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有機化学の基本md 359373e
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有機化学の基本
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1導入
この講義では、有機化学を炭素が作る骨格と、そこにつく官能基の組み合わせを読む分野として解説する。
有機化合物は数が多いが、見方は単純である。炭素骨格が形を決め、官能基が反応性を大きく変える。
2用語と定義
有機化合物とは、炭素を骨格に含む化合物を中心とする物質群である。ただし二酸化炭素、炭酸塩などは慣用的に無機化合物として扱う。
炭素骨格とは、炭素原子どうしのつながり方である。
官能基とは、有機化合物の性質や反応性を特徴づける原子団である。
構造式とは、原子の結合順序を表す式である。
3方針
有機化合物を見たら、次の順序で読む。
- 炭素骨格が鎖状か環状かを見る。
- 単結合、二重結合、三重結合を確認する。
- 同じ分子式で別構造がありうるかを見る。
- 官能基を探し、分類と反応性へ接続する。
4厳密な説明
4.1原理 1:炭素の四価性が多様な骨格を可能にする
仮定として、炭素原子が 4 本の共有結合を作れるとする。結論は、炭素が鎖状、分岐、環状の骨格を作れることである。
証明する。炭素原子 1 個は 4 本の結合手をもつ。結合手の一部を他の炭素原子との結合に使い、残りを水素や他の原子との結合に使える。炭素どうしの結合を直線的に続ければ鎖状、途中から枝を出せば分岐、端どうしを結べば環状になる。したがって多様な炭素骨格が可能である。□
4.2整理 2:炭素骨格と官能基を指定すると分類が安定する
仮定として、有機化合物の炭素骨格と官能基が分かっているとする。結論は、その化合物の分類を一貫して決められることである。
証明する。炭素骨格は炭素原子の接続を決める。官能基は特徴的な反応性を決める原子団である。分類とは、接続と特徴的な原子団に基づいて同じ型の物質を集めることである。したがって両者を指定すれば、分類の基準が固定される。□
5見分け方
| 見るもの | 意味 |
| 炭素数 | 骨格の大きさ |
| 結合順序 | 飽和か不飽和か |
| 分岐や環 | 異性体の可能性 |
| 官能基 | 分類と反応性 |
6どこまで成立するか
「有機」と「無機」の境界は歴史的な分類を含む。炭素を含めば常に有機化合物というわけではない。二酸化炭素や炭酸塩は例外として押さえる。
7最終形
\boxed{\text{有機化合物は炭素骨格と官能基で読む}}
8一言でいうと
有機化学は、炭素が作る骨格に官能基を重ねて物質を読む分野である。