الكيمياء العضوية لها دور كبير في الحياة وخاصة في الصناعة، حيث تستخدم في العديد من الصناعات المفيدة للحياة، ومن خلالها يتم دراسة تركيب المواد الكيميائية المعقدة والتفاعلات الكيميائية الضخمة والخطيرة، وتنتج العديد من المنتجات المهمة مثل منتجات البترول، البلاستيكيات، الصبغات والكثير من المنتجات الأخرى، ويمكن البحث عن المزيد من الفوائد الأخرى للكيمياء العضوية.
الكيمياء العضوية
لفهم أهمية الكيمياء في حياتنا، يجب أولا فهم مقدمة الكيمياء العضوية. فالكيمياء العضوية مهمة جدا وتحتاج إلى الكثير من الجهد والتدريب المستمر لكي لا يتم نسيانها، لأنها تتعلق بالتركيبات والتفاعلات التي يمكن أن تؤدي إلى تغير شكل المركبات وتحولها إلى منتجات جديدة. كما أن التركيب الفراغي للمركبات يمكن أن يؤثر على خصائصها، مثلما يمكن أن يكون لدواء وسم نفس التركيب ولكن يختلفان في الشكل الفراغي، ولذلك فإن دراسة التفاعلات في الكيمياء العضوية تستحق الاهتمام والدراسة بجد.
فروع ومجالات الكيمياء العضوية
في مقدمة الكيمياء وتقسيماتها، هناك العديد من الفروع في الكيمياء العضوية، مثل الكيمياء العضوية 1 والكيمياء العضوية 2 والكيمياء العضوية 3 والكيمياء الفراغية والعديد من الفروع الأخرى.
الكيمياء العامة
- تهتم الكيمياء العامة بدراسة المبادئ الأساسية للكيمياء، حيث تقوم بدراسة الفروق بين الكيمياء العضوية والكيمياء غير العضوية وعلاقتها بالذرة والإلكترونات ومداراتها وشحنات النواة الفعالة والترابط الكيميائي.
- تهتم أيضا بدراسة هياكل لويس والمركبات الخاصة بها، والرابطة الأيونية والتساهمية.
- تختص بدراسة الأحماض والقواعد، وقانون هس الأول والثاني.
- الخواص الحركية والاتزان الكيميائي.
الترابط في البنية والرنين
- تُعدّ دراسة الكيمياء العضوية من الأقسام الكيمياء الهامة، حيث تختص بدراسة المفاهيم الأساسية والمدارات الذرية، وتشمل دراسة الميثان رباعي السطوح، والمدارات المهجنة وتحديد نوع التهجين، وتحديد قوة الروابط الكيميائية.
- يتم دراسة الأنواع المختلفة للسندات، بما في ذلك الرسوم الرسمية وكيفية حسابها، ويتم تحديد تدفق الرسوم الجزئية الإلكترونية.
- تحتوي كل ذرة على القوى الأربعة، ويتم دراسة تأثير درجة الغليان على هذه الروابط، وهناك ثلاثة اتجاهات لتغيير درجات الغليان للمركب.
- استخدام الكهرباء لمعرفة الكثافة الإلكترونية.
- تشمل دراسة الرنين واستخدام الأشكال المختلفة للرنين عن طريق الأسهم المنحنية ودراسة قواعد الرسم وتحديد الهيكرة الأفضل للرنين من خلال استخدام الكهربية.
- تتضمن الدراسات تقييم الهياكل الرنينية ذات الرسوم السلبية، بما في ذلك الهياكل ذات الشحنة الموجبة، والاستكشاف الحيوي للتبرع، وتقييم الرنين، وتجنب الأخطاء الشائعة الثلاثة في رسم الرنين، والاستفادة من الرنين في فهم التفاعلية وتطبيق الكهرسلبية.
- استخدامات التهجين المختلفة وهكياكل الرنين.
التفاعلات القاعدية الحمضية
- تعد دراسة التفاعلات الحمضية القاعدية أمرا مهما جدا في الكيمياء العضوية، حيث كلما زادت قوة الحمض، كلما كانت القاعدة المصاحبة للحمض أضعف، والعكس صحيح.
- تتضمن دراسة اتجاهات الحموضة وعوامل الخمسة التي تؤثر عليها والتركيز على التفاعلات الحمضية استخدام جدول PKa
- تتضمن التفاعلات السريعة القاعدية الحمضية دراسة تمدد القيم خلال الحجم وكيفية تأثير البروتونات على التفاعل، وتساعد في تجنب المشكلات المتعلقة بالقاعدة الحمضية.
الألكانات وتسميتها
- تسمية الألكانات من الأمور المهمة التي تتم دراستها بالإضافة إلى المجموعات الوظيفية والمعاني الخاصة بالأقواس المستخدمة.
- تعتبر الفروع الموجودة في المركبات مهمة لفهم عمليات الانصهار والغليان، والطرق المختلفة لرسم البيوتان، ولفهم الأخطاء الشائعة التي تحدث عند رسم الكربون رباعي السطوح والكربون الخماسي.
- تتضمن دراسة جدول المجموعات الوظيفية المستخدم في التسمية، تسمية الأيوباك المشهورة جدًا لتسمية المركبات بطرق سهلة جدًا.
- التطابق والهكسان الحلقي
- يُعد الهكسان الحلقي واحدًا من أهم المركبات التي يتم دراستها فيما يتعلق بالتدخلات المختلفة، والبروبان الأيزوميرات وإسقاط التيومان للبوتان.
- يعتبر دراسة الألكانات الحلقية مثيرة للاهتمام لأنها تتضمن دراسة الأيزومرات الهندسية المختلفة في الحلقات، بما في ذلك الرابطات المستقلة والعابرة.
- يتم حساب سلالة الحلقة في السيكلوألكانات، ويتم معرفة تطابق السيكلوهكسان وشكله في الفراغ.
- يتم دراسة كيفية رسم السيكلوهكسان على شكل كرسي، ودراسة الهكسان الحلقي وعلاقته بالطاقة.
- تقوم عملية ترتيب البديلات الكبيرة في الهكسان الحلقي ودراسة طريقة الترتيب، بالإضافة إلى دراسة الهكسان الحلقي المستبدل، وتحديد الشكل المستقر في الطاقة للسيكلوهكسان، ويتم تحديد نوع الانصهار والشكل بواسطة السيز والترانس.
- تعد تسمية الحلقات الثنائية مهمة للغاية، فضروري معرفة درجة الانصهار ودراسة قاعدة بريديت.
أساسيات التفاعلات العضوية
- تعد التفاعلات العضوية من أهم التفاعلات، حيث يتم تحديد القسم الأساسي للتفاعلات وتحرك الإلكترونات لتكوين مركبات جديدة.
- لمعرفة الشقين في التفاعل يجب معرفة سبب حركة الإلكترونات وتدفقها وتحديد الشحنة السالبة والشحنة الموجبة على المركبات.
- يتم تحديد العوامل السبعة التي تؤثر على الشحنة السالبة وما يشابهها التي تؤثر على الشحنة الموجبة، ويتم أيضًا تحديد الرسوم التي قد تكون مضللة.
- تهدف دراسة النواة، والكهرباء، والتفاعلات التي تتم باستخدام الأقواس المنحنية إلى تحديد طرق حركة الإلكترونات والذيول والرؤوس في الجزيئات.
- يتضمن تحديد العناصر الثلاثة الأساسية للنواة الخلوية وما يسببها للنواة الخلوية ودراسة المجموعة التي تتحرك في الاتجاه المضاد والأسباب وراء الحصول على مجموعة جيدة للانفصال.
- يتعين علينا معرفة أسباب استقرار الكربوهيدرات الثلاثة والدول الانتقالية والثلاثة الأخرى التي تسبب عدم استقرار الكربوهيدرات.
- دراسة هاموند المسلمة وقاعدة غروسمان ورسم النسخة السيئة في البداية.
- يتضمن دراسة تفاعلات الإضافة والإزالة والتعرف علىتفاعلات الاستبدال الجذري الحر وتفاعلات الانقسام المتأكسد.
ردود فعل الجذور الحرة
- تتم دراسة تفكك الرابطة بطريقة الانشقاق المتجانس، ويتم تحديد ردود الفعل للجذور الحرة وما يؤدي إلى استقرارها من بين العوامل الثلاثة.
- تتضمن هذه الدراسة تحليل قوة الروابط والجذور المستقرة وما يتطلبه الأمر للحصول على جذور حرة من الطاقة أو الضوء.
- يتم الحصول على المنتجات التي تحتوي على ذرة الكلور، مثل البروبان والبنتان والألكانات الأخرى بأنواعها المختلفة.
- يتضمن البحث تفاعلات الجذور الحرة والانتقائية لعلاج البروم بالكلور ودراسة الهلجنة في تيفاني والبروم.
- تشمل دراسة ترتيب البروم وتحليل التركيب في تفاعلات الألكانات.
- الكيمياء المجسمة والشيراليتي.
- تتضمن الدراسة دراسة أجهزة التعقيم المختلفة على القطط، ودراسة قاعدة المبادلة الواحدة، ودراسة كيفية التعرف على الأشكال R و S باستخدام القواعد.
- يتم استخدام طريقة التقاط CIP لتحديد الأيزومرات الفراغية والدستورية بأنواعها.
- يمكن حل المشاكل المختلفة في الفراغ باستخدام طريقتين مختلفتين ومعرفة إسقاطات نيومان وتحديد تكوينات R و S على إسقاط فيشر.
- من الضروري معرفة فخ الميزو والدوران البصري والمحدد والنشاط البصري وفحص نقاء البصر وتحديد الخليط العرقي.
- تحديد المشاكل والمحاور اللولبية التي قد تنشأ من الكيمياء المجسمة.
تفاعلات الاستبدال
- يتم دراسة التفاعلات المتعلقة بالاستبدال النووي وتحليل تفاعلات الاستبدال وتحديد الاختلافات بينهما.
- تتضمن دراسة تفاعلات الإحلال بنوعيها ومعرفة آلية SN2 والأسباب التي تجعل التفاعل قويًا.
- تحديد الحمض المقارن هو واحد من أفضل مجموعات التركيب والمقارنة بين تفاعلات SN1 و SN2.
- يتم في دراسة قطبية بروتيك وقطبية أبوتيك معرفة كل التفاصيل حول المذنبات، ومعرفة العوائق الجامحة والتقط العمياء الشائعة جدًا من خلال التفاعلات الجزيئية.
- يتم تحديد النيوكليوفيل القوى المرافق للقاعدة، وهو يكون دائمًا الأقوى، ويتم تحديد طرق الاستبدال للنوعين.
تفاعلات إعادة الترتيب
- تتضمن دراسة التفاعلات المتعلقة بإعادة الترتيب تحولات الهيدريد وتفاعلات تحويل الألكيل.
- دراسة التفاعلات المستخدمة في الإضافة بالكربونة.
تفاعلات الألكين
- تعد تفاعلات الألكين مهمة، حيث يتم تحديد استقرار الألكين ومعرفة تفاعلات الإضافة والانتقائية الرجعية في تفاعلات الإضافة للألكين.
- تحديد بروم الألكينات والآلية التي يعمل بها.
تعد الكيمياء العضوية من أهم فروع الكيمياء، حيث تتمتع بأهمية كبيرة في صناعة الكثير من المنتجات الضرورية في حياتنا اليومية، مثل البنزين للسيارات والديزل للطرقات والبلاستيك لإنتاج المواد البلاستيكية والإطارات للسيارات وغيرها من المنتجات، كما يمكن اعتبار الكيمياء هي الأساس للحياة.