شیمی آلی چیست؟

شیمی آلی مطالعه ساختار، ویژگی‌ها و واکنش‌های شیمیایی تمام ترکیبات آلی است. مطالعه ساختار، ترکیبات و فرمول شیمیایی آن‌ها را تعیین می‌کند و بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی و ارزیابی واکنش‌پذیری شیمیایی، برای درک رفتار ترکیبات آلی است. واکنش‌های آلی نیز شامل سنتز ترکیبات طبیعی، داروها، پلیمرها و مطالعه تک تک مولکول‌های آلی در آزمایشگاه و همچنین مطالعات تئوری و محاسباتی (in silico) آنها است.

امروزه ترکیبات آلی اجزای اصلی تشکیل‌دهنده پلاستیک‌ها، صابون‌ها، عطرها، شیرین کننده‌ها، پارچه‌ها، مواد دارویی و بسیاری از مواد دیگری هستند که ما بطور روزمره از آن‌ها استفاده می‌کنیم. ارزش این ترکیبات آلی نشان‌دهنده اهمیت زیاد رشته “شیمی آلی” به‌عنوان یکی از گرایش‌های شیمی است.

زمانی در تاریخ تصور می‌شد که فقط موجودات زنده قادر به سنتز ترکیبات حاوی کربن موجود در سلول‌ها هستند. نخستین شیمیدان‌ها مواد جدا شده از موجودات زنده (گیاهان و جانوران) را به عنوان نوع متفاوتی از مواد که نمی‌توان به طور مصنوعی سنتز کرد، می‌دانستند و این مواد به عنوان ترکیبات آلی شناخته می‌شدند و اصطلاح “آلی” به آن ترکیبات اطلاق می‌شد. ولی با گذشت زمان و انجام تحقیقات، نشان داده شد که ترکیبات حاوی کربن را می‌توان از مواد معدنی سنتز کرد، اما همچنان اصطلاح “آلی” باقی مانده است.

ترکیب آلی دقیقاً چه مولکول‌هایی هستند؟

اگرچه هنوز یک تعریف واحد و دقیق برای ترکیبات آلی توسط جامعه شیمی ارائه نشده است ولی اکثریت با این نظر موافقند که ویژگی تعیین‌کننده مولکول‌های آلی وجود کربن به عنوان عنصر اصلی در ساختار آن‌ها است، که با هیدروژن و سایر اتم‌های کربن پیوند دارد. در حال حاضر، ترکیبات آلی به عنوان ترکیبات با پیوند کووالانسی حاوی کربن، به استثنای کربنات‌ها، اکسیدها و سانیدها تعریف می‌شوند. با این تعریف ترکیباتی مانند کربن دی اکسید (CO₂) و سدیم کربنات Na₂CO₃ جزو ترکیبات معدنی محسوب می‌شوند.

چند مولکول کربن‌دار وجود دارد؟

برآورد فعلی این است که حدود 20 میلیون ترکیب آلی شناخته شده وجود دارد. دلیل عدم قطعیت در این مورد این است که هر روز دانشمندان ترکیبات جدیدی کشف می‌کنند. برخی از این مواد بخش مهم و قابل توجهی از یک پروژه تحقیقاتی هستند و برخی برای بازار تجاری سنتز می‌شوند. می‌توان گفت اطلاعات ما از تعداد ترکیبات آلی شناخته شده به‌سرعت قدیمی می‌شود. در شکل زیر فقط 12 مورد از میان 20 میلیون ترکیب آلی یا بیشتر نشان داده شده است.

شیمی آلی یک موضوع بسیار گسترده و پیچیده است. میلیون‌ها ترکیب آلی شناخته شده وجود دارد (بسیار بیشتر از تعداد ترکیبات معدنی). دلیل آن، در منحصر به فرد بودن ساختار کربن و قابلیت‌های پیوند این عنصر است. کربن دارای چهار الکترون ظرفیتی است و بنابراین می‌تواند چهار پیوند کووالانسی در ترکیبات ایجاد کند. کربن این قابلیت را دارد که به طور مکرر به خود متصل شود و زنجیره‌های بلندی از اتم‌های کربن و همچنین ساختارهای حلقوی ایجاد کند. علاوه بر این، پیوندها ممکن است پیوندهای کووالانسی ساده، دو یا سه گانه باشند. کربن به راحتی با سایر عناصر مانند کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، فسفر و هالوژن‌ها پیوند کووالانسی ایجاد می‌کند.

ارتباط بین شیمی آلی و بیوشیمی:

رشته بیوشیمی تا حدودی با شیمی آلی همپوشانی دارد. بیوشیمی مطالعه شیمی سیستم‌های زنده است. بسیاری از ترکیبات بیوشیمیایی به عنوان مواد شیمیایی آلی در نظر گرفته می‌شوند. به عنوان مثال، کافئین و متیونین از نظر کاربرد در بدن، مواد بیوشیمیایی هستند، اما از نظر ساختار و واکنش شیمیایی مواد شیمیایی آلی هستند.

جمع‌بندی:

ترکیبات آلی به عنوان ترکیبات با پیوند کووالانسی حاوی کربن، به استثنای کربنات‌ها، اکسیدها و سیانیدها تعریف می‌شوند. (با این تعریف، ترکیباتی مانند کربن دی اکسید و سدیم کربنات، ترکیبات غیر آلی در نظر گرفته می‌شوند.) شیمی آلی مطالعه تمام ترکیبات آلی و بیوشیمی مطالعه شیمی سیستم‌های زنده است.

لطفاً نظر ارزشمند خود را درباره این مقاله در بخش دیدگاه بنویسید.