ORGAANINEN KEMIA. = kemian osa-alue, joka tutkii hiilen yhdisteitä KPL 1. HIILI JA RAAKAÖLJY

Transkriptio

1 ORGAANINEN KEMIA = kemian osa-alue, joka tutkii hiilen yhdisteitä KPL 1. HIILI JA RAAKAÖLJY Yleistä hiilestä: - Kaikissa elollisen luonnon yhdisteissä on hiiltä - Hiilen määrä voidaan osoittaa väkevällä rikkihapolla Hiilen esiintymismuodot eli allotropiset muodot: - timantti:kovinta luonnosta löytyvää ainetta, kolmiulotteinen, käytetään koruissa ja timanttiporissa, leikkureissa ja hiontalaitteissa - grafiitti: pehmeää, liuskemaista tahraavaa, johtaa sähköä, käytetään lyijykynien lyijynä, lääkehiilenä, sähkölaitteiden elektrodeissa. - hiilijauhe: - grafeeni: yhden kerroksen paksuinen, vahvaa ja tiivistä, käytetään sähköä johtavana pinnoitteena (esim. aurinkokennot) - nanoputki: Ontto hiiliatoimesta muodostunut putkimainen molekyyli. Vahvoja, taivuteltavia, joustavia ja todella kevyttä. Käytetään pienissä mekaanisissa koneissa, suksissa ja jääkiekkomailoissa. - fullereeni eli pallohiili: Ontto hiiliatoimesta muodostunut hiilimolekyyli. Käytetään voiteluaineena, laakereina ja johtimina. Hiilen palaminen: - Orgaaniset yhdisteet sisältävät pääosin hiiltä, vetyä ja happea. - Kaikki palamistuotteet ovat aina oksideja eli niihin on kiinnittynyt happea. - Orgaanisten yhdisteiden palamistuotteet ovat hiilidioksidi ja vesi. Yhdisteiden rakenne: - Hiilellä on uloimmalla kuorella 4 ulkoelektronia --> sidokset ovat molekyylisidoksia. - Hiiliatomit pystyvät ketjuuntumaan toistensa kanssa --> orgaanisia yhdisteitä (eli hiilen yhdisteitä) on useita tuhansia. Orgaanisten yhdisteiden (hiilen yhdisteiden) ominaisuuksia:

2 - molekyyliyhdisteitä - eivät liukene veteen - tunnusomaista voimakas tuoksu. KPL 2. HIILIVEDYT Yleisesti: - sisältää aina vain hiiltä ( C ) ja vetyä ( H ) - palamistuotteena syntyy vettä (H 2 O) ja hiilidioksidia (CO 2 ) - käytetään polttoaineena ja kemian teollisuuden raaka-aineena, esim. metaani - Hiilivetyjä ovat: alkaanit, alkeenit ja alkyynit - voidaan merkitä kahdella tavalla: 1) Rakennekaavalla: - sidokset merkitty sidosviivalla - atomien keskinäinen järjestys käy ilmi - esim. (metaani) 2) Molekyylikaavalla: - ilmaisee alkuaineet ja niiden määrän - esim. C 2 H 6 (etaani)

3 Alkaanit: vain yksöissidoksia Alkeenit: yksi kaksoissidos (=) yleensä ensimmäisten kahden hiilen välissä

4 Alkyynit: yksi kolmoissidos yleensä kahden ensimmäisen hiilen välissä KPL 3. ALKOHOLIT Yleistä alkoholeista: - Alkoholien molekyylirakenteen runkona hiiliketju, johon on liittynyt hydroksyyliryhmä -OH. Tätä ryhmää sanotaan funktionaaliseksi ryhmäksi. - Neutraaleja yhdisteitä esim. metanoli Nimeäminen: Yhdenarvoiset alkoholit - Alkuosa: hiiliatomien lukumäärän mukaan (met-, et-, prop-, but-, pent-) - Loppuosa: -ANOLI (-OLI) esim. etanoli - Alkoholeista voidaan tehdä juomakelvottomia denaturoimalla ne, esim. auton tuulilasinpesuneste.

5 Monenarvoiset alkoholit: - Jos hiiliketjuun on liittynyt useita hydroksyyliryhmiä kutsutaan alkoholia moniarvoiseksi esim. glygoli: autojen jäähdytysneste C 2 H 4 (OH) 2 glyseroli: räjähteet kosmetiikka, saippua C 3 H 5 (OH) 3 ksylitoli: makeutusainen, mm. purukumi C 5 H 7 (OH) 2

6 KPL 4. KARBOKSYYLIHAPOT Yleistä: - Tunnistaa hiilivetyrunkoon kiinnittyneestä karboksyyliryhmästä, -COOH (funktionaalinen ryhmä) - Karboksyylihappoja on esim. marjoissa ja hedelmissä Nimeäminen: - Alkuosa; hiiliatomien lukumäärän ja sidoksien mukaan - Loppuosa: happo - esim. metaanihappo (eli muurahaishappo)

7 KPL 5. ESTERIT - Joko oikeita tai keinotekoisia haju- tai makuaineita - Käytetään makeisissa, virvoitusjuomissa, kosmetiikassa... - Muodostuu hapon ja alkoholin reaktiossa: karboksyylihappo + alkoholi ->> esteri + vesi KPL 6. RASVAT Yleistä: - Energiaravintoaineita, joita saa kasveista ja eläimistä Rakenne: - rasvat ovat rakenteeltaan estereitä, eli muodostuneet alkoholista ja haposta - Rasvoissa alkoholina on AINA glyseroli ja karboksyylihappona rasvahapot - Rasvamolekyyli on E-kirjaimen muotoinen Eläinrasvat - yleensä tyydyttyneitä rasvoja eli kaikkien hiiliatomien välissä yksöissidos - tällaiset rasvat ovat kovia ja kiinteitä Kasvirasvat: - ovat joko kertatyydyttymättömiä (=hiiliatomien välissä yksi kaksoissidos) tai monityydyttymättömiä (= hiiliatomien välissä useita kaksoissidoksia) Käyttö: - ruuanlaitto: voi, öljyt (esim. oliiviöljy ja rypsiöljy), saippua...

8 KPL 7. HIILIHYDRAATIT Rakenne: - Hiilihydraatit koostuvat yksinkertaisista sokereista C 6 H 12 O 6, molekyylissä siis hiiltä, happea ja vetyä. Jako: 1) monosakkaridit eli yksinkertaiset sokerit: - Glukoosi (rypälesokeri) - Fruktoosi (hedelmäsokeri) - Galaktoosi 2) disakkaridit eli kahdesta yksinkertaisesta sokerista muodostunut sokeri - sakkaroosi eli ruokosokeri (tavallinen sokeri)= Glukoosi + fruktoosi 3) polysakkaridit eli useasta glykoosimolekyylistä muodostuneet sokerit