เคมี เคมีอินทรีย์

สรุปเนื้อหา เคมีอินทรีย์ คืออะไร

เคมีอินทรีย์ คือ การศึกษาเกี่ยวกับชนิด สมบัติ การสังเคราะห์และปฏิกิริยาของสารประกอบอินทรีย์

โดยสารอินทรีย์ คือ สารที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก และมีธาตุอื่น ๆ เป็นองค์ประกอบร่วม ดังนั้น “สารประกอบอินทรีย์” จึงหมายถึง สารประกอบที่มีธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบทั้งที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตและเกิดจากการสังเคราะห์จากสิ่งไม่มีชีวิต ยกเว้น

• ออกไซด์ของคาร์บอน เช่น CO2, CO
• เกลือคาร์บอเนต และไฮโดรเจนคาร์บอเนต เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (NaHCO3)
• เกลือคาร์ไบด์ เช่น แคลเซียมคาร์ไบด์ (CaC2)
• เกลือไซยาไนด์ เช่น โพแทสเซียมไซยาไนด์ (KCN) , โซเดียมไซยาไนด์ (NaCN)
• เกลือไซยาเนต เช่น แอมโมเนียมไซยาเนต (NH4OCN)
• สารที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอนเพียงชนิดเดียว เช่น เพชร แกรไฟต์ ฟุลเลอรีน

ส่วนสารอนินทรีย์ คือ สารประกอบอื่น ๆ ที่ไม่ใช่สารอินทรีย์ ซึ่งประกอบด้วยธาตุต่าง ๆ จำนวนมาก เช่น S, O, Cl, Na, Mg, Al และ C เป็นต้น สารอนินทรีย์ เช่น H2SO4, NaCl, K2SO4, 24H2O

หมายเหตุ : สารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่เป็นสารโคเวเลนต์ที่มีธาตุคาร์บอนและ ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลัก โดยธาตุคาร์บอนสามารถสร้างพันธะกับธาตุคาร์บอนด้วยพันธะเดี่ยว พันธะดู่ หรือพันธะสาม และสร้างพันธะต่อกันไปได้เรื่อยๆ นอกจากนี้ธาตุคาร์บอนยังสามารถสร้างพันธะโดวเลนต์กับธาตุอื่นๆ เช่น ไนโตรเจน ออกซิเจน กำมะถัน และแฮโลเจนได้อีกด้วย ดังนั้น จึงทำให้มีสารประกอบอินทรีย์เป็นจำนวนมาก

การเขียนสูตรโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์

โดยปกติแล้ว การเขียนสูตรของสารประกอบอินทรีย์จะมีทั้งการเขียนสูตรโมเลกุลและสูตรโครงสร้าง โดยสูตรโมเลกุลจะบอกให้เรารู้ว่า สารประกอบนั้นประกอบไปด้วยธาตุใดบ้าง อย่างละกี่อะตอม ส่วนสูตรโครงสร้างนั้นจะบอกให้เรารู้ว่า ในโมเลกุลของสารประกอบนั้น ประกอบไปด้วยธาตุใดบ้าง อย่างละกี่อะตอม และแต่ละอะตอมยึดเหนี่ยวกันอย่างไร ซึ่งการเขียนสูตรโครงสร้างนั้นมีหลายแบบ ตัวอย่าง ดังนี้

แต่อย่างไรก็ตาม ยังมีสารบางอย่างที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน แต่สูตรโครงสร้างและคุณสมบัติไม่เหมือนกันอยู่ด้วย ซึ่งปรากฎการนี้เราจะเรียกว่า “ไอโซเมอริซึม” และเรียกสารแต่ละชนิดว่า “ไอโซเมอร์” ซึ่งมีหลักการเขียนไอโซเมอร์ ดังนี้

1. เริ่มจากไอโซเมอร์ที่มีคาร์บอนต่อกันเป็นสายยาวที่สุดก่อน
2. ค่อย ๆ ลดจำนวนคาร์บอนทีละอะตอม และนำมาต่อเป็นสาขา ที่ตำแหน่งต่าง ๆ
3. ขณะเดียวกันต้องพิจารณาว่า รูปร่างโครงสร้างที่เขียนซ้ำกันหรือไม่

หมายเหตุ : การเขียนก็ให้เขียนเฉพาะคาร์บอนอะตอมก่อน แล้วจึงเดิมไฮโดรเจนทีหลัง

การแบ่งประเภทสารประกอบอินทรีย์

โดยปกติแล้ว ในโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์จะมีหมู่อะตอมที่แสดงสมบัติเฉพาะอยู่ เราจะเรียกว่า “หมู่ฟังก์ชัน” และสมบัติการเกิดปฏิกิริยาของสารประกอบอินทรีย์ก็จะเป็นไปตามหมู่ฟังก์ชันที่เป็นองค์ประกอบของสาร ดังนั้น เราจึงใช้หมู่ฟังก์ชันเป็นเกณฑ์ในการจำแนกสารประกอบอินทรีย์ชนิดต่าง ๆ ได้ ตัวอย่างหมู่ฟังก์ชัน เช่น

นอกจากนี้ เรายังสามารถจำแนกประเภทของสารประกอบอินทรีย์ตามชนิดของธาตุที่เป็นองค์ประกอบได้อีกด้วย ดังนี้

1. สารประกอบไฮโดรคาร์บอน เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีเฉพาะธาตุคาร์บอนด์และไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ เช่น CH4, C2H6, C2H4, C2H2 เป็นต้น ซึ่งสามารถพบสารประกอบชนิดนี้ได้ในธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็นถ่านหิน ยางไม้ ปิโตรเลียม โดยสารประกอบไฮโดรคาร์บอน สามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภท ได้แก่

• แอลเคน = เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนประเภทอิ่มตัว พันธะเป็นแบบเดี่ยวทั้งหมดและเป็นโซ่ตรง
• แอลคีน = เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีพันธะคู่อย่างน้อย 1 พันธะเป็นหมู่ฟังก์ชั่น ซึ่งก็คือ เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนประเภทไม่อิ่มตัวนั่นเอง
• แอลไคน์ = เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนประเภทไม่อิ่มตัวที่มีพันธะสามระหว่างอะตอมของคาร์บอนเป็นหมู่ฟังก์ชัน
• อะโรมาติก = เป็นสารประกอบที่เป็นวงของคาร์บอน 6 อะตอม และมีพันธะคู่กับพันธะเดี่ยวสลับกันไป อีกทั้งยังเป็นสารประกอบที่มีเสถียรภาพสูง และทำปฏิกิริยาแตกต่างไปจากสารประกอบแอลคืน

2. สารประกอบอินทรีย์ที่มีธาตุ O เป็นองค์ประกอบ ได้แก่

• แอลกอฮอล์ ฟีนอล และอีเทอร์
• แอลดีไฮด์และดีโตน
• กรดคาร์บอกซิลิก
• เอสเทอร์

3. สารประกอบอินทรีย์ที่มีธาตุ N เป็นองค์ประกอบ ซึ่งชื่อว่า เอมีน (Amine)

4. สารประกอบอินทรีย์ที่มีธาตุ N เป็นองค์ประกอบ ซึ่งชื่อว่า เอไมด์ (Amide)

ตัวอย่างข้อสอบ เคมีอินทรีย์