrm{C}}_4\mathrm{H}}_{10}$. Taču ar šādu formulu ir divi piesātinātie ogļūdeņraži, kuru uzbūve un īpašības ir dažādas.

  

Šīs vielas atšķiras arī ar citām īpašībām.

Savienojumus, kuriem ir vienāda ķīmiskā formula, bet atšķirīga uzbūve un īpašības, sauc par izomēriem. Pašu šo parādību sauc par izomēriju.

Ja piesātinātā ogļūdeņraža molekulā ir 5 oglekļa atomi, tad iespējami 3 izomēri. Ogļūdeņradim ar 7 oglekļa atomiem molekulā ir iespējami 9 izomēri, utt. Tas arī ir viens no izskaidrojumiem, kādēļ organisko vielu ir tik daudz.

  

 

Gustavs Vanags (1891-1965) - latviešu ķīmiķis-organiķis, ķīmijas zinātņu doktors, profesors, akadēmiķis. Organiskās sintēzes institūta laboratorijas vadītājs. Izveidojis plašu ķīmiķu-organiķu skolu. Sintezējis daudz jaunu ārstniecības preparātu, dažādu reaģentu. Sarakstījis organiskās ķīmijas mācību grāmatas, kā arī latviešu valodā pirmo "Ķīmiju pamatskolām" (1926).