Umiesz liczyć do czterech ? To poradzisz sobie z chemią organiczną

1. Co to jest reguła 1, 2, 3, 4 ?

Chemia organiczna to chemia węgla, a zatem z tym pierwiastkiem będziecie się męczyć przez cały rok szkolny. Będzie on chodził w parze z wodorem, tworząc najprostsze związki organiczne czyli węglowodory (połączenia : węgiel + wodór). Do tej dwójki często przypałęta się tlen, a czasami i azot. Czy mogą być jeszcze inne pierwiastki[1] ?

Odszukajmy głównych bohaterów chemii organicznej (maturalnej) w układzie okresowym.

Najważniejsze pierwiastki w (maturalnej) chemii organicznej.

Możemy teraz odczytać wartościowość każdego z tych pierwiastków na podstawie ich położenia w układzie okresowym. O wartościowości już dokładnie sobie mówiliśmy tutaj, ale teraz zadowolimy się jej znacznie prostszą wersją, czyli że jest to liczba wiązań, które będzie tworzyć nasz atom.

AtomWodór (H)Tlen (O)Azot (N)Węgiel (C)
Wartościowość1234
Czy już widzisz regułę 1 , 2 , 3 , 4?

I tutaj dochodzimy od razu do typowego błędu, który popełniamy na początku naszej pasjonującej podróży z jakże piękną chemią organiczną − czyli stawiamy za mało kresek / rysujemy za mało wiązań, przez co zwykle brakuje nam jakiegoś wodoru. Inaczej mówiąc, czasem nie potrafimy dobrze policzyć do tych czterech!    

Zróbmy zatem teraz takie zadanie. Spośród narysowanych poniżej cząsteczek wskaż te, które zostały niepoprawnie narysowane i je popraw. Nic nie szkodzi, że kompletnie jeszcze nie wiesz co się dzieje w tych cząsteczkach i na co właściwie patrzysz, bo na razie uczymy się samego języka chemii organicznej.

Które cząsteczki są źle narysowane ?

Okazuje się, że to wredne zadanie, bo w każdym przypadku jest błąd! Poniżej Na szaro zaznaczono błędnie narysowane struktury, z zaznaczonym atomem na czerwono, gdzie znajduje się błąd. W ramce poniżej znajdują się poprawne odpowiedzi.

Na szaro zaznaczono błędnie narysowane struktury, z zaznaczonym atomem na czerwono, gdzie znajduje się błąd. W ramce poniżej poprawne odpowiedzi.

2. Wszystko pięknie, tylko uważaj na jony!

Reguła 4,3,2,1 nie odnosi się do jonów, które co prawda spotkasz rzadko, ale jednak się pojawią. Najłatwiej tutaj pomagać sobie chemią nieorganiczną, co z kolei prowadzi nas do bardzo ważnej wskazówki co do nauki chemii organicznej!

Znasz już chemię nieorganiczną − pomagaj sobie tą wiedzą w chemii organicznej! Niech te działy ze sobą współpracują na Twoją korzyść! Bardzo ważna wskazówka co do nauki tego działu !

Poniżej w tabelce kilka jonów, które z pewnością znasz :

NH4+H3O+OH
Azot z czterema wiązaniamiTlen z trzema wiązaniamiTlen z jednym wiązaniem
Czy już widzisz regułę 1 , 2 , 3 , 4?

Jak widzisz, nic nie trzeba tutaj zapamiętywać, bo wszystko już doskonale znasz z chemii nieorganicznej. Nie będą Cię zatem dziwiły takie związki organiczne :

W jonach (kationach lub anionach) będziemy mieć naturalnie ,,inną” liczbę wiązań. Jakby się chwilę zastanowić to jest logiczne. Ilość wiązań jest powiązana z elektronami, które ma atom, więc skoro tutaj liczba elektronów jest zaburzona (bo jest kation/anion) to i liczba wiązań  musi być zaburzona.

3. Jak przedstawiać organiczne związki jonowe ?

To jest aspekt, który osobiście bardzo mnie denerwował i nieco stresował, ponieważ ciągle widziałem inne sposoby zapisu takich związków i w końcu nie wiedziałem, który jest poprawny i co ja mam zrobić… Okazuje się, że faktycznie jest kilka równoważnych, tak samo poprawnych metod na przedstawienie związków jonowych jakie oferuje nam chemia organiczna. Spójrzmy :

Różne sposoby zapisu związków organicznych, w których występuje wiązanie jonowe.

Wszystkie sposoby są prawidłowe, a zaznaczona wersja w ramce jest tą, która dominuje na maturze. Osobiście stosuję pierwszą wersję, idąc za jednym z najsilniejszych podręczników, tj. Chemia Organiczna Claydena, która stanowi autorytet w swojej dziedzinie. Wersje ładunków z kółkami są najbardziej czytelne. Zobaczmy na  kilka maturalnych przykładów :

Matura 2018 maj − poziom rozszerzony (stara formuła), zadanie 29.2

Kiedy piszemy wzory sumaryczne jak powyżej, to wówczas faktycznie najwygodniej pisać to bez pokazywania żadnych ładunków. Poniżej natomiast wersja najczęściej spotykana na maturze :

Matura 2020 maj − poziom rozszerzony (stara formuła), zadanie 35.3

[1] Chociaż chemicy organicy w to nie wierzą, to jednak poza tymi pierwiastkami jest jeszcze cała masa innych. Takie zdanie mogłoby oddać stereotypową chemię organiczną, ale prawda jest taka, że aż ciężko uwierzyć jakie pierwiastki pojawiają się w nowoczesnej chemii związków węgla : bor, krzem, miedź, cynk, tal i naprawdę wiele innych! Tak, dziś chemia organiczna to coś zupełnie innego niż parę lat temu… Spokojnie jednak, na maturze głównie będziemy mieć do czynienia z trójką C, H, O.

Leave a Reply

%d bloggers like this: