مفاتيح مملكة الكيمياء العضوية

بسم الله الرحمن الرحيم

مرحباً بكم اخواني
وأخواتي في درس مفاتيح مملكة الكيمياء العضوية ، هذه المملكة التي تعتبر
أحد الفروع الرئيسية لعلم الكيمياء . المملكة التي نعيش داخلها وتمس جوانب
مهمة من حياتنا بخيرها وشرها .

وسأحاول بإذن الله في هذا الدرس أن أطرح الأسس والقواعد التي يحتاجها طالب اعدادي هندسة لدراسة الكيمياء العضوية

أهداف الدرس

يتوقع من الطالب في نهاية الدرس أن :
1- يذكر مفهوم الكيمياء العضوية .
2- يشرح سبب اهتمامنا بالكيمياء العضوية.
3- يعددمصادر المركبات العضوية
4- يحددالتركيب العنصري للمركبات العضوية .
5- يذكرثلاثاً من الأسباب التي أدت إلى كثرة المركبات العضوية .
6_ يوضح نوع الروابط في المركبات العضوية .
7_ يصنف الروبط المكونة للمركبات العضوية من حيث نوع المجالات الذرية المتداخلة في تكوين هذه الروابط .
8- يشرح كيفية فك الروابط في المركبات العضوية .
9- يصنف المركبات العضوية اعتماداً على المجموعات الوظيفية .
10- يعرّف الهيدروكربونات .
11- يصنف الهيدروكربونات إلى طوائفها .
12-يميز بين الصيغة الأولية والجزيئية والبنائيةفي المركبات العضوية .
13- يوضح مفهوم التشكل .

الخلفية التعليمية
قبل البدء في شرح هذا الدرس ينبغي على المعلم التأكد من توفر الخلفية
التعليمية لهذا الموضوع لدى الدارسين والتي تتمثل في المتطلبات التالية :
مفهوم علم الكيمياء .
عنصر الكربون وموقعه في الجدول الدوري .
الروابط الكيميائية .

الوسائل التعليمية
الوسيلة التعليمية سلاح المعلم الذي يستخدمه لايصال الدرس إلى طلابه وعليه
أن يستخدم كل ما يمكنه استخدامه من وسائل وفي الوقت المناسب ، سبورة ،
أقلام ملونة ، كتاب الطالب ، شفافيات ، صور ، عروض حاسوبية ... الخ

اجراءآت التدريس
سأسلك في شرحي لهذا الدرس أسلوب السؤال والجواب ، فبيتكم يسأل والمملكة تجيب .

نبدأ بالمقدمة
بسم الله

مرحباً بكِ مملكة الكيمياء العضوية في بيت معلمي الكيمياء، هل لنا أن نعرف من أنتِ ، وأين تقعين ومن هم شعبك؟

أنا الكيمياء العضوية ( Organic chemistry ) فرع من الكيمياء اهتم بدراسة
مركبات عنصر الكربون ( carbon ) . أما موقعي فهو في كل مكان على وجه هذه
المعمورة وأما شعبي فهم كل المواد التي يدخل في تركيبها الكربون عدا قلة
من المركبات الكربونية كثاني أكسيد الكربون (carbon dioxide ) مثلاً .

نلاحظ اهتماماً كبيراً بكِ أيتها المملكة في أوساط
الكيميائيين فهناك الكثير من العلماء متخصصين بالكيمياءالعضوية كما أن
هناك العديدمن الكتب والمؤلفات تتحدث فقط عن أفراد مملكتك ، ترى ماهو سبب
هذا الاهتمام ؟
يرجع الاهتمام بمملكتي وبأفراد شعبي مركبات الكربون إلى عدة أسباب في الحقيقة منها :

أولاً : كثرة مركبات الكربون , حيث يبلغ عدد مركبات الكربون المعروفة
اليوم ما يقارب 3 مليون مركب , وهذا العدد أكبر من عدد مركبات العناصر
الأخرى مجتمعة .

ثانياً : أهمية مركبات الكربون بالنسبة للإنسان , فمركبات الكربون تحتل
مكانة مهمة في حياة بني البشر فالغذاء والسكن والملابس والأدوية والمنظفات
والمبيدات الحشرية وادوات التجميل معظمها من المركبات العضوية.

ثالثاً : تميز المركبات العضوية بخصائص فيزيائية وكيميائة خاصة تتميز بها
عن غيرها من مركبات العناصر الأخرى كما أن تفاعلات المركبات العضوية ذات
جانب مميز إلى حد كبير فعلى سبيل المثال لوحظ أن التفاعل في الجزيء العضوي
يحدث في جزءٍ معين داخل الجزيء بينما يبقى معظم الجزيء بعيداً عن التفاعل .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

جميل ، هل لنا أن نعرف ما هي أهم أسباب كثرة مركبات الكربون ؟

الحقيقة أن هناك الكثير من الأسباب التي أدت إلى كثرة أفراد مملكتي من أهمها ما يلي :
1- قدرة ذرات الكربون على الإرتباط ببعضها بروابط قوية مكونة سلاسل جزيئية مختلفة الأشكال والأحجام .
2- قدرة ذرات الكربون على الارتباط بذرات عناصر اخرى كالأكسجين والنيتروجين والهالوجينات وغيرها .
3- اختلاف طريقة ارتباط العناصر في الجزيئات العضوية , وهذا ما يعرف باسم ظاهرة التشكل ( Isomer ) .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ما هي مصادر المركبات العضوية ؟
قديماً كانت أعضاء الكائن الحي هي المصدر الأساسي لمركبات الكربون , ومن
هنا جاءت كلمة (العضوية) ,أما اليوم فإن النفط والفحم الحجري يعتبران من
أهم مصادر المركبات العضوية .

هل صحيح أن المركبات العضوية لا تنتج إلا في أوساط حية ؟
أبداً هذا الكلام غير صحيح على الاطلاق ولعل مرد هذا المفهوم الخاطيء يعود
إلى ما قبل عام 1828 للميلاد عندما كانت نظرية القوة الحيوية ( life force
) مسيطرة على الأذهان ولكن تلاشى هذا المفهوم بمجرد أن اوضح فرديريك فوهلر
( Friedrich Woehler ) أنه يمكن تحضير مركبات عضوية في المختبر وتمكن
فعلاً من تحضير اليوريا من عملية تبخير ملح سيانات الامونيوم وهو ملح غير
عضوي كما تعرفون .
سمعنا أن هناك تصنيفاً جيداً لأفراد مملكتك ( المركبات العضوية ) ، نحب أن نسمع عن هذا التصنيف .
نعم نظراً لكثرة المركبات العضوية وتسهيلاً لدراستها فقد تم تصنيف
المركبات العضوية إلى عوائل أو طوائف تجمع أفراد كل عائلة صفات مشتركة .
وقد تمت عملية التصنيف اعتماداً على ما يعرف باسم المجموعة الوظيفية .

المجموعة الوظيفية ؟ ماذا يعني هذا المصطلح ؟
المجموعة الوظيفية عبارة عن جزء من المركب العضوي ( رابطة أو ذرة أو
مجموعة ذرات ) . هذا الجزء يحدد الخواص الفيزيائية والكيميائية للمركب
فهناك طائفة الهيدروكربونات والتي تصنف إلى ثلاث عوائل أصغر هي الالكانات
والالكينات والالكاينات كما أن هناك طائفة هاليدات الالكيل والأغوال
والايثرات ...... الخ .

والصور الثلاث التالية توضح أهم طوائف المركبات العضوية .

الالكانات والالكينات والالكاينات وهاليدات الالكيل .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

الأغوال والايثرات والالدهيدات والكيتونات .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] الصورة تم تصغيرها تلقائيا . اضغط على هذا الشريط ليتم عرض الصورة بحجمها الأصلي. حيث أن ابعاد الصورة الأصلية هي 650×336.

الأحماض العضوية والاسترات والأمينات والأميدات .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] الصورة تم تصغيرها تلقائيا . اضغط على هذا الشريط ليتم عرض الصورة بحجمها الأصلي. حيث أن ابعاد الصورة الأصلية هي 644×415.

وبما ان احنا مش مقرر علينا غير الهيدروكربونات فهنقوم بشرحها فقط منعا للأحراج [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ماهي الهيدروكربونات ؟
الهيدروكربونات هي المركبات العضوية التي تتألف من عنصري الكـربون
والهيـدروجين فقـط . وهي في الحقيقة أبسط المركبات العضوية وأهمها لانها
تعتبر أساس المركبات العضوية كلها .

والهيدروكربونات البسيطة تسمى بأسماء لاتينيــة تتـألف من مقطـعين الأول
يشير إلى عدد ذرات الكــربون والأخيــر يدل على صنف الهيدروكاربون.
فبالنسبة لعدد ذرات الكربون يستخدم فيها ألاعداد اللاتينية وهي على الترتيب من واحد إلى عشرة كالتالي :

meth، eth ، prop، but ، pent ، hex ، hept ، oct ، non ، dec
ميث ، ايث ، بروب ، بيوت ، بنت ، هكس ، هبت ، اوكت ، نون ، ديك

أما المقطع الأخير الذي يدل على نوع الهيدروكربون فهي :

آن للدلالة على الالكان
اين أو لين للدلالة على الالكين
آين للدلالة على الالكاين .

كما أن هناك ما يعرف باسم جذور الالكيل وهي في الحقيقة ليست مركبات ولا
وجود لها في الواقع وانما هي على الورق فقط استحدثت لتسهيل عملية التسمية
وهي عبارة عن مجموعـات هيدروكربونيــة مشتقــة من الألكانات باسقاط ذرة
هيدروجين ، وتسمى باستبدال المقطع ( آن ) في الألكان بالمقطع ( ايل ).

ولا يفوتني أن أقول أيضاً أنه نظراً لكثرة أعضاء طائفة الهيدروكربونات فقد قمنا أيضاً بتصنيفها إلى مجموعتين رئيسيتين وهما :

الهيدروكربونات الالفاتية والهيدروكربونات العطرية

وذلك لتسهيل دراستها والشكل التالي يوضح عملية تصنيف الهيدروكربونات الالفاتية :

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

أما الصورة التالية فهي لتوضيح طريقة تسمية الهيدروكربونات بشكلٍ عام .

تسمية الهيدروكربونات صورة مكبرة وواضحة جداً .
والصورررررررررررره دي مهممممممممه جدا وهتسهل علينا مليون حاجه احنا مش فاهمينها

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] الصورة تم تصغيرها تلقائيا . اضغط على هذا الشريط ليتم عرض الصورة بحجمها الأصلي. حيث أن ابعاد الصورة الأصلية هي 747×547.

نلاحظ في التصنيف السابق مصطلحي الفاتية وعطرية ، فما المقصود بهما ؟

نقصد بالهيدروكربونات الالفاتية هي كل الهيدروكربونات ذات السلاسل المفتوحة وكذللك الهيدروكربونات ذات السلاسل الحلقية غير العطرية .

أما الهيدروكربونات العطرية فهي هيدروكربونات حلقية تحتوي على روابط ثنائية في وضع متبادل .

ويعتبر البنزين العطري اللبنة الأساسية في تركيب المركبات العطرية .

معلومات إثرائية .

التشكل ( Isomer )

كما ذكر أعلاه فإن المقصود بالتشكل تشابه عدة مركبات في نوعية وعدد الذرات المكونة للجزيء واختلافها في ترتيب الذرات .

وهناك نوعين من المتشكلات بشكلٍ عام : متشكلات بنائية (structural isomerism ) و متشكلات فراغية ( stereoisomerism ) .

المتشكلات البنائية لها ثلاث أنواع :

متشكلات السلسلة ( Chain isomerism )

متشكلات الموضع ( Position isomerism )

متشكلات المجموعة الوظيفية ( Functional group isomerism )

dimethyl ether CH3-O-CH3
ethanol CH3CH2-O-H

أما المتشكلات الفراغية فنوعين :

متشكلات هندسية ( Geometric isomerism )

متشكلات ضوئية ( Optical isomerism )

وبكده نكون تقريبا خلصنا العضويه بأسلوب بسيط و الصور دي مش هتخلينا ننسى اي حاجه تاني ان شاء الله.

» قصة الأندلس - لدكتور عمرو خالد كامله