कार्बनिक यौगिकों की संरचना के मूल सिद्धांत। कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सिद्धांत

व्याख्यान 15

संरचना का सिद्धांत कार्बनिक पदार्थ. कार्बनिक यौगिकों के मुख्य वर्ग.

कार्बनिक रसायन विज्ञान -वह विज्ञान जो कार्बनिक पदार्थों का अध्ययन करता है। अन्यथा, इसे इस प्रकार परिभाषित किया जा सकता है कार्बन यौगिकों का रसायन. उत्तरार्द्ध यौगिकों की विविधता के संदर्भ में डी.आई. मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली में एक विशेष स्थान रखता है, जिनमें से लगभग 15 मिलियन ज्ञात हैं, जबकि अकार्बनिक यौगिकों की संख्या पांच सौ हजार है। कार्बनिक पदार्थों को मानव जाति लंबे समय से चीनी, वनस्पति और पशु वसा, रंग, सुगंधित और औषधीय पदार्थों के रूप में जानती है। धीरे-धीरे, लोगों ने विभिन्न प्रकार के मूल्यवान जैविक उत्पाद प्राप्त करने के लिए इन पदार्थों को संसाधित करना सीख लिया: शराब, सिरका, साबुन, आदि। कार्बनिक रसायन विज्ञान में प्रगति प्रोटीन रसायन विज्ञान के क्षेत्र में उपलब्धियों पर आधारित है, न्यूक्लिक एसिड, विटामिन, आदि। विशाल बहुमत के बाद से, चिकित्सा के विकास के लिए कार्बनिक रसायन विज्ञान का बहुत महत्व है दवाइयाँकार्बनिक यौगिक न केवल प्राकृतिक उत्पत्ति के हैं, बल्कि मुख्य रूप से संश्लेषण द्वारा भी प्राप्त किए जाते हैं। असाधारण मूल्य भटक गया मैक्रोमोलेक्यूलरकार्बनिक यौगिक (सिंथेटिक रेजिन, प्लास्टिक, फाइबर, सिंथेटिक रबर, रंग, शाकनाशी, कीटनाशक, कवकनाशी, डिफोलिएंट...)। खाद्य और औद्योगिक वस्तुओं के उत्पादन के लिए कार्बनिक रसायन विज्ञान का महत्व बहुत अधिक है।

आधुनिक कार्बनिक रसायन विज्ञान भंडारण और प्रसंस्करण के दौरान होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं में गहराई से प्रवेश कर चुका है। खाद्य उत्पाद: डेयरी उत्पादों के उत्पादन में तेलों के सूखने, बासी होने और साबुनीकरण, किण्वन, बेकिंग, किण्वन, पेय प्राप्त करने आदि की प्रक्रियाएँ। एंजाइमों, इत्र और सौंदर्य प्रसाधनों की खोज और अध्ययन ने भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।

कारणों में से एक महान विविधताकार्बनिक यौगिकों की संरचना की मौलिकता है, जो विभिन्न प्रकार और लंबाई वाले कार्बन परमाणुओं द्वारा सहसंयोजक बंधों और श्रृंखलाओं के निर्माण में प्रकट होती है। उनमें बंधे कार्बन परमाणुओं की संख्या हजारों तक पहुंच सकती है, और कार्बन श्रृंखलाओं का विन्यास रैखिक या चक्रीय हो सकता है। कार्बन परमाणुओं के अलावा, श्रृंखला में ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर, फास्फोरस, आर्सेनिक, सिलिकॉन, टिन, सीसा, टाइटेनियम, लोहा, आदि शामिल हो सकते हैं।

कार्बन द्वारा इन गुणों का प्रकटीकरण कई कारणों से जुड़ा हुआ है। यह पुष्टि की गई है कि सी-सी और सी-ओ बांड की ऊर्जा तुलनीय है। कार्बन में ऑर्बिटल्स के तीन प्रकार के संकरण बनाने की क्षमता है: चार एसपी 3 - हाइब्रिड ऑर्बिटल्स, अंतरिक्ष में उनका अभिविन्यास टेट्राहेड्रल है और इससे मेल खाता है सरलसहसंयोजी आबंध; तीन हाइब्रिड एसपी 2 - गैर-हाइब्रिड कक्षीय रूप के संयोजन में, एक ही विमान में स्थित ऑर्बिटल्स दोगुना गुणककनेक्शन (─С = С─); एसपी की मदद से भी - कार्बन परमाणुओं के बीच रैखिक अभिविन्यास के हाइब्रिड ऑर्बिटल्स और गैर-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स उत्पन्न होते हैं तिगुना गुणकबांड (─ सी ≡ सी ─)। साथ ही, इस प्रकार के बंधन न केवल एक दूसरे के साथ, बल्कि अन्य तत्वों के साथ भी कार्बन परमाणु बनाते हैं। इस प्रकार, पदार्थ की संरचना का आधुनिक सिद्धांत न केवल कार्बनिक यौगिकों की एक महत्वपूर्ण संख्या की व्याख्या करता है, बल्कि गुणों पर उनकी रासायनिक संरचना के प्रभाव की भी व्याख्या करता है।

यह बुनियादी बातों की भी पूरी तरह से पुष्टि करता है रासायनिक संरचना के सिद्धांत, महान रूसी वैज्ञानिक ए.एम. बटलरोव द्वारा विकसित। इसके मुख्य प्रावधान:

1) कार्बनिक अणुओं में परमाणु एक दूसरे से जुड़े होते हैं निश्चित क्रमउनकी संयोजकता के अनुसार, जो अणुओं की संरचना निर्धारित करता है;

2) कार्बनिक यौगिकों के गुण उनके घटक परमाणुओं की प्रकृति और संख्या के साथ-साथ अणुओं की रासायनिक संरचना पर निर्भर करते हैं;

3) प्रत्येक रासायनिक सूत्रसंभावित आइसोमर संरचनाओं की एक निश्चित संख्या से मेल खाती है;

4) प्रत्येक कार्बनिक यौगिक का एक सूत्र होता है और उसके कुछ निश्चित गुण होते हैं;

5) अणुओं में परमाणुओं का एक दूसरे पर पारस्परिक प्रभाव होता है।

कार्बनिक यौगिकों के वर्ग

सिद्धांत के अनुसार, कार्बनिक यौगिकों को दो श्रृंखलाओं में विभाजित किया गया है - एसाइक्लिक और चक्रीय यौगिक।

1. चक्रीय यौगिक।(अल्केन्स, एल्केन्स) में एक खुली, खुली कार्बन श्रृंखला होती है - सीधी या शाखित:

एन एन एन एन एन एन एन

│ │ │ │ │ │ │

N─S─S─S─S─ N N─S─S─S─N

│ │ │ │ │ │ │

एन एन एन एन एन │ एन

सामान्य ब्यूटेन आइसोब्यूटेन (मिथाइल प्रोपेन)

2. ए) एलिसाइक्लिक यौगिक- ऐसे यौगिक जिनके अणुओं में बंद (चक्रीय) कार्बन श्रृंखलाएं होती हैं:

साइक्लोब्यूटेन साइक्लोहेक्सेन

बी) सुगंधित यौगिक,जिन अणुओं में बेंजीन कंकाल होता है - एक छह-सदस्यीय चक्र जिसमें बारी-बारी से सिंगल और डबल बॉन्ड (एरेन्स) होते हैं:

ग) विषमचक्रीय यौगिक- चक्रीय यौगिक जिनमें कार्बन परमाणुओं के अलावा नाइट्रोजन, सल्फर, ऑक्सीजन, फॉस्फोरस और कुछ ट्रेस तत्व होते हैं, जिन्हें हेटरोएटम कहा जाता है।

फुरान पाइरोल पाइरीडीन

प्रत्येक पंक्ति में, कार्बनिक पदार्थों को उनके अणुओं के कार्यात्मक समूहों की प्रकृति के अनुसार वर्गों में विभाजित किया जाता है - हाइड्रोकार्बन, अल्कोहल, एल्डिहाइड, कीटोन, एसिड, एस्टर।

संतृप्ति की डिग्री और कार्यात्मक समूहों के अनुसार एक वर्गीकरण भी है। संतृप्ति की डिग्री के अनुसार, वे भेद करते हैं:

1. संतृप्त सीमाकार्बन कंकाल में केवल एकल बंधन होते हैं।

─С─С─С─

2. असंतृप्त असंतृप्त- कार्बन कंकाल में कई (=, ≡) बंधन होते हैं।

─С=С─ ─С≡С─

3. खुशबूदार- (4n + 2) π-इलेक्ट्रॉनों के रिंग संयुग्मन के साथ असीमित चक्र।

कार्यात्मक समूहों द्वारा

1. अल्कोहल आर-सीएच 2 ओएच

2. फिनोल

3. एल्डिहाइड R─COH केटोन्स R─C─R

4. कार्बोक्जिलिक एसिड R─COOH О

5. एस्टर R─COOR 1

ए.एम. द्वारा बनाया गया XIX सदी के 60 के दशक में बटलरोव, कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक संरचना के सिद्धांत ने कार्बनिक यौगिकों की विविधता के कारणों में आवश्यक स्पष्टता ला दी, इन पदार्थों की संरचना और गुणों के बीच संबंध का खुलासा किया, जिससे इसकी व्याख्या करना संभव हो गया। पहले से ही ज्ञात कार्बनिक यौगिकों के गुणों की भविष्यवाणी करना और उन कार्बनिक यौगिकों के गुणों की भविष्यवाणी करना जो अभी तक खोजे नहीं गए हैं।

कार्बनिक रसायन विज्ञान (टेट्रावेलेंट कार्बन, लंबी श्रृंखला बनाने की क्षमता) के क्षेत्र में खोजों ने 1861 में बटलरोव को सिद्धांत की मुख्य पीढ़ियों को तैयार करने की अनुमति दी:

1) अणुओं में परमाणु उनकी संयोजकता (कार्बन-IV, ऑक्सीजन-II, हाइड्रोजन-I) के अनुसार जुड़े होते हैं, परमाणुओं के कनेक्शन का क्रम संरचनात्मक सूत्रों द्वारा परिलक्षित होता है।

2) पदार्थों के गुण न केवल रासायनिक संरचना पर निर्भर करते हैं, बल्कि अणु में परमाणुओं के जुड़ने के क्रम (रासायनिक संरचना) पर भी निर्भर करते हैं। अस्तित्व आइसोमरों, अर्थात्, ऐसे पदार्थ जिनकी मात्रात्मक और गुणात्मक संरचना समान होती है, लेकिन एक अलग संरचना होती है, और, परिणामस्वरूप, अलग-अलग गुण होते हैं।

सी 2 एच 6 ओ: सीएच 3 सीएच 2 ओएच - एथिल अल्कोहल और सीएच 3 ओसीएच 3 - डाइमिथाइल ईथर

सी 3 एच 6 - प्रोपेन और साइक्लोप्रोपेन - सीएच 2 = सीएच−सीएच 3

3) परमाणु परस्पर एक दूसरे को प्रभावित करते हैं, यह अणुओं को बनाने वाले परमाणुओं की अलग-अलग इलेक्ट्रोनगेटिविटी का परिणाम है (O>N>C>H), और इन तत्वों का आम इलेक्ट्रॉन जोड़े के विस्थापन पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है।

4) कार्बनिक पदार्थ के अणु की संरचना के अनुसार उसके गुणों का अनुमान लगाया जा सकता है, और गुणों से संरचना का निर्धारण किया जा सकता है।

इससे आगे का विकासटीएसओएस को परमाणु की संरचना की स्थापना, रासायनिक बंधनों के प्रकार, संकरण के प्रकार, स्थानिक आइसोमेरिज्म (स्टीरियोकेमिस्ट्री) की घटना की खोज की अवधारणा को अपनाने के बाद प्राप्त हुआ।

टिकट संख्या 7(2)

रेडॉक्स प्रक्रिया के रूप में इलेक्ट्रोलिसिस। सोडियम क्लोराइड के उदाहरण पर पिघल और समाधान का इलेक्ट्रोलिसिस। प्रायोगिक उपयोगइलेक्ट्रोलिसिस.

इलेक्ट्रोलीज़- यह एक रेडॉक्स प्रक्रिया है जो इलेक्ट्रोड पर तब होती है जब एक निरंतर विद्युत धारा पिघले या इलेक्ट्रोलाइट समाधान से होकर गुजरती है

इलेक्ट्रोलिसिस का सार विद्युत ऊर्जा की कीमत पर रासायनिक ऊर्जा का कार्यान्वयन है। प्रतिक्रियाएँ - कैथोड पर कमी और एनोड पर ऑक्सीकरण।

कैथोड(-) धनायनों को इलेक्ट्रॉन दान करता है, और एनोड(+) आयनों से इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है।

NaCl पिघला हुआ इलेक्ट्रोलिसिस

NaCl-―> Na + +Cl -

K(-): Na + +1e-―>Na 0 | 2 प्रतिशत वसूली

A(+) :2Cl-2e-―>Cl 2 0 | 1 प्रतिशत ऑक्सीकरण

2Na + +2Cl - -―>2Na+Cl 2

NaCl के जलीय घोल का इलेक्ट्रोलिसिस

NaC| के इलेक्ट्रोलिसिस में Na + और Cl - आयन, साथ ही पानी के अणु, पानी में भाग लेते हैं। जब करंट प्रवाहित होता है, तो Na + धनायन कैथोड की ओर बढ़ते हैं, और सीएल - आयन एनोड की ओर बढ़ते हैं। लेकिन कैथोड पर Na आयनों के बजाय, पानी के अणु कम हो जाते हैं:

2H 2 O + 2e-―>H 2 + 2OH -

और क्लोराइड आयन एनोड पर ऑक्सीकृत होते हैं:

2Cl - -2e-―>Cl 2

परिणामस्वरूप, हाइड्रोजन कैथोड पर है, क्लोरीन एनोड पर है, और NaOH घोल में जमा हो जाता है

आयनिक रूप में: 2H 2 O+2e-―>H 2 +2OH-

2Cl - -2e-―>Cl 2

इलेक्ट्रोलीज़

2H 2 O+2Cl - -―>H 2 +Cl 2 +2OH -

इलेक्ट्रोलीज़

आणविक रूप में: 2H 2 O+2NaCl-―> 2NaOH+H 2 +Cl 2

इलेक्ट्रोलिसिस का अनुप्रयोग:

1) धातुओं को संक्षारण से बचाना

2) सक्रिय धातुएँ (सोडियम, पोटेशियम, क्षारीय पृथ्वी, आदि) प्राप्त करना

3) कुछ धातुओं को अशुद्धियों से शुद्ध करना (विद्युत शोधन)

टिकट संख्या 8(1)

सम्बंधित जानकारी:

1. ए) ज्ञान का सिद्धांत - एक विज्ञान जो ज्ञान के उद्भव और विकास के रूपों, विधियों और तकनीकों, वास्तविकता से इसके संबंध, इसकी सच्चाई के मानदंडों का अध्ययन करता है।

कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक प्रकृति, वे गुण जो उन्हें अकार्बनिक यौगिकों से अलग करते हैं, साथ ही उनकी विविधता को 1861 में बटलरोव द्वारा तैयार रासायनिक संरचना के सिद्धांत में समझाया गया था (देखें § 38)।

इस सिद्धांत के अनुसार, यौगिकों के गुण उनकी गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना, रासायनिक संरचना, यानी अणु बनाने वाले परमाणुओं के बीच संबंध के अनुक्रमिक क्रम और उनके पारस्परिक प्रभाव से निर्धारित होते हैं। कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सिद्धांत, परमाणुओं और अणुओं के रसायन विज्ञान और भौतिकी के क्षेत्र में नवीनतम विचारों द्वारा विकसित और पूरक, विशेष रूप से अणुओं की स्थानिक संरचना के बारे में विचार, रासायनिक बंधनों की प्रकृति और पारस्परिक की प्रकृति के बारे में परमाणुओं का प्रभाव, है सैद्धांतिक आधारकार्बनिक रसायन विज्ञान।

में आधुनिक सिद्धांतकार्बनिक यौगिकों की संरचना में निम्नलिखित प्रावधान हैं।

1. कार्बनिक यौगिकों की सभी विशेषताएं मुख्य रूप से कार्बन तत्व के गुणों से निर्धारित होती हैं।

आवर्त सारणी में कार्बन के स्थान के अनुसार, उसके परमाणु (-कोश) की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत में चार इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह इलेक्ट्रॉनों को दान करने या जोड़ने की स्पष्ट प्रवृत्ति नहीं दिखाता है, इस संबंध में यह धातुओं और गैर-धातुओं के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति रखता है और सहसंयोजक बंधन बनाने की एक स्पष्ट क्षमता की विशेषता है। कार्बन परमाणु की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत की संरचना को निम्नलिखित चित्रों द्वारा दर्शाया जा सकता है:

एक उत्तेजित कार्बन परमाणु चार सहसंयोजक बंधों के निर्माण में भाग ले सकता है। इसलिए, इसके अधिकांश यौगिकों में, कार्बन चार के बराबर सहसंयोजकता प्रदर्शित करता है।

तो, सबसे सरल कार्बनिक यौगिक हाइड्रोकार्बन मीथेन की एक संरचना है। इसकी संरचना को संरचना (ए) या इलेक्ट्रॉनिक संरचनात्मक (या इलेक्ट्रॉनिक) (बी) सूत्रों द्वारा दर्शाया जा सकता है:

इलेक्ट्रॉनिक सूत्र से पता चलता है कि मीथेन अणु में कार्बन परमाणु में एक स्थिर आठ-इलेक्ट्रॉन बाहरी आवरण (इलेक्ट्रॉन ऑक्टेट) होता है, और हाइड्रोजन परमाणुओं में एक स्थिर दो-इलेक्ट्रॉन खोल (इलेक्ट्रॉन डबलेट) होता है।

मीथेन (और अन्य समान यौगिकों में) में कार्बन के सभी चार सहसंयोजक बंधन अंतरिक्ष में समतुल्य और सममित रूप से निर्देशित हैं। कार्बन परमाणु, जैसा कि था, टेट्राहेड्रोन (नियमित टेट्राहेड्रल पिरामिड) के केंद्र में स्थित है, और इससे जुड़े चार परमाणु हैं (मीथेन के मामले में, चार परमाणु टेट्राहेड्रोन के शीर्ष पर हैं (चित्र 120) .बंधों के किसी भी जोड़े (कार्बन के संयोजकता कोण) की दिशाओं के बीच के कोण समान होते हैं और उनकी मात्रा 109°28" होती है।

यह इस तथ्य से समझाया गया है कि कार्बन परमाणु में, जब यह चार अन्य परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंधन बनाता है, तो एक एस- और तीन पी-ऑर्बिटल्स से, -हाइब्रिडाइजेशन के परिणामस्वरूप, अंतरिक्ष में सममित रूप से स्थित चार हाइब्रिड-ऑर्बिटल्स बनते हैं, चतुष्फलक के शीर्षों की ओर बढ़ा हुआ।

चावल। 120. मीथेन अणु का टेट्राहेड्रल मॉडल।

चावल। 121. मीथेन अणु में -बंधों के निर्माण की योजना।

ओवरलैपिंग के परिणामस्वरूप - अन्य परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन बादलों के साथ कार्बन के संकर इलेक्ट्रॉन बादल (गोलाकार बादलों के साथ मीथेन में - हाइड्रोजन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन), चार टेट्राहेड्रली निर्देशित सहसंयोजक बंधन बनते हैं (चित्र 121; पृष्ठ 131 भी देखें)।

मीथेन अणु की चतुष्फलकीय संरचना इसके स्थानिक मॉडल - गोलाकार (चित्र 122) या खंडीय (चित्र 123) द्वारा स्पष्ट रूप से व्यक्त की जाती है। सफेद गेंदें (खंड) हाइड्रोजन परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करती हैं, काली गेंदें कार्बन का प्रतिनिधित्व करती हैं। बॉल मॉडल केवल परमाणुओं की पारस्परिक स्थानिक व्यवस्था को दर्शाता है, खंड एक सापेक्ष अंतर-परमाणु दूरियों (नाभिकों के बीच की दूरी) का भी एक विचार देता है। जैसा कि चित्र 122 में दिखाया गया है, मीथेन के संरचनात्मक सूत्र को प्रक्षेपण के रूप में माना जा सकता है। ड्राइंग के तल पर इसका स्थानिक मॉडल।

2. कार्बन का एक असाधारण गुण, जो कार्बनिक यौगिकों की विविधता निर्धारित करता है, उसके परमाणुओं की मजबूत सहसंयोजक बंधों द्वारा एक दूसरे से जुड़ने की क्षमता है, जिससे लगभग असीमित लंबाई की कार्बन श्रृंखलाएं बनती हैं।

कार्बन परमाणुओं की संयोजकता जो परस्पर संबंध में नहीं गई हैं, उनका उपयोग अन्य परमाणुओं या समूहों को जोड़ने के लिए किया जाता है (हाइड्रोकार्बन में, हाइड्रोजन जोड़ने के लिए)।

इस प्रकार, हाइड्रोकार्बन ईथेन और प्रोपेन में क्रमशः दो और तीन कार्बन परमाणुओं की श्रृंखलाएँ होती हैं।

चावल। 122. मीथेन अणु का बॉल मॉडल।

चावल। 123. मीथेन अणु का खंड मॉडल।

उनकी संरचना निम्नलिखित संरचनात्मक और इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों द्वारा व्यक्त की गई है:

सैकड़ों या अधिक कार्बन परमाणुओं वाले यौगिक ज्ञात हैं।

एक कार्बन परमाणु द्वारा कार्बन श्रृंखला की वृद्धि से प्रति समूह संरचना में वृद्धि होती है। ऐसा मात्रात्मक परिवर्तनरचना से थोड़ा अलग गुणों वाला एक नया यौगिक बनता है, यानी, मूल यौगिक से पहले से ही गुणात्मक रूप से भिन्न; हालाँकि, यौगिकों का सामान्य चरित्र बरकरार रखा गया है। तो, मीथेन, ईथेन, प्रोपेन के हाइड्रोकार्बन के अलावा, ब्यूटेन, पेंटेन आदि भी हैं। इस प्रकार, कार्बनिक पदार्थों की एक विशाल विविधता में, एक ही प्रकार के यौगिकों की श्रृंखला को प्रतिष्ठित किया जा सकता है, जिसमें प्रत्येक बाद का सदस्य भिन्न होता है एक समूह द्वारा पिछला वाला। ऐसी श्रृंखला को समजात श्रृंखला कहा जाता है, उनके सदस्य एक दूसरे के संबंध में समरूप होते हैं, और ऐसी श्रृंखला के अस्तित्व को समरूपता की घटना कहा जाता है।

नतीजतन, हाइड्रोकार्बन मीथेन, स्टेज, प्रोपेन, ब्यूटेन, आदि एक ही श्रृंखला के समरूप हैं, जिसे सीमित, या संतृप्त, हाइड्रोकार्बन (अल्केन्स) की श्रृंखला या, पहले प्रतिनिधि के अनुसार, मीथेन श्रृंखला कहा जाता है।

कार्बन बांड के टेट्राहेड्रल अभिविन्यास के कारण, श्रृंखला में शामिल इसके परमाणु एक सीधी रेखा पर नहीं, बल्कि ज़िगज़ैग तरीके से स्थित होते हैं, और, बांड अक्ष के चारों ओर परमाणुओं के घूमने की संभावना के कारण, श्रृंखला अंतरिक्ष में ले जा सकती है विभिन्न रूप(अनुरूपताएं):

श्रृंखलाओं की यह संरचना टर्मिनल (बी) या अन्य गैर-आसन्न कार्बन परमाणुओं (सी) तक पहुंचना संभव बनाती है; इन परमाणुओं के बीच एक बंधन की उपस्थिति के परिणामस्वरूप, कार्बन श्रृंखलाओं को छल्ले (चक्र) में बंद किया जा सकता है, उदाहरण के लिए:

इस प्रकार, कार्बनिक यौगिकों की विविधता इस तथ्य से भी निर्धारित होती है कि एक अणु में कार्बन परमाणुओं की समान संख्या के साथ, कार्बन परमाणुओं की खुली, खुली श्रृंखला वाले यौगिक संभव हैं, साथ ही ऐसे पदार्थ जिनके अणुओं में चक्र (चक्रीय यौगिक) होते हैं। .

3. सामान्यीकृत इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी द्वारा गठित कार्बन परमाणुओं के बीच सहसंयोजक बंधन को सरल (या साधारण) बंधन कहा जाता है।

कार्बन परमाणुओं के बीच का बंधन एक नहीं, बल्कि दो या तीन सामान्य जोड़े इलेक्ट्रॉनों द्वारा किया जा सकता है। फिर अनेक-दोहरे या तिहरे आबंधों वाली शृंखलाएँ प्राप्त होती हैं; इन रिश्तों को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

एकाधिक बंधन वाले सबसे सरल यौगिक हाइड्रोकार्बन एथिलीन (एक दोहरे बंधन के साथ) और एसिटिलीन (एक ट्रिपल बंधन के साथ) हैं:

एकाधिक बंध वाले हाइड्रोकार्बन को असंतृप्त या असंतृप्त कहा जाता है। एथिलीन और एसिटिलीन दो समजात श्रृंखलाओं के पहले प्रतिनिधि हैं - एथिलीन और एसिटिलीन हाइड्रोकार्बन।

चावल। 124. ईथेन अणु में -बंधों के निर्माण की योजना।

परमाणुओं के केंद्रों (बंध अक्ष के साथ) को जोड़ने वाली एक रेखा के साथ दो-हाइब्रिड इलेक्ट्रॉन बादलों के ओवरलैप द्वारा गठित एक सरल सहसंयोजक बंधन (या सी: सी), उदाहरण के लिए, ईथेन (चित्र 124) में, एक है -बंधन (§ 42 देखें)। बांड भी -बंध हैं - वे सी परमाणु के -हाइब्रिड बादल और एच परमाणु के गोलाकार बादल -इलेक्ट्रॉन के बंधन अक्ष के साथ ओवरलैपिंग द्वारा बनते हैं।

अनेक कार्बन-कार्बन बंधों की प्रकृति कुछ भिन्न होती है। तो, एथिलीन अणु में, प्रत्येक कार्बन परमाणु में एक दोहरे सहसंयोजक बंधन (या) के निर्माण के दौरान, एक -ऑर्बिटल और केवल दो पी-ऑर्बिटल्स (-संकरण) संकरण में भाग लेते हैं; प्रत्येक सी परमाणु के पी-ऑर्बिटल्स में से एक संकरण नहीं करता है। परिणामस्वरूप, तीन-संकर इलेक्ट्रॉन बादल बनते हैं, जो तीन-बंधों के निर्माण में भाग लेते हैं। कुल मिलाकर, एथिलीन अणु में पाँच बंधन होते हैं (चार और एक); वे सभी एक ही तल में एक-दूसरे से लगभग 120° के कोण पर स्थित हैं (चित्र 125)।

इस प्रकार, बंधन में इलेक्ट्रॉन जोड़े में से एक -बंधन करता है, और दूसरा पी-इलेक्ट्रॉनों द्वारा बनता है जो संकरण में शामिल नहीं होते हैं; उनके बादल आयतन आठ के आकार को बनाए रखते हैं, उस तल के लंबवत उन्मुख होते हैं जिसमें -बॉन्ड स्थित होते हैं, और इस विमान के ऊपर और नीचे ओवरलैप होते हैं (चित्र 126), एक -बॉन्ड बनाते हैं (देखें § 42)।

चावल। 125. एथिलीन के अणु में -बंधों के निर्माण की योजना।

चावल। 126. एथिलीन अणु में -आबंध के निर्माण की योजना।

इसलिए, C=C डबल बॉन्ड एक और एक-बॉन्ड का संयोजन है।

ट्रिपल बॉन्ड (या) एक-बॉन्ड और दो-बॉन्ड का संयोजन है। उदाहरण के लिए, प्रत्येक कार्बन परमाणु में एक एसिटिलीन अणु के निर्माण के दौरान, एक -ऑर्बिटल और केवल एक पी-ऑर्बिटल (-संकरण) संकरण में भाग लेते हैं; परिणामस्वरूप, दो-संकर इलेक्ट्रॉन बादल बनते हैं, जो दो-बंधों के निर्माण में भाग लेते हैं। प्रत्येक सी परमाणु के दो पी-इलेक्ट्रॉनों के बादल संकरण नहीं करते हैं, अपना विन्यास बनाए रखते हैं और दो-बंधों के निर्माण में भाग लेते हैं। इस प्रकार, एसिटिलीन में केवल तीन-बंध (एक और दो) एक सीधी रेखा के साथ निर्देशित होते हैं, और दो-बंध दो परस्पर लंबवत विमानों में उन्मुख होते हैं (चित्र 127)।

प्रतिक्रियाओं के दौरान एकाधिक (यानी, डबल और ट्रिपल) बंधन आसानी से सरल में बदल जाते हैं; ट्रिपल पहले डबल में बदल जाता है, और आखिरी एक साधारण में बदल जाता है। यह उनकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण होता है और तब होता है जब कोई भी परमाणु एक से अधिक बंधन से जुड़े कार्बन परमाणुओं की एक जोड़ी से जुड़ा होता है।

एकाधिक बांडों के सरल बांडों में परिवर्तन को इस तथ्य से समझाया गया है कि, एक नियम के रूप में, -बॉन्ड में कम ताकत होती है और इसलिए -बॉन्ड की तुलना में अधिक लचीलापन होता है। जब -बॉन्ड बनते हैं, तो समानांतर अक्ष वाले पी-इलेक्ट्रॉन बादल, बॉन्ड अक्ष के साथ ओवरलैप होने वाले इलेक्ट्रॉन बादलों की तुलना में बहुत कम हद तक ओवरलैप होते हैं (यानी, हाइब्रिड, -इलेक्ट्रॉन या पी-इलेक्ट्रॉन बादल बॉन्ड अक्ष के साथ उन्मुख होते हैं)।

चावल। 127. एसिटिलीन अणु में -बंधों के निर्माण की योजना।

चावल। 128. एथिलीन अणु के मॉडल: ए - बॉल; बी - खंडित.

एकाधिक बांड साधारण बांड की तुलना में अधिक मजबूत होते हैं। तो, बंधन तोड़ने वाली ऊर्जा, बंधन और बंधन ही है।

जो कहा गया है, उससे यह पता चलता है कि सूत्रों में एक कनेक्शन में तीन में से दो लाइनें और एक कनेक्शन में दो में से एक लाइन ऐसे कनेक्शन को व्यक्त करती है जो एक साधारण कनेक्शन से कम मजबूत होते हैं।

अंजीर पर. 128 और 129 डबल (एथिलीन) और ट्रिपल (एसिटिलीन) बॉन्ड वाले यौगिकों के बॉल और सेगमेंट स्थानिक मॉडल हैं।

4. संरचना के सिद्धांत ने कार्बनिक यौगिकों के समावयवता के कई मामलों की व्याख्या की है।

कार्बन परमाणुओं की शृंखलाएँ सीधी या शाखाबद्ध हो सकती हैं:

तो, संरचना में विभिन्न श्रृंखला संरचनाओं के साथ तीन संतृप्त हाइड्रोकार्बन (पेंटेन) हैं - एक एक अशाखित श्रृंखला (सामान्य संरचना) के साथ और दो एक शाखित श्रृंखला (आइसोस्ट्रक्चर) के साथ:

संरचना में तीन असंतृप्त हाइड्रोकार्बन, दो सामान्य संरचनाएं, लेकिन दोहरे बंधन की स्थिति में आइसोमेरिक और एक आइसोस्ट्रक्चर है:

चावल। 129. एसिटिलीन अणु के मॉडल: एक गेंद; बी - खंडित.

दो चक्रीय हाइड्रोकार्बन इन असंतृप्त यौगिकों के लिए आइसोमेरिक हैं, जिनकी एक संरचना भी है और चक्र आकार में एक दूसरे के लिए आइसोमेरिक हैं:

समान संरचना के साथ, कार्बन श्रृंखला और अन्य गैर-कार्बन परमाणुओं में विभिन्न स्थितियों के कारण यौगिक संरचना में भिन्न हो सकते हैं, उदाहरण के लिए:

आइसोमेरिज़्म न केवल परमाणुओं के कनेक्शन के विभिन्न क्रम के कारण हो सकता है। कई प्रकार के स्थानिक आइसोमेरिज्म (स्टीरियोआइसोमेट्री) हैं, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि समान संरचना और परमाणुओं के कनेक्शन के क्रम के साथ संबंधित आइसोमर्स (स्टीरियोआइसोमर्स) अंतरिक्ष में परमाणुओं (या परमाणुओं के समूह) की एक अलग व्यवस्था में भिन्न होते हैं।

इसलिए, यदि किसी यौगिक में एक कार्बन परमाणु चार अलग-अलग परमाणुओं या परमाणुओं के समूहों (एक असममित परमाणु) से बंधा हुआ है, तो ऐसे यौगिक के दो स्थानिक आइसोमेरिक रूप संभव हैं। अंजीर पर. 130 लैक्टिक एसिड के दो टेट्राहेड्रल मॉडल दिखाता है, जिसमें असममित कार्बन परमाणु (इसे सूत्र में तारांकन चिह्न के साथ चिह्नित किया गया है) टेट्राहेड्रोन के केंद्र में है। यह देखना आसान है कि इन मॉडलों को अंतरिक्ष में संयोजित नहीं किया जा सकता है: वे प्रतिबिंबित होते हैं और दो अलग-अलग पदार्थों के अणुओं के स्थानिक विन्यास को प्रतिबिंबित करते हैं (में) यह उदाहरणलैक्टिक एसिड), जो कुछ भौतिक और मुख्य रूप से जैविक गुणों में भिन्न होते हैं। इस तरह के आइसोमेरिज्म को मिरर स्टीरियोइसोमेरिज्म कहा जाता है, और संबंधित आइसोमर्स को मिरर आइसोमर्स कहा जाता है।

चावल। 130. लैक्टिक एसिड के दर्पण आइसोमर्स के अणुओं के टेट्राहेड्रल मॉडल।

दर्पण आइसोमर्स की स्थानिक संरचना में अंतर को संरचनात्मक सूत्रों का उपयोग करके भी दर्शाया जा सकता है, जो एक असममित परमाणु पर परमाणु समूहों की विभिन्न व्यवस्था दिखाते हैं; उदाहरण के लिए, चित्र में दिखाए गए लोगों के लिए। लैक्टिक एसिड के 130 दर्पण आइसोमर्स:

जैसा कि पहले ही कहा गया है, कार्बन परमाणु; एक दोहरे बंधन से जुड़े चार बंधन एक ही विमान में स्थित होते हैं जो उन्हें अन्य परमाणुओं से जोड़ते हैं; इन बंधों की दिशाओं के बीच के कोण लगभग समान हैं (चित्र 126)। जब दोहरे बंधन में प्रत्येक कार्बन परमाणु से अलग-अलग परमाणु या समूह जुड़े होते हैं, तो तथाकथित ज्यामितीय स्टीरियोइसोमेरिज्म, या सीआईएस-ट्रांस आइसोमेरिज्म संभव होता है। एक उदाहरण डाइक्लोरोएथिलीन के स्थानिक ज्यामितीय आइसोमर्स हैं

एक आइसोमर के अणुओं में, क्लोरीन परमाणु दोहरे बंधन के एक तरफ और दूसरे के अणुओं में विपरीत दिशाओं में स्थित होते हैं। पहले कॉन्फ़िगरेशन को सीआईएस- कहा जाता है, दूसरे को ट्रांस-कॉन्फिगरेशन कहा जाता है। ज्यामितीय आइसोमर्स भौतिक और रासायनिक गुणों में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।

उनका अस्तित्व इस तथ्य के कारण है कि दोहरा बंधन बंधन अक्ष के चारों ओर जुड़े परमाणुओं के मुक्त घूर्णन की संभावना को बाहर करता है (ऐसे घूर्णन के लिए बंधन को तोड़ने की आवश्यकता होती है; चित्र 126 देखें)।

5. कार्बनिक पदार्थों के अणुओं में पारस्परिक प्रभाव मुख्य रूप से एक दूसरे से सीधे जुड़े परमाणुओं द्वारा प्रकट होता है। इस मामले में, यह उनके बीच रासायनिक बंधन की प्रकृति, उनके सापेक्ष इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर की डिग्री और, परिणामस्वरूप, बंधन की ध्रुवता की डिग्री से निर्धारित होता है।

उदाहरण के लिए, सारांश सूत्रों को देखते हुए, मीथेन अणु और मिथाइल अल्कोहल अणु में, सभी चार हाइड्रोजन परमाणुओं में समान गुण होने चाहिए। लेकिन, जैसा कि बाद में दिखाया जाएगा, मिथाइल अल्कोहल में हाइड्रोजन परमाणुओं में से एक को क्षार धातु द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जबकि मीथेन में हाइड्रोजन परमाणु ऐसी क्षमता नहीं दिखाते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि अल्कोहल में हाइड्रोजन परमाणु सीधे कार्बन से नहीं, बल्कि ऑक्सीजन से जुड़ा होता है।

उपरोक्त संरचनात्मक सूत्रों में, बांड की रेखाओं पर तीर सशर्त रूप से परमाणुओं की अलग-अलग इलेक्ट्रोनगेटिविटी के कारण सहसंयोजक बंधन बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों के जोड़े के विस्थापन को दर्शाते हैं। मीथेन में, बंधन में ऐसा बदलाव छोटा होता है, क्योंकि कार्बन की इलेक्ट्रोनगेटिविटी (2.5) तालिका 1 में हाइड्रोजन की इलेक्ट्रोनगेटिविटी से थोड़ी ही अधिक होती है। 6, पृ. 118). इस मामले में, मीथेन अणु सममित है। अल्कोहल अणु में, बंधन महत्वपूर्ण रूप से ध्रुवीकृत होता है, क्योंकि ऑक्सीजन (इलेक्ट्रोनगेटिविटी 3.5) एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी को अपनी ओर बहुत अधिक खींचता है; इसलिए, हाइड्रोजन परमाणु, ऑक्सीजन परमाणु के साथ मिलकर, अधिक गतिशीलता प्राप्त करता है, यानी, यह प्रोटॉन के रूप में अधिक आसानी से अलग हो जाता है।

कार्बनिक अणुओं में, उन परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव जो एक दूसरे से सीधे जुड़े नहीं हैं, भी महत्वपूर्ण है। तो, मिथाइल अल्कोहल में, ऑक्सीजन के प्रभाव में, न केवल ऑक्सीजन से जुड़े हाइड्रोजन परमाणु की प्रतिक्रियाशीलता बढ़ जाती है, बल्कि हाइड्रोजन परमाणु भी जो सीधे ऑक्सीजन से नहीं जुड़े होते हैं, बल्कि कार्बन से जुड़े होते हैं। इसके कारण, मिथाइल अल्कोहल आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है, जबकि मीथेन ऑक्सीकरण एजेंटों की कार्रवाई के प्रति अपेक्षाकृत प्रतिरोधी है। यह इस तथ्य के कारण है कि हाइड्रॉक्सिल समूह की ऑक्सीजन इसे कार्बन से जोड़ने वाले बंधन में इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी को अपनी ओर खींचती है, जिसकी इलेक्ट्रोनगेटिविटी कम होती है।

परिणामस्वरूप, कार्बन परमाणु का प्रभावी आवेश अधिक धनात्मक हो जाता है, जिससे मीथेन अणु में समान बंधों की तुलना में मिथाइल अल्कोहल के बंधों में भी इलेक्ट्रॉन जोड़े का एक अतिरिक्त बदलाव होता है। ऑक्सीकरण एजेंटों की कार्रवाई के तहत, एच परमाणु उसी कार्बन परमाणु से बंधे होते हैं जिससे ओएच समूह जुड़ा होता है, हाइड्रोकार्बन की तुलना में टूटना और ऑक्सीजन के साथ मिलकर पानी बनाना बहुत आसान होता है। इस मामले में, OH समूह से जुड़ा कार्बन परमाणु आगे ऑक्सीकरण से गुजरता है (§ 171 देखें)।

परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव जो सीधे एक-दूसरे से जुड़े नहीं हैं, कार्बन परमाणुओं की श्रृंखला के साथ काफी दूरी तक प्रसारित हो सकते हैं और परमाणुओं या समूहों के प्रभाव के तहत पूरे अणु में इलेक्ट्रॉन बादलों के घनत्व में बदलाव से समझाया जा सकता है। इसमें अलग-अलग इलेक्ट्रोनगेटिविटी मौजूद होती है। पारस्परिक प्रभाव को अणु के आस-पास के स्थान के माध्यम से भी प्रसारित किया जा सकता है - निकट आने वाले परमाणुओं के ओवरलैपिंग इलेक्ट्रॉन बादलों के परिणामस्वरूप।

विज्ञान ने कैसे आकार लिया? प्रारंभिक XIXसदी, जब स्वीडिश वैज्ञानिक जे. या. बर्ज़ेलियस ने पहली बार कार्बनिक पदार्थों और कार्बनिक रसायन विज्ञान की अवधारणा पेश की। कार्बनिक रसायन विज्ञान में पहला सिद्धांत रेडिकल्स का सिद्धांत है। रसायनज्ञों ने पता लगाया है कि रासायनिक परिवर्तनों के दौरान, कई परमाणुओं के समूह एक पदार्थ के अणु से दूसरे पदार्थ के अणु में अपरिवर्तित रूप से गुजरते हैं, जैसे तत्वों के परमाणु अणु से अणु में जाते हैं। परमाणुओं के ऐसे "अपरिवर्तनीय" समूहों को रेडिकल कहा जाता है।

हालाँकि, सभी वैज्ञानिक रेडिकल के सिद्धांत से सहमत नहीं थे। कई लोगों ने आम तौर पर परमाणुवाद के विचार को खारिज कर दिया - अणु की जटिल संरचना और उसके घटक भाग के रूप में परमाणु के अस्तित्व का विचार। हमारे दिनों में जो निर्विवाद रूप से सिद्ध हो चुका है और इसमें ज़रा भी संदेह नहीं है, वह है XIX सदी में। भयंकर विवाद का विषय था।

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कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक संरचना के सिद्धांत के निर्माण का आधार ए.एम. बटलरोव परमाणु और आणविक सिद्धांत थे (ए. अवागाद्रो और एस. कैनिज़ारो द्वारा कार्य)। यह मान लेना गलत होगा कि इसके निर्माण से पहले दुनिया कार्बनिक पदार्थों के बारे में कुछ भी नहीं जानती थी और कार्बनिक यौगिकों की संरचना को प्रमाणित करने के लिए कोई प्रयास नहीं किए गए थे। 1861 तक (जिस वर्ष ए.एम. बटलरोव ने कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक संरचना का सिद्धांत बनाया था), ज्ञात कार्बनिक यौगिकों की संख्या सैकड़ों हजारों तक पहुंच गई, और कार्बनिक रसायन का पृथक्करण इस प्रकार हुआ: स्वतंत्र विज्ञान 1807 में हुआ (जे. बर्ज़ेलियस)।

कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत की पृष्ठभूमि

कार्बनिक यौगिकों का व्यापक अध्ययन 18वीं शताब्दी में ए. लावोइसियर के काम से शुरू हुआ, जिन्होंने दिखाया कि जीवित जीवों से प्राप्त पदार्थों में कई तत्व होते हैं - कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर और फास्फोरस। "रेडिकल" और "आइसोमेरिज्म" शब्दों का परिचय बहुत महत्वपूर्ण था, साथ ही रेडिकल के सिद्धांत का निर्माण (एल. गिटन डी मोरवो, ए. लावोइसियर, जे. लिबिग, जे. डुमास, जे. बर्ज़ेलियस) , कार्बनिक यौगिकों (यूरिया, एनिलिन, एसिटिक एसिड, वसा, चीनी जैसे पदार्थ, आदि) के संश्लेषण में सफलता।

शब्द "रासायनिक संरचना", साथ ही रासायनिक संरचना के शास्त्रीय सिद्धांत की नींव, पहली बार ए.एम. द्वारा प्रकाशित की गई थी। बटलरोव ने 19 सितंबर, 1861 को स्पीयर में जर्मन प्रकृतिवादियों और चिकित्सकों की कांग्रेस में अपनी रिपोर्ट में कहा।

कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत के मुख्य प्रावधान ए.एम. बटलरोव

1. किसी कार्बनिक पदार्थ के अणु बनाने वाले परमाणु एक निश्चित क्रम में आपस में जुड़े होते हैं, और प्रत्येक परमाणु से एक या अधिक संयोजकताएँ एक दूसरे के साथ जुड़ने पर खर्च होती हैं। कोई निःशुल्क संयोजकताएँ नहीं हैं।

बटलरोव ने परमाणुओं के कनेक्शन के क्रम को "रासायनिक संरचना" कहा। ग्राफ़िक रूप से, परमाणुओं के बीच के बंधन को एक रेखा या बिंदु द्वारा दर्शाया जाता है (चित्र 1)।

चावल। 1. मीथेन अणु की रासायनिक संरचना: ए - संरचनात्मक सूत्र, बी - इलेक्ट्रॉनिक सूत्र

2. कार्बनिक यौगिकों के गुण अणुओं की रासायनिक संरचना पर निर्भर करते हैं, अर्थात। कार्बनिक यौगिकों के गुण उस क्रम पर निर्भर करते हैं जिसमें अणु में परमाणु जुड़े होते हैं। गुणों का अध्ययन करके आप पदार्थ का चित्रण कर सकते हैं।

एक उदाहरण पर विचार करें: किसी पदार्थ का स्थूल सूत्र C 2 H 6 O है। यह ज्ञात है कि जब यह पदार्थ सोडियम के साथ क्रिया करता है, तो हाइड्रोजन निकलता है, और जब कोई अम्ल इस पर क्रिया करता है, तो पानी बनता है।

सी 2 एच 6 ओ + ना = सी 2 एच 5 ओएनए + एच 2

सी 2 एच 6 ओ + एचसीएल = सी 2 एच 5 सीएल + एच 2 ओ

यह पदार्थ दो संरचनात्मक सूत्रों के अनुरूप हो सकता है:

सीएच 3 -ओ-सीएच 3 - एसीटोन (डाइमिथाइल कीटोन) और सीएच 3 -सीएच 2 -ओएच - एथिल अल्कोहल (इथेनॉल),

इस पदार्थ के रासायनिक गुणों के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि यह इथेनॉल है।

आइसोमर्स ऐसे पदार्थ होते हैं जिनकी गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना समान होती है, लेकिन रासायनिक संरचना भिन्न होती है। आइसोमेरिज्म कई प्रकार के होते हैं: संरचनात्मक (रैखिक, शाखित, कार्बन कंकाल), ज्यामितीय (सीआईएस- और ट्रांस-आइसोमेरिज्म, एकाधिक दोहरे बंधन वाले यौगिकों की विशेषता (चित्र 2)), ऑप्टिकल (दर्पण), स्टीरियो (स्थानिक, पदार्थों की विशेषता, विभिन्न तरीकों से अंतरिक्ष में स्थित होने में सक्षम (चित्र 3))।

चावल। 2. ज्यामितीय समावयवता का एक उदाहरण

3. पर रासायनिक गुणकार्बनिक यौगिक अणु में मौजूद अन्य परमाणुओं से प्रभावित होते हैं। परमाणुओं के ऐसे समूहों को कार्यात्मक समूह कहा जाता है, इस तथ्य के कारण कि किसी पदार्थ के अणु में उनकी उपस्थिति उसे विशेष रासायनिक गुण प्रदान करती है। उदाहरण के लिए: -OH (हाइड्रॉक्सो समूह), -SH (थियो समूह), -CO (कार्बोनिल समूह), -COOH (कार्बोक्सिल समूह)। इसके अलावा, कार्बनिक पदार्थों के रासायनिक गुण कार्यात्मक समूह की तुलना में कुछ हद तक हाइड्रोकार्बन कंकाल पर निर्भर करते हैं। यह कार्यात्मक समूह हैं जो कार्बनिक यौगिकों की विविधता प्रदान करते हैं, जिसके कारण उन्हें वर्गीकृत किया जाता है (अल्कोहल, एल्डिहाइड, कार्बोक्जिलिक एसिड, आदि। कार्यात्मक समूहों में कभी-कभी कार्बन-कार्बन बांड (एकाधिक डबल और ट्रिपल) शामिल होते हैं। यदि कई समान हैं कार्यात्मक समूह, तो इसे होमोपॉलीफंक्शनल (सीएच 2 (ओएच) -सीएच (ओएच) -सीएच 2 (ओएच) - ग्लिसरॉल) कहा जाता है, यदि कई, लेकिन अलग - हेटरोपॉलीफंक्शनल (एनएच 2 -सीएच (आर) -सीओओएच - एमिनो एसिड) .

चित्र 3. स्टीरियोइसोमेरिज़्म का एक उदाहरण: ए - साइक्लोहेक्सेन, "कुर्सी" रूप, बी - साइक्लोहेक्सेन, "स्नान" रूप

4. कार्बनिक यौगिकों में कार्बन की संयोजकता सदैव चार होती है।