Докторант
  1. Неорганическая химия  1.1. Координационная химия  1.1.1. Теория поля лигандов  1.1.2. Теория кристаллического поля  1.1.3. Теория молекулярных орбиталей для координационных соединений  1.1.4. Устойчивость координационных соединений  1.1.5. Электронные спектры координационных соединений  1.1.6. Изомерия в координационных соединениях  1.1.7. Кинетика и механизм координационных реакций  1.2. Органометаллическая химия  1.2.1. Металлокарбонилы  1.2.2. Металлические алкилы и арилы  1.2.3. Карбены Фишера и Шрока  1.2.4. Оксидативное присоединение и восстановительное элиминирование  1.2.5. Металлические гидриды  1.2.6. Катализ с помощью металлоорганических соединений  1.2.7. Металлоцены и сэндвич-комплексы  1.2.8. Активация CH  1.3. Химия твердых тел  1.3.1. Кристаллические структуры и решетки  1.3.2. Теория зон и электрические свойства  1.3.3. Дефекты в кристалле  1.3.4. Синтез твердых материалов  1.3.5. Магнитные и оптические свойства твердых тел  1.3.6. Сверхпроводимость  1.3.7. Ионика твердого состояния  1.4. Био-неорганическая химия  1.4.1. Металлопротеины и ферменты  1.4.2. Транспорт и хранение ионов металлов  1.4.3. Роль металлов в медицине  1.4.4. Катализ, вдохновленный биологией  1.4.5. Взаимодействия металлов с ДНК  1.4.6. Metal Complexes in Medical Science  1.5. Лантаноиды и актиноиды  1.5.1. Электронная конфигурация и степени окисления в лантаноидах и актиноидах  1.5.2. Спектральные и магнитные свойства в лантанидах и актиноидах  1.5.3. Разделение и извлечение лантаноидов и актинойдов  1.5.4. Координационная химия элементов f-блока  1.6. Химия главной группы  1.6.1. Химия соединений бора  1.6.2. Химия соединений кремния и германия  1.6.3. Химия соединений фосфора и серы  1.6.4. Органосиликатная химия  1.6.5. Химия инертных газов
  2. Органическая химия  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Реакции нуклеофильного замещения  2.1.2. Электрофильные реакции присоединения и замещения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перегруппировки  2.1.5. Радикальные реакции  2.1.6. Перициклические реакции  2.1.7. Фотохимические реакции  2.2. Стереохимия  2.2.1. Хиральность и оптическая активность  2.2.2. Структурный анализ  2.2.3. Стереоэлектронные эффекты  2.2.4. Асимметричный синтез  2.2.5. Динамическая стереохимия  2.3. Органометаллическая химия в органическом синтезе  2.3.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.3.2. Реакции сопряжения, катализируемые переходными металлами  2.3.3. Реакции, катализируемые палладием  2.3.4. Олефиновый метатезис  2.3.5. Катализ золота и серебра  2.4. Химия природных продуктов  2.4.1. Алкалоиды и терпеноида  2.4.2. Стероиды и флавоноиды  2.4.3. Полный синтез природных соединений  2.4.4. Биосинтез природных продуктов  2.5. Супрамолекулярная химия  2.5.1. Химия "хозяин-гость"  2.5.2. Самосборка и молекулярное распознавание  2.5.3. Супрамолекулярный катализа  2.5.4. Молекулярные машины
  3. Физическая химия  3.1. Термодинамика  3.1.1. Законы термодинамики  3.1.2. Химический потенциал и равновесие  3.1.3. Статистическая термодинамика  3.1.4. Неравновесная термодинамика  3.2. Квантовая химия  3.2.1. Уравнение Шрёдингера и его применения  3.2.2. Теория молекулярных орбиталей  3.2.3. Теория функционала плотности  3.2.4. Методы пост-Хартри–Фока  3.3. Химическая кинетика  3.3.1. Теория скорости реакции  3.3.2. Механизм и законы скорости  3.3.3. Катализ и кинетика ферментов  3.3.4. Динамика реакций  3.4. Спектроскопия и молекулярная структура  3.4.1. Инфракрасная спектроскопия  3.4.2. УФ-видимая спектроскопия  3.4.3. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  3.4.4. Масс-спектрометрия  3.4.5. Раманская спектроскопия  3.5. Поверхностная и коллоидная химия  3.5.1. Адсорбция и катализм  3.5.2. ПАВ и мицеллы  3.5.3. Коллоидная стабильность  3.5.4. Наноматериалы и интерфейсы
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Thin Layer Chromatography  4.1.4. Ионная хроматография  4.2. Электроаналитические методы  4.2.1. Вольтамметрия и Полярография  4.2.2. Кондуктометрия и потенциометрия  4.2.3. Кулонометрия  4.3. Спектроскопические методы  4.3.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.3.2. Флуоресцентная спектроскопия  4.3.3. Рентгеновская дифракция  4.3.4. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса  4.4. Хемометрика  4.4.1. Обработка данных и статистические методы  4.4.2. Мультдисциплинарный анализ  4.4.3. Машинное обучение в аналитической химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярное динамическое моделирование  5.2. Методы квантовой химии  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.4. Машинное обучение в химии  5.5. Аб иницио молекулярная динамика
  6. Биофизика и медицинская химия  6.1. Открытие и разработка лекарств  6.2. Кинетика ферментов и ингибирование  6.3. Подход к химической биологии  6.4. Взаимодействия белок-лиганд  6.5. Биоортогональная химия
  7. Химия материалов  7.1. Химия полимеров  7.1.1. Механизм полимеризации  7.1.2. Функциональные полимеры  7.1.3. Биоразлагаемые полимеры  7.1.4. Проводящие и полупроводниковые полимеры  7.2. Нанохимия  7.2.1. Наночастицы и наноструктуры  7.2.2. Наноматериалы на основе углерода  7.2.3. Квантовые точки  7.3. Энергетическая и экологическая химия  7.3.1. Battery and Fuel Cell Chemistry  7.3.2. Зеленая химия и устойчивые материалы  7.3.3. Фотокатализ

Докторант ↓


Органическая химия


Органическая химия — это дисциплина химии, которая занимается изучением структуры, свойств, состава, реакций и получения соединений, содержащих атомы углерода. Хотя разнообразие молекул можно считать органическим, определяющим критерием является наличие углерода. Учитывая, что углерод является тетраэдрическим, он может образовывать четыре ковалентные связи с другими атомами, обычно с водородом, кислородом, азотом и другими атомами углерода, что приводит к разнообразию структурно разнообразных соединений.

Характеристики органических соединений

Уникальность органических соединений возникает из необычной способности атомов углерода связываться друг с другом, чтобы образовывать длинные цепи и кольца. Универсальность углерода позволяет создавать различные молекулярные структуры, что приводит к многим уникальным свойствам органических соединений:

  • Структурное разнообразие: Количество соединений, которые можно отнести к органическим, намного больше, чем тех, которые можно отнести к неорганическим. Это связано со способностью атомов углерода образовывать стабильные связи с другими атомами углерода.
  • Изомерия: Органические соединения демонстрируют явление изомерии, когда соединения с одной и той же молекулярной формулой имеют различное структурное устройство. Это структурное разнообразие приводит к различным физическим и химическим свойствам.
  • Реакционная способность: Органические соединения участвуют в широком спектре химических реакций, и их реакционная способность может быть изменена функциональными группами, встроенными в углеродный каркас.

Типы органических реакций

Органические реакции можно грубо классифицировать на несколько типов в зависимости от механизма, который участвует в процессе:

  1. Реакции замещения: В этих реакциях атом или группа атомов в молекуле заменяется другим атомом или группой атомов. Типичный пример — галогенирование алкенов:
    CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl
  2. Реакции присоединения: Эти реакции включают присоединение атомов или групп к двойной или тройной связи. Пример — присоединение водорода к алкену:
    C₂H₄ + H₂ → C₂H₆
  3. Реакции отщепления: В реакциях отщепления элементы удаляются из соединения для образования двойной или тройной связи. Пример — дегидратация этанола до этилена:
    C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O
  4. Реакции перегруппировки: Эти реакции включают реорганизацию молекулярной структуры без добавления или удаления атомов. Пример — превращение спирта в альдегид или кетон:
    CH₃CH(OH)CH₃ → CH₃COCH₃

Функциональные группы и их значение

Органическая химия имеет уникальную особенность в отношении функциональных групп, которые представляют собой специфические группы атомов в молекулах, определяющие характерные реакции этих молекул. Одна и та же функциональная группа будет вести себя предсказуемо в различных молекулах. Некоторые общие функциональные группы включают:

  • Гидроксильная группа (–OH): Содержится в спиртах, например, этаноле (C₂H₅OH).
  • Карбоксильная группа (–COOH): Содержится в карбоновых кислотах, например, уксусной кислоте (CH₃COOH).
  • Аминогруппа (–NH₂): Содержится в аминах и аминокислотах, например, глицине (NH₂CH₂COOH).
  • Карбонильная группа (C=O): Содержится в кетонах и альдегидах, например, ацетоне (CH₃COCH₃).
Функциональная группа (C=O)

Стереохимия

Стереохимия — это изучение пространственного расположения атомов в молекулах и того, как это влияет на их физические и химические свойства. Органические молекулы могут существовать в различных изомерах, которые представляют собой соединения с одной и той же формулой, но различающиеся по расположению атомов. Некоторые важные концепции стереохимии включают:

  • Хиральность: Молекула является хиральной, если она имеет зеркальные изображения, которые не накладываются друг на друга. Эти молекулы имеют энантиомеры, которые представляют собой зеркальные изображения друг друга, так же как у человека есть левая и правая рука.
  • Стереоизомеры: Стереоизомеры имеют одну и ту же молекулярную и структурную формулу, но различаются пространственным расположением атомов. Примеры включают цис-транс изомеры и энантиомеры.

Хиральность является важной концепцией в фармацевтике, так как один энантиомер может иметь терапевтический эффект, а другой может быть вредным.

Применение органической химии

Органическая химия играет жизненно важную роль в повседневной жизни и важна во многих отраслях. Некоторые основные приложения включают:

  • Фармацевтика: Органическая химия находится в центре разработки лекарств и синтетических фармацевтических препаратов, дизайна новых лекарств на основе органических соединений.
  • Сельское хозяйство: Органические соединения, такие как пестициды и удобрения, повышают продуктивность и защищают урожай от вредителей и болезней.
  • Полимеры: Органическая химия необходима для производства полимеров, таких как пластмассы, резина и волокна, которые имеют широкое применение в промышленности и быту.
  • Биохимия: Понимание химии жизни связано с органическими молекулами, включая нуклеиновые кислоты, белки и углеводы.

Полимеры

Полимеры — это большие молекулы, состоящие из повторяющихся структурных единиц, называемых мономерами. Эти мономеры соединены ковалентными связями. Органические полимеры широко распространены в повседневной жизни и включают как синтетические полимеры, такие как пластмассы, так и натуральные полимеры, такие как белки и ДНК.

-[CH₂-CH₂]_n- (Полиэтилен) -[NH-CHR-CO]_n- (Полипептид)

Заключительные мысли

Обширная область органической химии является фундаментальной для многих научных и прикладных областей. Ее изучение и исследование предоставляет представления о молекулярной основе жизни и основе многих технологических достижений. От простых углеводородов до сложных биомолекул, органическая химия остается динамичной и важной наукой, которая продолжает развиваться с развитием новых технологий и теоретических подходов.


Докторант → 2


U
username
0%
завершено в Докторант

← Предыдущий (1.6.5)
Химия инертных газов
Следующий (2.1) →
Механизм реакции

Комментарии 



Органическая химия

https://www.chemistryelite.com/phd/2?ceal=ru