เคมี
ยินดีต้อนรับทุกคน เข้าสู่บทเรียนสำเร็จรูป
วิชาเคมี เรื่องเคมีอินทรีย์เบื้องต้น
ในเรื่องนี้ทุกคนจะได้เรียนรู้และเข้าใจ เคมีอินทรีย์ว่าคืออะไร และความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับสารประกอบไฮโดรคาร์บอน นอกจากนี้แล้วสามารถเรียนรู้ด้วยตนเองและเข้าใจได้โดยง่ายอีกด้วยค่ะ
พร้อมกันรึยังค่ะ ถ้าพร้อมแล้วเริ่มศึกษาบทเรียนกันได้เลยค่ะ ขอให้สนุกกับการเรียนเคมี นะค่ะ
เคมีอินทรีย์
เคมีอินทรีย์ (organic chemistry) เป็นสาขาหนึ่งของการศึกษาวิชาเคมี ซึ่งมีความสำคัญยิ่งในการดำรงชีวิต เนื่องจากสิ่งต่างๆ ที่อยู่รอบตัวเราส่วนใหญ่จัดเป็นสารอินทรีย์ เช่น อาหาร เครื่องนุ่งห่ม ยารักษาโรค เครื่องสำอาง เชื้อเพลิง ผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่ใช้ในชีวิตประจำวัน ซึ่งแหล่งที่กำเนิดสารอินทรีย์ส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช ดังนี้
ในสมัยแรกๆ นักวิทยาศาสตร์แบ่งสารเคมีออกเป็นสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ สารอนินทรีย์เป็นสารประกอบของธาตุต่างๆ ส่วนสารอินทรีย์เป็นสารประกอบที่ได้จากสิ่งมีชีวิต
ต่อมาในปี พ.ศ. 1828 ฟรีดริช เวอเลอร์ สามารถสังเคราะห์ยูเรียได้จากสารอนินทรีย์ ดังสมการ
หลังจากนั้นทำให้คำจำกัดความของสารอินทรีย์เปลี่ยนไป สารอินทรีย์ คือ สารประกอบที่มีธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลัก ยกเว้นสารประกอบคาร์บอนบางชนิด เช่น สารประกอบออกไซด์ คาร์บอเนต ไฮโดรเจนคาร์บอเนต ฯลฯ วิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับสารอินทรีย์ เรียกว่า "เคมีอินทรีย์"
สมบัติของสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์
สารประกอบอินทรีย์มีสมบัติแตกต่างจากสารอนินทรีย์โดยสรุป ดังตารางต่อไปนี้
สารประกอบอินทรีย์ |
สารประกอบอนินทรีย์ |
1. ประกอบด้วยธาตุคาร์บอนเป็นธาตุหลัก และธาตุอื่นๆ เช่น H, O, N, S, Cl, Br เป็นต้น |
1. ประกอบด้วยธาตุต่างๆ ในตารางธาตุ |
2. ส่วนใหญ่เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ | 2. สารอนินทรีย์มีจำนวนมาก ทั้งสารประกอบไอออนิกและสารประกอบโคเวเลนต์ |
3. จุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เนื่องจากส่วนใหญ่เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ ยกเว้น สารอินทรีย์เป็นประเภทพอลิเมอร์บางชนิดที่มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง | 3. ถ้าเป็นประเภทสารประกอบไอออนิกหรือโคเวเลนต์แบบโครงผลึกร่างตาข่ายจะมีจุดหลอมเหลวสูง ถ้าเป็นสารประกอบโคเวเลนต์ธรรมดา มีจุดหลอมเหลวต่ำ |
4. สารอินทรีย์ที่ติดไฟได้จะได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์หรือเขม่าสีดำ ซึ่งเป็นผลละเอียดของธาตุคาร์บอน | 4. สารอนินทรีย์ติดไฟหรือทำปฏิกิริยากับแก๊สออกซิเจนจะได้ผลิตภัณฑ์ชนิดอื่นที่ไม่ใช่เขม่าของคาร์บอน |
5. สารอินทรีย์มีทั้งละลายน้ำได้และไม่ละลายน้ำ | 5. สารอนินทรีย์มีทั้งที่ละลายน้ำได้และไม่ละลายน้ำ |
6. สารอินทรีย์มีปรากฏการณ์ไอโซเมอริซึม คือ สูตรโมเลกุลสูตรหนึ่งอาจเป็นสารได้หลายชนิดที่มีโครงสร้างต่างกัน จึงมีจำนวนชนิดมากกว่าสารอนินทรีย์ | 6. สารอนินทรีย์ไม่มีปรากฏการณ์ไอโซเมอริซึม สารต่างชนิดกันสูตรโมเลกุลจะต่างกัน |
(ที่มา : เคมีอินทรีย์ ช่วงชั้นที่ 4 ศรีลักษณ์ ผลวัฒนะ และคณะ ,หน้า 8-9)
พันธะของคาร์บอน
เวเลนซ์อิเล็กตรอนทั้ง 4 ของคาร์บอนสามารถเกิดพันธะโคเวเลนซ์ (covalent bond) ได้ 4 พันธะ ซึ่งอาจจะเป็นพันธะเดี่ยว (single bond) พันธะคู่ (double bond) หรือพันธะสาม (triple bond) ก็ได้ การเกิดพันธะของคาร์บอนสามารถเกิดได้ 3 แบบ ดังนี้
พันธะเดี่ยว 4 พันธะ
พันธะคู่ 1 พันธะ + พันธะเดี่ยว 2 พันธะ
พันธะสาม 1 พันธะ + พันธะเดี่ยว 1 พันธะ
ความยาวพันธะระหว่างคาร์บอน - คาร์บอน เรียงจากน้อยไปมาก ดังนี้
พลังงานพันธะ 900 600 300 kJ/mol
อะตอมอื่นๆ ที่มาร่วมใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนเกิดพันธะโคเวเลนซ์กับคาร์บอนในสารอินทรีย์ ธาตุที่พบมากที่สุด คือ ไฮโดรเจน (H) สำหรับธาตุอื่นๆ นอกจาก H แล้วยังมี ไนโตรเจน (N) , ฟอสฟอรัส (P), ออกซิเจน (O), กำมะถัน (S) และแฮโลเจน (F, Cl, Br, I)
ตัวอย่างพันธะโคเวเลนต์ระหว่างคาร์บอนกับธาตุอื่นๆ ที่พบบ่อยในสารอินทรีย์ ดังนี้
ข้อสังเกตสำหรับธาตุอื่นที่เกิดพันธะโคเวเลนต์กับ C ในสารอินทรีย์จะมีพันธะได้ ดังนี้
ดังนั้นเมื่อเขียนสูตรสารอินทรีย์และมีอะตอมข้างบนนี้เข้ามาเกี่ยวข้องต้องพิจารณาจำนวนพันธะให้ถูกต้อง
น่าอ่านมากค่ะ อ่านแล้วเข้าใจง่าย อยากบอกว่าดีมากๆค่ะ
ดีมากๆๆๆๆๆ
ดีมาก