כימיה אורגנית היא ענף הכימיה שעוסק במבנה, במאפיינים ובתגובות של תרכובות אורגניות, חומרים שמכילים אטומי פחמן ומימן. חוקרים משתמשים בספקטרומטריה (שיטת מדידה של אור ותדרים) ובכלים כימיים ופיזיקליים כדי לבדוק את הרכב החומר ואת המבנה המרחבי שלו. בנוסף מייעדים שיטות למדידת ריאקטיביות, כלומר כמה וכיצד החומר מגיב בסביבה, בתמיסות או בתערובות. חלק מהמחקר כולל הכנת תרכובות חדשות במעבדה באמצעות סינתזה, יצירה מבוקרת של מולקולות על ידי תגובות רצופות.
פחמימנים הם דוגמה מרכזית: יש בהם רק פחמן ומימן. אך יש גם תרכובות אורגניות שמכילות אטומי יסודות נוספים. לכימיה אורגנית חיבורים רבים לתחומים אחרים, כמו ביוכימיה (חקר החומרים שבגוף), פרמקולוגיה (חקר תרופות), כימיה פולימרית והנדסת חומרים.
תרכובות אורגניות הן הבסיס לחיים. הן מרכיבות מוצרים רבים: פלסטיק, תרופות, צבעים, דלקים ומזון. תחום זה משפיע על תעשיות רבות ועל המצאות שימושיות בחיי היומיום.
המחקר בכימיה האורגנית החל להתפתח במאה ה-19. בידי מישל שוורל נחקרו שומנים וסבונים, וב-1828 פרידריך ולר (Wöhler) הצליח להכין מולקולה אורגנית מסוחררת אי-אורגנית. הצלחה זו שינתה את התפיסה שהחומרים האורגניים נובעים רק מ"כוח חיים".
ב-1856 ויליאם פרקין ייצר בטעות דיו סגלגל, ומהמקרה נוצר עניין רב בכימיה אורגנית תעשייתית. בשנת 1865 פרידריך קקולה ואחרים הציעו רעיונות חשובים לגבי המבנה האטומי של פחמן, כולל היכולת ליצור ארבעה קשרים כימיים.
בסוף המאה ה-19 ותחילת המאה ה-20 התפתחו תעשיות רבות המבוססות על כימיה אורגנית, כמו ייצור תרופות וצבעים. במהלך המאה ה-20 התרחב המחקר מאוד, והבנת המבנים הגדולים כגון פולימרים ואנזימים התפתחה.
כדי לבחון טוהר ומבנה של תרכובות אורגניות משתמשים בשיטות הפרדה ואנליזה. שיטות הפרדה כוללות כרומטוגרפיה (שיטה להפרדת מרכיבים בתערובת), זיקוק, גיבוש ומיצוי. במקום מבחנים כימיים מסורתיים משתמשים כיום במקובל בשיטות ספקטרוסקופיות ובכלים ממוחשבים לניתוח נתונים.
לתרכובות אורגניות יש תכונות פיזיקליות ברורות: נקודות התכה ורתיחה, ריח, מסיסות וצבע. נקודות ההתכה והרתיחה תלויות במשקל המולקולרי ובפולריות, כלומר בחשמליות הלא-סימטרית של המולקולות. רבות מהן ניתנות להתכה ולרתיחה; אחרות מתפרקות בחום גבוה.
תרכובות אורגניות נייטרליות נוטות להיות פחות מסיסות במים. מסיסות טובה יותר קיימת בממסים אורגניים כמו אתר או אתנול. קבוצות פונקציונליות (חלקים במולקולה שעושים תגובות מיוחדות), כגון אלכוהולים או חומצות קרבוקסיליות, מגדילות מסיסות במים דרך קשרי מימן.
גבישים מולקולריים ופולימרים אורגניים יכולים להראות תכונות חשמליות ומכניות מיוחדות, כמו מוליכות חלקית או תכונות אלקטרו-אופטיות. תכונות אלה חשובות במדע החומרים וביישומים טכנולוגיים.
תרכובות אורגניות מסווגות לפי מבנה השרשרת הפחמנית ולפי קבוצות פונקציונליות המחוברות אליה. לכל סוג יש כללי שם מקובלים וכך מזהים חומרים שונים.
כימיה אורגנית היא בסיס לתעשיות רבות: ייצור ניילון ופלסטיק, צבעים, תרופות, דלקים וחומרי דבק. חברות בתעשייה עוסקות בסינתזה ובהפרדה של תרכובות אורגניות.
שימושים עתידיים כוללים חומרים למסכים שטוחים, מוליכים למחצה (חומרים שמובילים חשמל בחלק מהתנאים), ביוטכנולוגיה וננוטכנולוגיה.
מעבדות לזיהוי פלילי משתמשות ב"טביעת אצבע כימית" של חומרים אורגניים. בעזרת כרומטוגרפיה וספקטרוסקופיה מזהים חומרים ועוזרים בפתרון פשעים ובהשגת ראיות.
כימיה אורגנית חוקרת חומרים שכוללים פחמן ומימן. תרכובות אורגניות זו המילה למולקולות שמבוססות על פחמן.
חוקרים בודקים מה החומר מורכב ממנו ומאיזה צורה הוא בנוי. הם משתמשים במכונות שמודדות אור וגלים (ספקטרומטריה) ובשיטות להפרדה של חומרים (כרומטוגרפיה, שיטה שמפרידה תערובות).
לפני כן חשבו שתרכובות אורגניות מגיעות רק מיצורים חיים. בתחילת המאה ה-19 גילו שאפשר להכין חלק מהן במעבדה. מאז פיתחו דרכים להכין צבעים ותרופות.
כדי לדעת אם חומר טהור מפרידים אותו ומשתמשים בבדיקות מיוחדות. בדיקות אלה עזרו להחליף שיטות ישנות בשיטות מדויקות יותר.
לתרכובות אורגניות יש נקודת התכה ונקודת רתיחה. חלקן נמסות במים וחלקן לא. אם יש בקבוצה שלהן חלקים ידידותיים למים, הן נמסות טוב יותר.
ממיינים אותן לפי השרשרת של אטומי הפחמן ולפי החלקים הנוספים (קבוצות פונקציונליות, חלקים במולקולה שמקנים לה תכונות מיוחדות).
תרכובות אורגניות נמצאות בפלסטיק, בתרופות, בצבעים ובעוד מוצרים יומיומיים. גם בחומרי גלם בתעשייה משתמשים בחומרים אלה.
מעבדות מז"פ מזהות חומרים אורגניים כדי לעזור בחקירות. הן בודקות את ה"טביעת האצבע" של החומר כדי להבין מאיפה הוא הגיע.
תגובות גולשים