الكيمياء العضوية

البوليمرات
أحد الخواص الهامة للكربون في الكيمياء العضوية أنه يستطيع تكوين مركبات معينة, تستطيع الجزيئات المفردة لهذه المركبات ربط نفسها ببعض, وبالتالي تكوين سلسلة أو شبكة. وتسمى هذه العملية بلمرة وتسمى السلاسل أو الشبكات المتكونة بوليمرات, بينما يطلق على الجزئ المكون لها بالمونومر. وتوجد مجموعتان رئيسيتان لهذه المركبات: المجموعة التى يتم تصنيعها وتسمى البوليمرات الصناعية, والبوليمرات التى توجد بصورة طبيبعة وتسمى بوليمرات حيوية.
وبمجرد الحصول على أول بوليمر بطريقة صناعية: الباكالايت, إتجهت صناعة البوليمرات نحو النمو بصورة كبيرة. ومن البوليمرات العضوية الشائعة الإستخدام بولى إثيلين أو البوليثين, البولى بروبيلين, النايلون, التيفلون أو PTFE, البولى إستر, البولى ميثيل ميثا أكريلات (البلاستيك الشفاف), بولى فينيل كلوريد PVC.
وكل هذه الأنواع عامة ولكن يوجد لكل منها تفرعات كثيرة بخواص فيزيائية مختلفة لإستخدامات مختلفة. وبتغيير ظروف عملية البلمرة يتغير التركيب الكيميائي للبوليمر الناتج وذلك بحدوث تعديلات في طول السلسلة, أو التفرع, أوالترتيبية. وعند البدء بمونومر واحد فإن البوليمر الناتج يكون متجانس. ويمكن استخدام أكثر من مونومر لإنتاج بوليمر مشترك كما يمكن التحكم في درجة اتحاد مكونات البوليمر ببعضها البعض. وتعتمد الخواص الفيزيائية مثل الصلابة, الكثافة, قوة الشد, مقاومة الإحتكاك, مقاومة الحرارة, اللون على التركيب النهائي.
المادة الوحيدة الأخرى التى يمكن أن ينتج منها بوليمرات هى السيليكون. وللسليكونات إختلافات رئيسية عن البوليمرات الناتجة من الكربون, حيث انه بخلاف الرابطة الأساسية في البوليمرات الكربونية كربون-كربون, ترتبط ذرات السيليكون ترتبط معا بطريقة غير مباشرة عن طريق روابط من الأكسجين.الفحوم الهدروجينية
الفحوم الهدروجينية هي المركبات العضوية التي تتألف من الكربون والهدروجين فقط ، ويمكن أن تكون مفتوحة السلاسل الكربونية أو حلقيتها. تقسم جميع هذه المركبات إلى مركبات مشبعة ترتبط ذراتها بروابط بسيطة من النوع سيغما فقط وهي الألكانات، ومركبات غير مشبعة تحتوي على الروابط المضاعفة ثنائية أو ثلاثية،ويمكن أن تكون ألفاتية أو عطرية. تشمل الفحوم الهدروجينية غير المشبعة الأليفاتية:الألكنات وحلقي الألكنات والألكينات وحلقي الألكينات.
تصنف الفحوم الهدروجينية بحسب فعاليتها تجاه بعض الكواشف وفق ما يلي:
أولاً:
منحلة في حمض الكبريت المركز ( فحوم هدروجينية غير مشبعة أو عديدات حد لألكيل البنزن) .
أ- لا تزيل لون محلول البروم في CCl4 بالبارد فهي عديدات الحد لألكيل البنزن .
ب- تزيل لون محلول البروم في CCl4 بالبارد فهي فحوم هدروجينية غير مشبعة.
ثانياً:
غير منحلة في حمض الكبريت المركز ولا تزيل لون محلول البروم في CCL4 ( فحوم هدروجينية مشبعة أو عطرية).
أ-غير منحلة في الأوليوم ودي متيل سلفات فهي فحوم هدروجينية مشبعة.
ب-منحلة في الأوليوم ودي متيل سلفات فهي فحوم هدروجينية عطرية.تجربة 1:
برومة الفحوم الهدروجينية الأليفاتية:

المواد المستعملة:
فحوم هدروجينية مشبعة سائلة وفحوم هدروجينية غير مشبعة سائلة ، البروم (محلول 3% في رباعي كلور الكربون).
طريقة العمل:
أضف إلى 1مم من الفحم الهدروجيني المدروس ( أو خليط من الفحوم الهدروجينية) في أنبوب اختبار نظيف وجاف قطرة فقطرة محلول البروم مع الخض الخفيف للأنبوب.
إذا لم يختف اللون الأصفر بالبارد سخن بلطف.
يفسر زوال لون محلول البروم بضمه إلى الفحوم الهدروجينية غير المشبعة ذات الروابط المزدوجة والثلاثية،ضماً سريعاً يتم في درجة الحرارة العادية.

تجربة 2 :
أكسدة الفحوم الهدروجينية بفوق منغنات البوتاسيوم (تفاعل فاغنر):

المواد المستعملة:
فحوم هدروجينية مشبعة سائلة، وأخرى غير مشبعة سائلة،فوق منغنات البوتاسيوم 5%
طريقة العمل:
أضف إلى 1 مل من المادة المدروسة أولاً حجماً مساوياً من محلول كربونات الصوديوم وبعد ذلك أضف بالتدريج قطرة فقطرة مع الخض الشديد محلول فوق منغنات البوتاسيوم حتى توقف اختفاء لونه الزهري.
عند احتواء خليط التفاعل على الفحوم الهدروجينية المشبعة فقط فإن اللون الزهري للطبقة المائية الناتجة من القطرات الأولى لمحلول فوق منغنات البوتاسيوم يبقى دون تغيير.
يكشف عن وجود الفحوم الهدروجينية غير المشبعة باختفاء لون محلول KMnO4 مع ظهور راسب ثقيل على شكل ندف بنية اللون. وعند الأكسدة البطيئة أو المحتوى القليل للمركبات غير المشبعة يتحول اللون البنفسجي للطبقة المائية إلى اللون الأحمر.

تجربة 3:
تفاعل الفحوم الهدروجينية الأليفاتية مع حمض الآزوت المركز:

المواد المستعملة:
فحوم هدروجينية مشبعة سائلة وأخرى غير مشبعة سائلة، حمض آزوت مركز.
طريقة العمل:
أضف إلى 1 مل من المادة المدروسة حجماً مساوياً من حمض الآزوت المركز (بحذر) ،خض الخليط الناتج ،أولا بحذر ثم بقوة لعدة دقائق.
يظهر تأثير حمض الآزوت المركز في الفحوم الهدروجينية غير المشبعة بتلون خليط التفاعل باللون البني وبانتشار حرارة،تكون أحياناً كبيرة جداً .لا تتغير الفحوم الهدروجينية المشبعة في هذه الشروط.خواص المواد العضوية
المركبات العضوية غالبا ما تكون مرتبطة تساهميا. وهذا يسمح بوجود الأشكال البنائية الفريدة مثل السلاسل الطويلة والحلقات. والسبب لإستطاعة الكربون تكوين مثل التركيبات الفريدة والمركبات العديدة للكربون هو يمكن أن تكون روابط تساهمية ثابتة مع بعضها. وبعكس المواد الغير عضوية, فإن المركبات العضوية تذوب, تغلى, تتأصل, وتتحلل تحت 300 °C. وتميل المركبات العضوية المتعادلة لأن تكون ذوبانها أقل في الماء بالمقارنة بعديد من الأملاح الغير عضوية, فيما عدا بعض المركبات مثل المركبات الأيونية العضوية والكحولات ذات الوزن الجزيئي المنخفض, الأحماض الكاربوكسيلية حيث تتواجد رابطة هيدروجينية.
وتميل المركبات العضوية للذوبان في المذيبات العضوية والتى غالبا ما تكون مواد نقية مثل الإيثر أو الإيثانول أو المخاليط مثل المذيبات البارافينية مثل الإيثرات البترولية المختلفة, الروح البيضاء, أو مدى المخاليط الأروماتية النقية التى يتم الحصول عليها من تقطير البترول بالفصل الفيزيائي أو بالتحويل الكيمياء. الذوبانية في المذيبات المختلفة تعتمد على نوع المذيب وعلى المجموعة الفعالة في حالة وجودها. ويتم دراسة المحاليل بواسطة علم الكيمياء الفيزيائية. ومثل الأملاح الغير عضوية يمكن للمركبات العضوية أن تكون بللورات. الخواص الفريدة للكربون في المركبات العضوية راجعة لأن تكافؤه لا يجب أن يؤخذ عادة من العناصر الأخرى, وعندما لا يتم, فإنه ينتج عن ذلك حالة تسمى إصطلاحا |بعدم التشبع. وفى هذه الحالة نتحدث عن الرابطة ثنائية أو ثلاثية بين ذرتي كربون. ويسمى التبادل الذى يحدث بين الرابطة الأحادية والرابطة الثنائية في سلسلة بترافق الروابط المزدوجة. بينما يمثل البناء الأروماتي حالة خاصة والتى يحدث الترافق فيها في حلقة مقفولة.