कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत का निर्माण। कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सिद्धांत

कार्बनिक रसायन विज्ञान- रसायन विज्ञान की एक शाखा जिसमें कार्बन यौगिकों, उनकी संरचना, गुण, अंतर्रूपांतरण का अध्ययन किया जाता है।

अनुशासन का नाम - "कार्बनिक रसायन विज्ञान" - काफी समय पहले उत्पन्न हुआ था। इसका कारण इस तथ्य में निहित है कि रासायनिक विज्ञान के गठन के प्रारंभिक चरण में शोधकर्ताओं द्वारा सामना किए गए अधिकांश कार्बन यौगिक पौधे या पशु मूल के थे। हालाँकि, अपवाद के रूप में, व्यक्तिगत कार्बन यौगिकों को अकार्बनिक के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इसलिए, उदाहरण के लिए, कार्बन ऑक्साइड, कार्बोनिक एसिड, कार्बोनेट, हाइड्रोकार्बोनेट, हाइड्रोजन साइनाइड और कुछ अन्य को अकार्बनिक पदार्थ माना जाता है।

वर्तमान में, 30 मिलियन से थोड़ा कम विभिन्न कार्बनिक पदार्थ ज्ञात हैं, और यह सूची लगातार अद्यतन की जाती है। कार्बनिक यौगिकों की इतनी बड़ी संख्या मुख्य रूप से कार्बन के निम्नलिखित विशिष्ट गुणों से जुड़ी है:

1) कार्बन परमाणुओं को मनमानी लंबाई की श्रृंखलाओं में एक दूसरे से जोड़ा जा सकता है;

2) न केवल कार्बन परमाणुओं का आपस में अनुक्रमिक (रैखिक) संबंध संभव है, बल्कि शाखित और यहां तक ​​कि चक्रीय भी;

3) कार्बन परमाणुओं के बीच विभिन्न प्रकार के बंधन संभव हैं, अर्थात् सिंगल, डबल और ट्रिपल। इस स्थिति में, कार्बनिक यौगिकों में कार्बन की संयोजकता सदैव चार के बराबर होती है।

इसके अलावा, कार्बनिक यौगिकों की एक विस्तृत विविधता इस तथ्य से भी सुगम होती है कि कार्बन परमाणु कई अन्य रासायनिक तत्वों के परमाणुओं के साथ बंधन बनाने में सक्षम होते हैं, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, फास्फोरस, सल्फर, हैलोजन। हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन सबसे आम हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि काफी लंबे समय तक कार्बनिक रसायन विज्ञान वैज्ञानिकों के लिए "अंधेरे जंगल" का प्रतिनिधित्व करता था। कुछ समय के लिए जीवनवाद का सिद्धांत विज्ञान में भी लोकप्रिय था, जिसके अनुसार कार्बनिक पदार्थों को "कृत्रिम" तरीके से प्राप्त नहीं किया जा सकता है, अर्थात। जीवित पदार्थ के बाहर. हालाँकि, जीवनवाद का सिद्धांत बहुत लंबे समय तक नहीं चला, इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि एक-एक करके ऐसे पदार्थों की खोज की गई, जिनका संश्लेषण जीवित जीवों के बाहर संभव है।

शोधकर्ता इस तथ्य से हैरान थे कि कई कार्बनिक पदार्थों की गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना समान होती है, लेकिन अक्सर उनके भौतिक और रासायनिक गुण पूरी तरह से भिन्न होते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, डाइमिथाइल ईथर और एथिल अल्कोहल की मौलिक संरचना बिल्कुल समान है, हालांकि, सामान्य परिस्थितियों में, डाइमिथाइल ईथर एक गैस है, और एथिल अल्कोहल एक तरल है। इसके अलावा, डाइमिथाइल ईथर सोडियम के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन एथिल अल्कोहल इसके साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे हाइड्रोजन गैस निकलती है।

19वीं सदी के शोधकर्ताओं ने इस बारे में कई धारणाएँ सामने रखीं कि कार्बनिक पदार्थ कैसे व्यवस्थित होते हैं। महत्वपूर्ण रूप से महत्वपूर्ण धारणाएं जर्मन वैज्ञानिक एफ.ए. केकुले द्वारा सामने रखी गईं, जो इस विचार को सामने रखने वाले पहले व्यक्ति थे कि विभिन्न रासायनिक तत्वों के परमाणुओं में विशिष्ट वैलेंस मान होते हैं, और कार्बनिक यौगिकों में कार्बन परमाणु टेट्रावैलेंट होते हैं और एक दूसरे के साथ जुड़ सकते हैं, जिससे श्रृंखलाएं बन सकती हैं। . बाद में, केकुले की मान्यताओं से शुरू होकर, रूसी वैज्ञानिक अलेक्जेंडर मिखाइलोविच बटलरोव ने कार्बनिक यौगिकों की संरचना का एक सिद्धांत विकसित किया, जिसने हमारे समय में अपनी प्रासंगिकता नहीं खोई है। इस सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों पर विचार करें:

1) कार्बनिक पदार्थों के अणुओं में सभी परमाणु अपनी संयोजकता के अनुसार एक निश्चित क्रम में एक दूसरे से जुड़े होते हैं। कार्बन परमाणुओं की निरंतर संयोजकता चार होती है और वे एक दूसरे के साथ विभिन्न संरचनाओं की श्रृंखला बना सकते हैं;

2) किसी भी कार्बनिक पदार्थ के भौतिक और रासायनिक गुण न केवल उसके अणुओं की संरचना पर निर्भर करते हैं, बल्कि उस क्रम पर भी निर्भर करते हैं जिसमें इस अणु में परमाणु एक दूसरे से जुड़े होते हैं;

3) व्यक्तिगत परमाणु, साथ ही एक अणु में परमाणुओं के समूह, एक दूसरे को प्रभावित करते हैं। यह पारस्परिक प्रभाव यौगिकों के भौतिक और रासायनिक गुणों में परिलक्षित होता है;

4) किसी कार्बनिक यौगिक के भौतिक एवं रासायनिक गुणों की जांच करके उसकी संरचना स्थापित की जा सकती है। इसका विपरीत भी सत्य है - किसी पदार्थ के अणु की संरचना को जानकर आप उसके गुणों का अनुमान लगा सकते हैं।

जिस प्रकार डी.आई. मेंडेलीव का आवधिक नियम अकार्बनिक रसायन विज्ञान का वैज्ञानिक आधार बन गया, उसी प्रकार कार्बनिक पदार्थों की संरचना का सिद्धांत ए.एम. बटलरोवा वास्तव में एक विज्ञान के रूप में कार्बनिक रसायन विज्ञान के विकास में शुरुआती बिंदु बन गए। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बटलर के संरचना सिद्धांत के निर्माण के बाद, कार्बनिक रसायन विज्ञान ने बहुत तीव्र गति से अपना विकास शुरू किया।

समरूपता और समरूपता

बटलरोव के सिद्धांत की दूसरी स्थिति के अनुसार, कार्बनिक पदार्थों के गुण न केवल अणुओं की गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना पर निर्भर करते हैं, बल्कि उस क्रम पर भी निर्भर करते हैं जिसमें इन अणुओं में परमाणु एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

इस संबंध में, आइसोमेरिज़्म जैसी घटना कार्बनिक पदार्थों के बीच व्यापक है।

आइसोमेरिज्म एक ऐसी घटना है जब विभिन्न पदार्थों की आणविक संरचना बिल्कुल समान होती है, अर्थात। वही आणविक सूत्र.

बहुत बार, आइसोमर्स भौतिक और रासायनिक गुणों में बहुत भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए:

समरूपता के प्रकार

संरचनात्मक समरूपता

ए) कार्बन कंकाल का आइसोमेरिज्म

बी) स्थिति समरूपता:

एकाधिक बंधन

प्रतिनिधि:

कार्यात्मक समूह:

ग) इंटरक्लास आइसोमेरिज्म:

इंटरक्लास आइसोमेरिज्म तब होता है जब ऐसे यौगिक जो आइसोमर्स होते हैं, कार्बनिक यौगिकों के विभिन्न वर्गों से संबंधित होते हैं।

स्थानिक समरूपता

स्थानिक समावयवता एक ऐसी घटना है जब परमाणुओं के एक-दूसरे से जुड़ने के समान क्रम वाले विभिन्न पदार्थ अंतरिक्ष में परमाणुओं या परमाणुओं के समूहों की निश्चित-भिन्न स्थिति के कारण एक-दूसरे से भिन्न होते हैं।

स्थानिक समरूपता दो प्रकार की होती है - ज्यामितीय और ऑप्टिकल। एकीकृत राज्य परीक्षा में ऑप्टिकल आइसोमेरिज्म के लिए कोई असाइनमेंट नहीं हैं, इसलिए हम केवल ज्यामितीय पर विचार करेंगे।

यदि किसी यौगिक के अणु में दोहरा C=C आबंध या चक्र हो तो कभी-कभी ऐसे मामलों में ज्यामितीय या सिस-ट्रांस-समावयवता.

उदाहरण के लिए, ब्यूटेन-2 के लिए इस प्रकार की समावयवता संभव है। इसका अर्थ इस तथ्य में निहित है कि कार्बन परमाणुओं के बीच दोहरे बंधन में वास्तव में एक समतल संरचना होती है, और इन कार्बन परमाणुओं के प्रतिस्थापन निश्चित रूप से इस तल के ऊपर या नीचे स्थित हो सकते हैं:

जब समान प्रतिस्थापन विमान के एक ही तरफ होते हैं, तो वे कहते हैं कि यह सिस-आइसोमर, और जब भिन्न - ट्रांस-आइसोमर.

संरचनात्मक सूत्रों के रूप में सीआईएस-और ट्रांस-आइसोमर्स (उदाहरण के लिए, ब्यूटेन-2) को इस प्रकार दर्शाया गया है:

ध्यान दें कि ज्यामितीय समावयवता असंभव है यदि दोहरे बंधन में कम से कम एक कार्बन परमाणु में दो समान प्रतिस्थापन हों। उदाहरण के लिए, सिस-पारप्रोपेन के लिए आइसोमेरिज्म असंभव है:

प्रोपेन में नहीं है सिस-ट्रांस-आइसोमर्स, चूंकि दोहरे बंधन में कार्बन परमाणुओं में से एक में दो समान "प्रतिस्थापन" (हाइड्रोजन परमाणु) होते हैं

जैसा कि आप ऊपर दिए गए चित्रण से देख सकते हैं, यदि हम मिथाइल रेडिकल और विमान के विपरीत किनारों पर दूसरे कार्बन परमाणु पर स्थित हाइड्रोजन परमाणु की अदला-बदली करते हैं, तो हमें वही अणु मिलता है, जिसे हमने अभी दूसरी तरफ से देखा था।

कार्बनिक यौगिकों के अणुओं में परमाणुओं और परमाणुओं के समूहों का एक दूसरे पर प्रभाव

एक दूसरे से जुड़े परमाणुओं के अनुक्रम के रूप में रासायनिक संरचना की अवधारणा को इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत के आगमन के साथ काफी विस्तारित किया गया था। इस सिद्धांत के दृष्टिकोण से, यह समझाना संभव है कि एक अणु में परमाणु और परमाणुओं के समूह एक दूसरे को कैसे प्रभावित करते हैं।

अणु के कुछ हिस्सों के दूसरों पर प्रभाव के दो संभावित तरीके हैं:

1) आगमनात्मक प्रभाव

2) मेसोमेरिक प्रभाव

प्रेरक प्रभाव

इस घटना को प्रदर्शित करने के लिए, आइए, उदाहरण के लिए, 1-क्लोरोप्रोपेन (सीएच 3 सीएच 2 सीएच 2 सीएल) का एक अणु लें। कार्बन और क्लोरीन के बीच का बंधन ध्रुवीय होता है क्योंकि क्लोरीन में कार्बन की तुलना में बहुत अधिक इलेक्ट्रोनगेटिविटी होती है। कार्बन परमाणु से क्लोरीन परमाणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व के विस्थापन के परिणामस्वरूप, कार्बन परमाणु पर एक आंशिक सकारात्मक चार्ज (δ+) बनता है, और क्लोरीन परमाणु पर एक आंशिक नकारात्मक चार्ज (δ-) बनता है:

एक परमाणु से दूसरे परमाणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व के बदलाव को अक्सर अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु की ओर इशारा करते हुए एक तीर द्वारा दर्शाया जाता है:

हालाँकि, यह दिलचस्प है कि, पहले कार्बन परमाणु से क्लोरीन परमाणु तक इलेक्ट्रॉन घनत्व में बदलाव के अलावा, एक बदलाव भी होता है, लेकिन कुछ हद तक, दूसरे कार्बन परमाणु से पहले तक, और से भी। तीसरे से दूसरे तक:

σ-बंधों की श्रृंखला के साथ इलेक्ट्रॉन घनत्व के इस तरह के बदलाव को आगमनात्मक प्रभाव कहा जाता है ( मैं). यह प्रभाव प्रभावशाली समूह से दूरी के साथ फीका पड़ जाता है और व्यावहारिक रूप से 3 σ-बॉन्ड के बाद स्वयं प्रकट नहीं होता है।

ऐसे मामले में जब किसी परमाणु या परमाणुओं के समूह में कार्बन परमाणुओं की तुलना में अधिक इलेक्ट्रोनगेटिविटी होती है, तो ऐसे प्रतिस्थापनों को नकारात्मक प्रेरक प्रभाव कहा जाता है (- मैं). इस प्रकार, ऊपर चर्चा किए गए उदाहरण में, क्लोरीन परमाणु का नकारात्मक प्रेरक प्रभाव होता है। क्लोरीन के अलावा, निम्नलिखित पदार्थों का नकारात्मक प्रेरक प्रभाव होता है:

-F, -Cl, -Br, -I, -OH, -NH 2 , -CN, -NO 2 , -COH, -COOH

यदि किसी परमाणु या परमाणुओं के समूह की इलेक्ट्रोनगेटिविटी कार्बन परमाणु की इलेक्ट्रोनगेटिविटी से कम है, तो वास्तव में ऐसे प्रतिस्थापनों से कार्बन परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन घनत्व का स्थानांतरण होता है। इस मामले में, प्रतिस्थापी को सकारात्मक प्रेरक प्रभाव (+) कहा जाता है मैं) (इलेक्ट्रॉन-दान है)।

तो, + के साथ प्रतिस्थापन मैं-प्रभाव संतृप्त हाइड्रोकार्बन रेडिकल हैं। साथ ही, अभिव्यक्ति मैं-हाइड्रोकार्बन रेडिकल के बढ़ने से प्रभाव बढ़ता है:

-सीएच 3, -सी 2 एच 5, -सी 3 एच 7, -सी 4 एच 9

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विभिन्न संयोजकता अवस्थाओं में कार्बन परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी भी अलग-अलग होती है। Sp कार्बन परमाणुओं में sp 2 कार्बन परमाणुओं की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मकता होती है, जो बदले में sp 3 कार्बन परमाणुओं की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक होती है।

मेसोमेरिक प्रभाव (एम), या संयुग्मन प्रभाव, संयुग्मित π-बंधों की एक प्रणाली के माध्यम से प्रेषित एक प्रतिस्थापन का प्रभाव है।

मेसोमेरिक प्रभाव का चिन्ह आगमनात्मक प्रभाव के चिन्ह के समान सिद्धांत द्वारा निर्धारित किया जाता है। यदि कोई प्रतिस्थापी संयुग्मित प्रणाली में इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ाता है, तो इसका सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव होता है (+ एम) और इलेक्ट्रॉन-दान कर रहा है। डबल कार्बन-कार्बन बांड, एक अनसाझा इलेक्ट्रॉन जोड़ी वाले प्रतिस्थापन: -एनएच 2, -ओएच, हैलोजन का सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव होता है।

नकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव (- एम) में ऐसे पदार्थ होते हैं जो इलेक्ट्रॉन घनत्व को संयुग्मित प्रणाली से दूर खींचते हैं, जबकि प्रणाली में इलेक्ट्रॉन घनत्व कम हो जाता है।

निम्नलिखित समूहों पर नकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव पड़ता है:

-NO 2 , -COOH, -SO 3 H, -COH, >C=O

अणु में मेसोमेरिक और आगमनात्मक प्रभाव के कारण इलेक्ट्रॉन घनत्व के पुनर्वितरण के कारण, कुछ परमाणुओं पर आंशिक सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज दिखाई देते हैं, जो पदार्थ के रासायनिक गुणों में परिलक्षित होता है।

ग्राफिक रूप से, मेसोमेरिक प्रभाव को एक घुमावदार तीर द्वारा दिखाया जाता है जो इलेक्ट्रॉन घनत्व के केंद्र से शुरू होता है और जहां इलेक्ट्रॉन घनत्व बदलता है वहां समाप्त होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, विनाइल क्लोराइड अणु में, मेसोमेरिक प्रभाव तब होता है जब क्लोरीन परमाणु का अकेला इलेक्ट्रॉन जोड़ा कार्बन परमाणुओं के बीच π-बंधन के इलेक्ट्रॉनों के साथ संयुग्मित होता है। इस प्रकार, इसके परिणामस्वरूप, क्लोरीन परमाणु पर एक आंशिक सकारात्मक चार्ज दिखाई देता है, और मोबाइल π-इलेक्ट्रॉन बादल, एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी के प्रभाव में, चरम कार्बन परमाणु की ओर स्थानांतरित हो जाता है, जिस पर एक आंशिक नकारात्मक चार्ज उत्पन्न होता है परिणाम:

यदि किसी अणु में बारी-बारी से एकल और दोहरे बंधन होते हैं, तो अणु में संयुग्मित π-इलेक्ट्रॉन प्रणाली होती है। ऐसी प्रणाली का एक दिलचस्प गुण यह है कि इसमें मेसोमेरिक प्रभाव का क्षय नहीं होता है।

रसायन विज्ञान एक विज्ञान है जो हमें विभिन्न प्रकार की सामग्रियां और घरेलू सामान देता है जिनका हम बिना किसी हिचकिचाहट के हर दिन उपयोग करते हैं। लेकिन आज ज्ञात विभिन्न प्रकार के यौगिकों की खोज तक पहुंचने के लिए, कई रसायनज्ञों को कठिन वैज्ञानिक रास्ते से गुजरना पड़ा।

विशाल कार्य, कई सफल और असफल प्रयोग, एक विशाल सैद्धांतिक ज्ञान आधार - इन सभी ने औद्योगिक रसायन विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों का निर्माण किया, आधुनिक सामग्रियों को संश्लेषित करना और उपयोग करना संभव बनाया: रबर, प्लास्टिक, प्लास्टिक, रेजिन, मिश्र धातु, विभिन्न ग्लास , सिलिकोन, इत्यादि।

सबसे प्रसिद्ध, सम्मानित रसायनज्ञों में से एक जिन्होंने कार्बनिक रसायन विज्ञान के विकास में अमूल्य योगदान दिया, वह रूसी व्यक्ति ए.एम. बटलरोव थे। हम इस लेख में उनके कार्यों, गुणों और काम के परिणामों पर संक्षेप में विचार करेंगे।

संक्षिप्त जीवनी

वैज्ञानिक की जन्मतिथि सितंबर 1828 है, अलग-अलग स्रोतों में संख्या अलग-अलग है। वह लेफ्टिनेंट कर्नल मिखाइल बटलरोव के बेटे थे, उन्होंने अपनी मां को बहुत पहले ही खो दिया था। उन्होंने अपना सारा बचपन अपने दादा की पारिवारिक संपत्ति, पोडलेस्नाया शेंटाला (अब तातारस्तान गणराज्य का एक जिला) गांव में बिताया।

उन्होंने अलग-अलग जगहों पर पढ़ाई की: पहले एक बंद निजी स्कूल में, फिर एक व्यायामशाला में। बाद में उन्होंने भौतिकी और गणित विभाग में कज़ान विश्वविद्यालय में प्रवेश लिया। हालाँकि, इसके बावजूद उनकी सबसे अधिक रुचि रसायन विज्ञान में थी। कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत के भावी लेखक स्नातक स्तर की पढ़ाई के बाद एक शिक्षक के रूप में वहीं बने रहे।

1851 - "कार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण" विषय पर एक वैज्ञानिक के पहले शोध प्रबंध कार्य के बचाव का समय। शानदार प्रदर्शन के बाद, उन्हें अपने विश्वविद्यालय में सभी रसायन विज्ञान का प्रबंधन करने का अवसर दिया गया।

वैज्ञानिक की 1886 में मृत्यु हो गई, जहां उन्होंने अपना बचपन अपने दादा की पारिवारिक संपत्ति में बिताया। उन्हें स्थानीय पारिवारिक चैपल में दफनाया गया था।

रासायनिक ज्ञान के विकास में वैज्ञानिक का योगदान

बटलरोव का कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सिद्धांत, निस्संदेह, उनका मुख्य कार्य है। हालाँकि, केवल एक ही नहीं. यह वह वैज्ञानिक था जिसने सबसे पहले रसायनज्ञों का रूसी स्कूल बनाया था।

इसके अलावा, वैज्ञानिक, जिनका बाद में सभी विज्ञानों के विकास में बहुत योगदान था, इसकी दीवारों से बाहर आ गए। ये निम्नलिखित लोग हैं:

• मार्कोवनिकोव;
• ज़ैतसेव;
• कोंडाकोव;
• फेवोर्स्की;
• कोनोवलोव;
• लावोव और अन्य।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में काम करता है

ऐसे बहुत से काम हैं. आखिरकार, बटलरोव ने अपना लगभग सारा खाली समय अपने विश्वविद्यालय की प्रयोगशाला में विभिन्न प्रयोग करने, निष्कर्ष निकालने में बिताया। इस प्रकार कार्बनिक यौगिकों के सिद्धांत का जन्म हुआ।

वैज्ञानिक के कई विशेष रूप से क्षमतावान कार्य हैं:

• उन्होंने "पदार्थ की रासायनिक संरचना पर" विषय पर एक सम्मेलन के लिए एक रिपोर्ट बनाई;
• शोध प्रबंध कार्य "आवश्यक तेलों के बारे में";
• पहला वैज्ञानिक कार्य "कार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण"।

इसके निर्माण और निर्माण से पहले, कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत के लेखक ने लंबे समय तक विभिन्न देशों के अन्य वैज्ञानिकों के कार्यों का अध्ययन किया, प्रयोगात्मक सहित उनके कार्यों का अध्ययन किया। केवल बाद में, प्राप्त ज्ञान को सामान्यीकृत और व्यवस्थित करने के बाद, उन्होंने अपने नाममात्र सिद्धांत के प्रावधानों में सभी निष्कर्षों को प्रतिबिंबित किया।

कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सिद्धांत ए.एम. बटलरोवा

19वीं शताब्दी रसायन विज्ञान सहित लगभग सभी विज्ञानों के तेजी से विकास से चिह्नित है। विशेष रूप से, कार्बन और उसके यौगिकों पर व्यापक खोजें जारी हैं और अपनी विविधता से सभी को आश्चर्यचकित कर रही हैं। हालाँकि, कोई भी इस सभी तथ्यात्मक सामग्री को व्यवस्थित और सुव्यवस्थित करने, एक सामान्य भाजक तक लाने और सामान्य पैटर्न की पहचान करने की हिम्मत नहीं करता है जिस पर सब कुछ बनाया गया है।

बटलरोव ए.एम. ऐसा करने वाले पहले व्यक्ति थे। यह वह थे जो कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक संरचना के सरल सिद्धांत के मालिक थे, जिसके प्रावधानों पर उन्होंने रसायनज्ञों के जर्मन सम्मेलन में सामूहिक रूप से बात की थी। यह विज्ञान के विकास में एक नए युग की शुरुआत थी, कार्बनिक रसायन विज्ञान का उदय हुआ

वैज्ञानिक स्वयं धीरे-धीरे इस ओर बढ़े। उन्होंने कई प्रयोग किए और दिए गए गुणों वाले पदार्थों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, कुछ प्रकार की प्रतिक्रियाओं की खोज की और उनके पीछे भविष्य देखा। उन्होंने अपने सहयोगियों के कार्यों और उनकी खोजों का खूब अध्ययन किया। केवल इस पृष्ठभूमि में, सावधानीपूर्वक और श्रमसाध्य कार्य के माध्यम से, वह अपनी उत्कृष्ट कृति बनाने में कामयाब रहे। और अब इसमें कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सिद्धांत व्यावहारिक रूप से अकार्बनिक में आवधिक प्रणाली के समान है।

सिद्धांत बनाने से पहले एक वैज्ञानिक की खोजें

ए. एम. बटलरोव द्वारा कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सिद्धांत सामने आने से पहले वैज्ञानिकों को क्या खोजें की गईं और सैद्धांतिक औचित्य दिया गया?

1. घरेलू प्रतिभा यूरोट्रोपिन, फॉर्मेल्डिहाइड, मेथिलीन आयोडाइड और अन्य जैसे कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करने वाली पहली थी।
2. उन्होंने अकार्बनिक पदार्थों से चीनी जैसा पदार्थ (तृतीयक अल्कोहल) संश्लेषित किया, जिससे जीवनवाद के सिद्धांत को एक और झटका लगा।
3. उन्होंने पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रियाओं के भविष्य की भविष्यवाणी की और उन्हें सबसे अच्छा और सबसे आशाजनक बताया।
4. आइसोमेरिज्म की व्याख्या सबसे पहले उनके द्वारा ही की गई थी।

बेशक, ये उनके काम के मुख्य मील के पत्थर हैं। वास्तव में, एक वैज्ञानिक के कई वर्षों के श्रमसाध्य कार्य को लंबे समय तक वर्णित किया जा सकता है। हालाँकि, कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सिद्धांत आज सबसे महत्वपूर्ण हो गया है, जिसके प्रावधानों पर आगे चर्चा की जाएगी।

सिद्धांत की पहली स्थिति

1861 में, स्पीयर शहर में रसायनज्ञों के एक सम्मेलन में महान रूसी वैज्ञानिक ने कार्बनिक यौगिकों की संरचना और विविधता के कारणों पर सहकर्मियों के साथ अपने विचार साझा किए, इन सभी को सैद्धांतिक प्रावधानों के रूप में व्यक्त किया।

पहला बिंदु इस प्रकार है: एक अणु के भीतर सभी परमाणु एक सख्त अनुक्रम में जुड़े हुए हैं, जो उनकी संयोजकता से निर्धारित होता है। इस मामले में, कार्बन परमाणु चार का संयोजकता सूचकांक प्रदर्शित करता है। इस सूचक का मान ऑक्सीजन दो के बराबर है, हाइड्रोजन - एक के बराबर।

उन्होंने ऐसी विशेषता को रसायन कहने का प्रस्ताव रखा। बाद में, ग्राफिक पूर्ण संरचनात्मक, संक्षिप्त और आणविक सूत्रों का उपयोग करके इसे कागज पर व्यक्त करने के पदनामों को अपनाया गया।

इसमें विभिन्न संरचनाओं (रैखिक, चक्रीय, शाखित) की अंतहीन श्रृंखलाओं में कार्बन कणों के एक दूसरे से जुड़ने की घटना भी शामिल है।

सामान्य तौर पर, बटलरोव के कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत ने, अपनी पहली स्थिति के साथ, प्रत्येक यौगिक के लिए वैलेंस के महत्व और एक एकल सूत्र को निर्धारित किया, जो प्रतिक्रियाओं के दौरान किसी पदार्थ के गुणों और व्यवहार को दर्शाता है।

सिद्धांत की दूसरी स्थिति

इस अनुच्छेद में विश्व में कार्बनिक यौगिकों की विविधता की व्याख्या की गई थी। श्रृंखला में कार्बन यौगिकों के आधार पर, वैज्ञानिक ने सुझाव दिया कि दुनिया में असमान यौगिक हैं जिनके अलग-अलग गुण हैं, लेकिन आणविक संरचना में पूरी तरह से समान हैं। दूसरे शब्दों में, समरूपता की एक घटना है।

इस स्थिति के साथ, ए.एम. बटलरोव के कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत ने न केवल आइसोमर्स और आइसोमेरिज्म के सार को समझाया, बल्कि वैज्ञानिक ने स्वयं व्यावहारिक अनुभव से सब कुछ की पुष्टि की।

इसलिए, उदाहरण के लिए, उन्होंने ब्यूटेन के एक आइसोमर - आइसोब्यूटेन को संश्लेषित किया। फिर उन्होंने यौगिक की संरचना के आधार पर पेंटेन के लिए एक नहीं, बल्कि तीन आइसोमर्स के अस्तित्व की भविष्यवाणी की। और उसने अपना मामला साबित करते हुए उन सभी को संश्लेषित किया।

तीसरे प्रावधान का खुलासा

सिद्धांत का अगला बिंदु कहता है कि एक ही यौगिक के भीतर सभी परमाणु और अणु एक दूसरे के गुणों को प्रभावित करने में सक्षम हैं। विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रियाओं में किसी पदार्थ के व्यवहार की प्रकृति, प्रदर्शित रासायनिक और अन्य गुण इस पर निर्भर करेंगे।

इस प्रकार, इस प्रावधान के आधार पर, कार्यात्मक परिभाषित समूह के प्रकार और संरचना में कई भिन्नताएं प्रतिष्ठित हैं।

ए.एम. बटलरोव द्वारा कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत को कार्बनिक रसायन विज्ञान पर लगभग सभी पाठ्यपुस्तकों में संक्षेपित किया गया है। आख़िरकार, यह वह है जो इस खंड का आधार है, उन सभी पैटर्न की व्याख्या, जिन पर अणु निर्मित होते हैं।

आधुनिकता के लिए सिद्धांत का महत्व

निश्चित ही यह बहुत बढ़िया है. इस सिद्धांत ने अनुमति दी:

1. इसके निर्माण के समय तक संचित सभी तथ्यात्मक सामग्री को संयोजित और व्यवस्थित करना;
2. विभिन्न यौगिकों की संरचना, गुणों के पैटर्न की व्याख्या कर सकेंगे;
3. रसायन विज्ञान में यौगिकों की इतनी बड़ी विविधता के कारणों की पूरी व्याख्या दे सकेंगे;
4. सिद्धांत के प्रावधानों के आधार पर नए पदार्थों के असंख्य संश्लेषणों को जन्म दिया;
5. विचारों की उन्नति, परमाणु और आणविक विज्ञान के विकास की अनुमति दी।

इसलिए, यह कहना कि कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत के लेखक, जिनकी तस्वीर नीचे देखी जा सकती है, ने बहुत कुछ किया, कुछ भी नहीं कहना है। बटलरोव को उचित रूप से कार्बनिक रसायन विज्ञान का जनक, इसकी सैद्धांतिक नींव का पूर्वज माना जा सकता है।

दुनिया के बारे में उनकी वैज्ञानिक दृष्टि, सोचने की प्रतिभा, परिणाम की भविष्यवाणी करने की क्षमता ने अंतिम विश्लेषण में भूमिका निभाई। इस व्यक्ति के पास काम करने, धैर्य रखने की जबरदस्त क्षमता थी और उन्होंने अथक प्रयोग, संश्लेषण और प्रशिक्षण किया। मैं गलत था, लेकिन मैंने हमेशा सबक सीखा और सही परिप्रेक्ष्य में निष्कर्ष निकाले।

केवल गुणों और व्यावसायिक कौशल, दृढ़ता के ऐसे सेट ने वांछित प्रभाव प्राप्त करना संभव बना दिया।

स्कूल में कार्बनिक रसायन शास्त्र का अध्ययन

माध्यमिक शिक्षा के दौरान, ऑर्गेनिक्स की बुनियादी बातों का अध्ययन करने के लिए ज्यादा समय नहीं दिया जाता है। 9वीं कक्षा का केवल एक चौथाई और 10वीं चरण का पूरा वर्ष (गेब्रियलियन ओ.एस. के कार्यक्रम के अनुसार)। हालाँकि, यह समय लोगों के लिए यौगिकों के सभी मुख्य वर्गों, उनकी संरचना और नामकरण की विशेषताओं और उनके व्यावहारिक महत्व का अध्ययन करने में सक्षम होने के लिए पर्याप्त है।

पाठ्यक्रम के विकास को शुरू करने का आधार ए. एम. बटलरोव द्वारा कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सिद्धांत है। ग्रेड 10 इसके प्रावधानों पर पूर्ण विचार के लिए समर्पित है, और भविष्य में - पदार्थों के प्रत्येक वर्ग के अध्ययन में उनकी सैद्धांतिक और व्यावहारिक पुष्टि के लिए।

पहली बार 19वीं सदी की शुरुआत में सामने आया। कट्टरपंथी सिद्धांत(जे. गे-लुसाक, एफ. वेहलर, जे. लिबिग)। रेडिकल परमाणुओं के समूह कहलाते हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान एक यौगिक से दूसरे यौगिक में अपरिवर्तित गुजरते हैं। कट्टरपंथियों की इस अवधारणा को संरक्षित रखा गया है, लेकिन कट्टरपंथियों के सिद्धांत के अधिकांश अन्य प्रावधान गलत निकले।

के अनुसार प्रकार सिद्धांत(सी. जेरार्ड) सभी कार्बनिक पदार्थों को कुछ अकार्बनिक पदार्थों के अनुरूप प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आर-ओएच अल्कोहल और आर-ओ-आर ईथर को एच-ओएच प्रकार के पानी के प्रतिनिधि के रूप में माना जाता था, जिसमें हाइड्रोजन परमाणुओं को रेडिकल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। प्रकार के सिद्धांत ने कार्बनिक पदार्थों का वर्गीकरण बनाया, जिनमें से कुछ सिद्धांत वर्तमान में लागू होते हैं।

कार्बनिक यौगिकों की संरचना का आधुनिक सिद्धांत उत्कृष्ट रूसी वैज्ञानिक ए.एम. द्वारा बनाया गया था। बटलरोव।

कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत के मुख्य प्रावधान ए.एम. बटलरोव

1. किसी अणु में परमाणु उनकी संयोजकता के अनुसार एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित होते हैं। कार्बनिक यौगिकों में कार्बन परमाणु की संयोजकता चार होती है।

2. पदार्थों के गुण न केवल इस पर निर्भर करते हैं कि कौन से परमाणु और कितनी मात्रा में अणु का हिस्सा हैं, बल्कि इस पर भी निर्भर करते हैं कि वे किस क्रम में जुड़े हुए हैं।

3. अणु को बनाने वाले परमाणु या परमाणुओं के समूह परस्पर एक-दूसरे को प्रभावित करते हैं, जिस पर अणुओं की रासायनिक गतिविधि और प्रतिक्रियाशीलता निर्भर करती है।

4. पदार्थों के गुणों का अध्ययन आपको उनकी रासायनिक संरचना निर्धारित करने की अनुमति देता है।

अणुओं में पड़ोसी परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव कार्बनिक यौगिकों का सबसे महत्वपूर्ण गुण है। यह प्रभाव या तो एकल बांड की श्रृंखला के माध्यम से या संयुग्मित (वैकल्पिक) एकल और दोहरे बांड की श्रृंखला के माध्यम से प्रसारित होता है।

कार्बनिक यौगिकों का वर्गीकरणअणुओं की संरचना के दो पहलुओं के विश्लेषण पर आधारित है - कार्बन कंकाल की संरचना और कार्यात्मक समूहों की उपस्थिति।

कार्बनिक यौगिक

हाइड्रोकार्बन विषमचक्रीय यौगिक

सीमा-नेप्रे-सुगंध-

कोई कुशल टिक

स्निग्ध कार्बोसायक्लिक

असंतृप्त एलिसाइक्लिक एरोमैटिक को सीमित करें

(अल्केन्स) (साइक्लोअल्केन्स) (एरेनास)

साथ पीएच 2 पी+2 सी पीएच 2 पीसाथ पीएच 2 पी-6

काम का अंत -

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परिचय। आधुनिक संरचनात्मक सिद्धांत के मूल सिद्धांत

कार्बनिक यौगिक.. परिचय.. बायोऑर्गेनिक रसायन विज्ञान महत्वपूर्ण गतिविधि की प्रक्रियाओं में शामिल पदार्थों की संरचना और गुणों का अध्ययन करता है।

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अल्केनेस अल्काडिएन्स अल्काइनेस
SpN2p SpN2p-2 SpN2p-2 चित्र। 1. संरचना के आधार पर कार्बनिक यौगिकों का वर्गीकरण

कार्बन परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना. संकरण।
सी परमाणु की वैलेंस इलेक्ट्रॉन परत के लिए, जो डी. आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी की दूसरी अवधि के चौथे समूह के मुख्य उपसमूह में है, मुख्य क्वांटम संख्या एन \u003d 2, पक्ष (कक्षीय रूप से)

संबंधित प्रणालियाँ
संयुग्म प्रणालियाँ (और संयुग्मन) दो प्रकार की होती हैं। 1. पी, पी-संयुग्मन - इलेक्ट्रॉनों को डेलोकलाइज़ किया जाता है

विषय 3. कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक संरचना और समरूपता
कार्बनिक यौगिकों का समावयवता। यदि दो या दो से अधिक व्यक्तिगत पदार्थों की मात्रात्मक संरचना (आणविक सूत्र) समान है, लेकिन एक दूसरे से भिन्न हैं

कार्बनिक अणुओं की संरचना
सी-सी एस-बॉन्ड के चारों ओर घूमना अपेक्षाकृत आसान है, और हाइड्रोकार्बन श्रृंखला विभिन्न रूप ले सकती है। गठनात्मक रूप आसानी से एक दूसरे में चले जाते हैं और इसलिए अलग-अलग यौगिक नहीं होते हैं।

चक्रीय यौगिकों की संरचना.
साइक्लोपेंटेन। समतल रूप में पांच-सदस्यीय वलय में 108° का बंधन कोण होता है, जो sp3-हाइब्रिड परमाणु के सामान्य मान के करीब है। इसलिए, समतल साइक्लोपेंटेन में, चक्र के विपरीत

विन्यास आइसोमर्स
ये एक दूसरे के सापेक्ष अंतरिक्ष में अन्य परमाणुओं, रेडिकल्स या कार्यात्मक समूहों के कुछ परमाणुओं के आसपास एक अलग व्यवस्था वाले स्टीरियोइसोमर्स हैं। डायस्टेर की अवधारणाओं के बीच अंतर स्पष्ट करें

कार्बनिक यौगिकों की प्रतिक्रियाओं की सामान्य विशेषताएँ।
कार्बनिक यौगिकों की अम्लता एवं क्षारकता। कार्बनिक यौगिकों की अम्लता और क्षारकता का आकलन करने के लिए दो सिद्धांतों का सबसे अधिक महत्व है - ब्रोंस्टेड सिद्धांत और सिद्धांत

ब्रोंस्टेड आधार तटस्थ अणु या आयन होते हैं जो एक प्रोटॉन (प्रोटॉन स्वीकर्ता) को स्वीकार कर सकते हैं।
अम्लता और क्षारकता निरपेक्ष नहीं हैं, बल्कि यौगिकों के सापेक्ष गुण हैं: अम्लीय गुण केवल आधार की उपस्थिति में पाए जाते हैं; मूल गुण - केवल की की उपस्थिति में

कार्बनिक यौगिकों की प्रतिक्रियाओं की सामान्य विशेषताएँ
अधिकांश जैविक प्रतिक्रियाओं में कई क्रमिक (प्राथमिक) चरण शामिल होते हैं। इन चरणों की समग्रता का विस्तृत विवरण तंत्र कहलाता है। प्रतिक्रिया तंत्र -

प्रतिक्रियाओं की चयनात्मकता
कई मामलों में, एक कार्बनिक यौगिक में कई असमान प्रतिक्रिया केंद्र मौजूद होते हैं। प्रतिक्रिया उत्पादों की संरचना के आधार पर, रीजियोसेलेक्टिविटी, केमोसेलेक्टिविटी और की बात की जाती है

उग्र प्रतिक्रियाएँ.
क्लोरीन संतृप्त हाइड्रोकार्बन के साथ केवल प्रकाश, ताप या उत्प्रेरक की उपस्थिति में प्रतिक्रिया करता है, और सभी हाइड्रोजन परमाणुओं को क्रमिक रूप से क्लोरीन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है: CH4

इलेक्ट्रोफिलिक जोड़ प्रतिक्रियाएं
असंतृप्त हाइड्रोकार्बन - एल्कीन, साइक्लोअल्कीन, एल्केडीन और एल्काइन - अतिरिक्त प्रतिक्रिया करने में सक्षम हैं, क्योंकि उनमें दोहरे या ट्रिपल बांड होते हैं। विवो में अधिक महत्वपूर्ण है डबल

और एक संतृप्त कार्बन परमाणु पर उन्मूलन
एसपी3-संकरित कार्बन परमाणु पर न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन की प्रतिक्रियाएं: कार्बन-हेटरोएटम एस-बॉन्ड (हेलोप्रो) के ध्रुवीकरण के कारण हेटरोलाइटिक प्रतिक्रियाएं

एसपी2-संकरित कार्बन परमाणु से युक्त न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन की प्रतिक्रियाएं।
आइए अल्कोहल (एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रिया) के साथ कार्बोक्जिलिक एसिड की बातचीत के उदाहरण का उपयोग करके इस प्रकार की प्रतिक्रियाओं के तंत्र पर विचार करें। एसिड के कार्बोक्सिल समूह में, तत्वों की जोड़ी के बाद से, पी, पी-संयुग्मन का एहसास होता है

कार्बोक्जिलिक एसिड की श्रृंखला में न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन की प्रतिक्रियाएं।
केवल विशुद्ध रूप से औपचारिक स्थिति से कार्बोक्सिल समूह को कार्बोनिल और हाइड्रॉक्सिल कार्यों का संयोजन माना जा सकता है। वस्तुतः इनका परस्पर प्रभाव एक-दूसरे पर ऐसा होता है कि पूर्णतया और

कार्बनिक यौगिक।
रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं (ओआरआर) कार्बनिक रसायन विज्ञान में एक बड़ा स्थान रखती हैं। जीवन प्रक्रियाओं के लिए ओवीआर अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। इनकी मदद से शरीर तृप्त होता है

जीवन प्रक्रियाओं में शामिल
चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल अधिकांश कार्बनिक पदार्थ दो या दो से अधिक कार्यात्मक समूहों वाले यौगिक होते हैं। ऐसे यौगिकों को वर्गीकृत किया गया है

डायटोमिक फिनोल
डायहाइड्रिक फिनोल - पाइरोकैटेचिन, रेसोरिसिनॉल, हाइड्रोक्विनोन - कई प्राकृतिक यौगिकों का हिस्सा हैं। ये सभी फेरिक क्लोराइड के साथ एक विशिष्ट धुंधलापन देते हैं। पाइरोकैटेचिन (ओ-डायहाइड्रॉक्सीबेंजीन, कैटेचो

डाइकार्बोक्सिलिक और असंतृप्त कार्बोक्सिलिक एसिड।
उनकी संरचना में एक कार्बोक्सिल समूह वाले कार्बोक्जिलिक एसिड को मोनोबैसिक, दो - डिबासिक, आदि कहा जाता है। डाइकारबॉक्सिलिक एसिड सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं

अमीनो अल्कोहल
2-अमीनोएथेनॉल (इथेनॉलमाइन, कोलामाइन) - जटिल लिपिड का एक संरचनात्मक घटक, क्रमशः एथिलीन ऑक्साइड और एथिलीनमाइन के तनावपूर्ण तीन-सदस्यीय चक्रों को अमोनिया या पानी के साथ खोलने से बनता है।

हाइड्रोक्सी और अमीनो एसिड।
हाइड्रॉक्सी एसिड के अणु में हाइड्रॉक्सिल और कार्बोक्सिल दोनों समूह होते हैं, अमीनो एसिड - कार्बोक्सिल और अमीनो समूह। हाइड्रॉक्सी या अमीनो समूह पी के स्थान पर निर्भर करता है

ऑक्सोएसिड
ऑक्सोएसिड ऐसे यौगिक होते हैं जिनमें कार्बोक्सिल और एल्डिहाइड (या कीटोन) दोनों समूह होते हैं। इसके अनुसार एल्डिहाइड एसिड और कीटो एसिड को प्रतिष्ठित किया जाता है। सबसे सरल एल्डिहाइड

दवाओं के रूप में बेंजीन के हेटरोफंक्शनल डेरिवेटिव।
पिछले दशकों में कई नई दवाओं और तैयारियों का उदय हुआ है। साथ ही, पहले से ज्ञात औषधीय दवाओं के कुछ समूहों का बहुत महत्व बना हुआ है।

विषय 10. जैविक रूप से महत्वपूर्ण विषमचक्रीय यौगिक
हेटरोसाइक्लिक यौगिक (हेटरोसायकल) ऐसे यौगिक होते हैं जिनमें चक्र में कार्बन (हेटरोएटम) के अलावा एक या अधिक परमाणु शामिल होते हैं। विषमचक्रीय प्रणालियाँ अंतर्निहित हैं

विषय 11. अमीनो एसिड, पेप्टाइड्स, प्रोटीन
अमीनो एसिड और पेप्टाइड्स की संरचना और गुण। अमीनो एसिड ऐसे यौगिक होते हैं जिनके अणुओं में अमीनो और कार्बोक्सिल समूह दोनों एक साथ मौजूद होते हैं। प्राकृतिक ए-अमाइन

पॉलीपेप्टाइड्स और प्रोटीन की स्थानिक संरचना
उच्च-आणविक पॉलीपेप्टाइड्स और प्रोटीन, प्राथमिक संरचना के साथ, संगठन के उच्च स्तर की विशेषता रखते हैं, जिन्हें आमतौर पर माध्यमिक, तृतीयक और चतुर्धातुक संरचनाएं कहा जाता है।

विषय 12. कार्बोहाइड्रेट: मोनो, डी- और पॉलीसेकेराइड
कार्बोहाइड्रेट को सरल (मोनोसेकेराइड) और जटिल (पॉलीसेकेराइड) में विभाजित किया गया है। मोनोसैकराइड्स (मोनोज़ेस)। ये हेटरोपॉलीफ़ंक्शनल यौगिक हैं जिनमें एक कार्बोनिल और कई ग्राम होते हैं

विषय 13. न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लिक एसिड
न्यूक्लिक एसिड (पॉलीन्यूक्लियोटाइड्स) बायोपॉलिमर हैं जिनकी मोनोमर इकाइयाँ न्यूक्लियोटाइड्स हैं। न्यूक्लियोटाइड एक तीन-घटक संरचना है जिसमें शामिल है

न्यूक्लियोसाइड्स।
हेटरोसायक्लिक आधार डी-राइबोस या 2-डीऑक्सी-डी-राइबोज के साथ एन-ग्लाइकोसाइड बनाते हैं। न्यूक्लिक एसिड रसायन विज्ञान में, ऐसे एन-ग्लाइकोसाइड्स को न्यूक्लियोसाइड्स कहा जाता है। पी की संरचना में डी-राइबोस और 2-डीऑक्सी-डी-राइबोस

न्यूक्लियोटाइड्स।
न्यूक्लियोटाइड्स को न्यूक्लियोसाइड फॉस्फेट कहा जाता है। फॉस्फोरिक एसिड आमतौर पर राइबोज या डीऑक्सीराइबोज अवशेषों में अल्कोहल हाइड्रॉक्सिल को C-5" या C-3" पर एस्टरीकृत करता है (नाइट्रोजनस बेस चक्र के परमाणुओं को क्रमांकित किया जाता है)

'स्टेरॉयड
स्टेरॉयड प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित होते हैं और शरीर में विभिन्न प्रकार के कार्य करते हैं। आज तक, लगभग 20,000 स्टेरॉयड ज्ञात हैं; उनमें से 100 से अधिक का उपयोग चिकित्सा में किया जाता है। स्टेरॉयड है

स्टेरॉयड हार्मोन
हार्मोन जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ होते हैं जो अंतःस्रावी ग्रंथियों की गतिविधि के परिणामस्वरूप बनते हैं और शरीर में चयापचय और शारीरिक कार्यों के नियमन में भाग लेते हैं।

स्टेरोल्स
एक नियम के रूप में, कोशिकाएं स्टेरोल्स में बहुत समृद्ध होती हैं। अलगाव के स्रोत के आधार पर, ज़ोस्टेरॉल (जानवरों से), फाइटोस्टेरॉल (पौधों से), माइकोस्टेरॉल (कवक से) और सूक्ष्मजीवों के स्टेरोल को प्रतिष्ठित किया जाता है। में

पित्त अम्ल
यकृत में, स्टेरोल्स, विशेष रूप से कोलेस्ट्रॉल, पित्त एसिड में परिवर्तित हो जाते हैं। हाइड्रोकार्बन कोलेन के व्युत्पन्न, पित्त अम्लों में C17 पर स्निग्ध पक्ष श्रृंखला में 5 कार्बन परमाणु होते हैं

टेरपेन्स और टेरपेनोइड्स
इस नाम के तहत, कई हाइड्रोकार्बन और उनके ऑक्सीजन युक्त डेरिवेटिव संयुक्त होते हैं - अल्कोहल, एल्डीहाइड और कीटोन, जिनमें से कार्बन कंकाल दो, तीन या अधिक आइसोप्रीन इकाइयों से बना होता है। खुद

विटामिन
विटामिन आमतौर पर कार्बनिक पदार्थों को कहा जाता है, जिनकी मनुष्यों और जानवरों के भोजन में थोड़ी मात्रा में उपस्थिति उनके सामान्य कामकाज के लिए आवश्यक है। यह एक क्लासिक ऑप है

वसा में घुलनशील विटामिन
विटामिन ए सेसक्विटरपेन्स को संदर्भित करता है, जो मक्खन, दूध, अंडे की जर्दी, मछली के तेल में पाया जाता है; लार्ड और मार्जरीन में यह नहीं होता है। यह एक विकास विटामिन है; भोजन में इसकी कमी

पानी में घुलनशील विटामिन
पिछली शताब्दी के अंत में, जापानी जहाजों पर हजारों नाविक रहस्यमय बेरीबेरी रोग से पीड़ित हुए और उनमें से कई की दर्दनाक मौत हो गई। बेरीबेरी के रहस्यों में से एक यह था कि नाविक इस पर काम करते थे

रसायन विज्ञान और औषध विज्ञान

अणुओं में परमाणुओं के संयोजन के क्रम के रूप में किसी पदार्थ की रासायनिक संरचना। एक अणु में परमाणुओं और परमाणु समूहों का पारस्परिक प्रभाव। इस मामले में, कार्बन परमाणुओं की टेट्रावैलेंस और हाइड्रोजन परमाणुओं की मोनोवैलेंस सख्ती से देखी जाती है। पदार्थों के गुण न केवल गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना पर निर्भर करते हैं, बल्कि एक अणु में परमाणुओं के कनेक्शन के क्रम, आइसोमेरिज्म की घटना पर भी निर्भर करते हैं।

§1.3. कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक संरचना के सिद्धांत के मुख्य प्रावधान ए.एम. बटलरोवा। अणुओं में परमाणुओं के संयोजन के क्रम के रूप में किसी पदार्थ की रासायनिक संरचना। अणुओं की रासायनिक संरचना पर पदार्थों के गुणों की निर्भरता। एक अणु में परमाणुओं और परमाणु समूहों का पारस्परिक प्रभाव।
पिछली शताब्दी के साठ के दशक तक, कार्बनिक रसायन विज्ञान ने भारी मात्रा में तथ्यात्मक सामग्री जमा कर ली थी जिसके लिए स्पष्टीकरण की आवश्यकता थी। प्रयोगात्मक तथ्यों के निरंतर संचय की पृष्ठभूमि के खिलाफ, कार्बनिक रसायन विज्ञान की सैद्धांतिक अवधारणाओं की अपर्याप्तता विशेष रूप से तीव्र थी। सिद्धांत अभ्यास और प्रयोग से पिछड़ गया। यह अंतराल प्रयोगशालाओं में प्रायोगिक अनुसंधान के दौरान दर्दनाक रूप से परिलक्षित हुआ; रसायनज्ञों ने अपने शोध को काफी हद तक यादृच्छिक रूप से, आँख बंद करके, अक्सर उनके द्वारा संश्लेषित पदार्थों की प्रकृति और उन प्रतिक्रियाओं के सार को समझे बिना किया, जिनके कारण उनका निर्माण हुआ। वॉहलर की उपयुक्त अभिव्यक्ति में, कार्बनिक रसायन विज्ञान, अद्भुत चीज़ों से भरे घने जंगल जैसा दिखता था, एक विशाल जंगल जिसका कोई निकास नहीं था, कोई अंत नहीं था। "कार्बनिक रसायन विज्ञान एक घने जंगल की तरह है जिसमें प्रवेश करना आसान है लेकिन बाहर निकलना असंभव है।" तो, जाहिरा तौर पर, यह नियति थी कि यह कज़ान था जिसने दुनिया को एक कम्पास दिया, जिसके साथ "कार्बनिक रसायन विज्ञान के घने जंगल" में प्रवेश करना डरावना नहीं है। और यह कम्पास, जो आज भी बटलरोव के रासायनिक संरचना के सिद्धांत का उपयोग किया जाता है। पिछली सदी के 60 के दशक से लेकर वर्तमान तक, दुनिया में कार्बनिक रसायन विज्ञान पर कोई भी पाठ्यपुस्तक महान रूसी रसायनज्ञ अलेक्जेंडर मिखाइलोविच बटलरोव के सिद्धांत के सिद्धांतों से शुरू होती है।
रासायनिक संरचना के सिद्धांत के मुख्य प्रावधानपूर्वाह्न। बटलरोव
प्रथम स्थान
अणुओं में परमाणु अपनी संयोजकता के अनुसार एक निश्चित क्रम में एक दूसरे से जुड़े होते हैं।. किसी अणु में अंतरपरमाण्विक बंधों के अनुक्रम को उसकी रासायनिक संरचना कहा जाता है और यह एक संरचनात्मक सूत्र (संरचना सूत्र) द्वारा परिलक्षित होता है।

यह प्रावधान सभी पदार्थों के अणुओं की संरचना पर लागू होता है। संतृप्त हाइड्रोकार्बन के अणुओं में कार्बन परमाणु एक दूसरे से जुड़कर शृंखला बनाते हैं। इस मामले में, कार्बन परमाणुओं की टेट्रावैलेंस और हाइड्रोजन परमाणुओं की मोनोवैलेंस सख्ती से देखी जाती है।

दूसरा स्थान. पदार्थों के गुण न केवल गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना पर निर्भर करते हैं, बल्कि एक अणु में परमाणुओं के कनेक्शन के क्रम पर भी निर्भर करते हैं।(आइसोमेरिज्म की घटना)।
हाइड्रोकार्बन अणुओं की संरचना का अध्ययन करते हुए, ए.एम. बटलरोव इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि ये पदार्थ, ब्यूटेन (सी) से शुरू होते हैं 4 एन 10 ), अणुओं की एक ही संरचना के साथ परमाणुओं के कनेक्शन का एक अलग क्रम संभव है। तो, ब्यूटेन में, कार्बन परमाणुओं की दोहरी व्यवस्था संभव है: एक सीधे (अशाखित) और एक शाखित श्रृंखला के रूप में।

इन पदार्थों का आणविक सूत्र समान होता है, लेकिन संरचनात्मक सूत्र और गुण (क्वथनांक) भिन्न होते हैं। इसलिए, वे अलग-अलग पदार्थ हैं। ऐसे पदार्थों को आइसोमर्स कहा जाता है।

और वह घटना जिसमें कई पदार्थ हो सकते हैं जिनकी संरचना और आणविक भार समान हो, लेकिन अणुओं की संरचना और गुणों में भिन्नता हो, घटना कहलाती हैसमरूपता. इसके अलावा, हाइड्रोकार्बन अणुओं में कार्बन परमाणुओं की संख्या में वृद्धि के साथ, आइसोमर्स की संख्या भी बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, 75 आइसोमर्स (विभिन्न पदार्थ) हैं जो सूत्र सी के अनुरूप हैं 10 एन 22 , और सूत्र सी के साथ 1858 आइसोमर्स 14 एच 30 .

रचना सी 5 एच 12 के लिए निम्नलिखित आइसोमर्स मौजूद हो सकते हैं (उनमें से तीन हैं) -

तीसरा स्थान. किसी दिए गए पदार्थ के गुणों के आधार पर, कोई उसके अणु की संरचना निर्धारित कर सकता है, और संरचना के आधार पर, कोई उसके गुणों का अनुमान लगा सकता है।इस प्रावधान का प्रमाण इस प्रावधान को अकार्बनिक रसायन विज्ञान के उदाहरण से सिद्ध किया जा सकता है।
उदाहरण। यदि कोई दिया गया पदार्थ बैंगनी लिटमस के रंग को गुलाबी में बदल देता है, हाइड्रोजन तक की धातुओं के साथ, मूल ऑक्साइड, क्षार के साथ संपर्क करता है, तो हम मान सकते हैं कि यह पदार्थ एसिड के वर्ग से संबंधित है, अर्थात। इसमें हाइड्रोजन परमाणु और एक अम्लीय अवशेष होते हैं। और, इसके विपरीत, यदि कोई पदार्थ अम्ल वर्ग से संबंधित है, तो यह उपरोक्त गुण प्रदर्शित करता है। उदाहरण के लिए: एन 2 एस ओ 4 - सल्फ्यूरिक एसिड

चौथा स्थान. पदार्थों के अणुओं में परमाणु और परमाणुओं के समूह परस्पर एक दूसरे को प्रभावित करते हैं।
इस स्थिति का प्रमाण

इस स्थिति को अकार्बनिक रसायन विज्ञान के उदाहरण से सिद्ध किया जा सकता है। इसके लिए जलीय विलयनों के गुणों की तुलना करना आवश्यक हैएन एच 3, एचसी1, एच 2 ओ (सूचक क्रिया)। तीनों मामलों में, पदार्थों में हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, लेकिन वे अलग-अलग परमाणुओं से जुड़े होते हैं, जिनका हाइड्रोजन परमाणुओं पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है, इसलिए पदार्थों के गुण अलग-अलग होते हैं।
बटलरोव का सिद्धांत कार्बनिक रसायन विज्ञान का वैज्ञानिक आधार था और इसने इसके तीव्र विकास में योगदान दिया। सिद्धांत के प्रावधानों के आधार पर, ए.एम. बटलरोव ने आइसोमेरिज्म की घटना के लिए स्पष्टीकरण दिया, विभिन्न आइसोमर्स के अस्तित्व की भविष्यवाणी की और उनमें से कुछ को पहली बार प्राप्त किया।
1850 की शरद ऋतु में, बटलरोव ने रसायन विज्ञान में मास्टर डिग्री के लिए परीक्षा उत्तीर्ण की और तुरंत अपना डॉक्टरेट शोध प्रबंध "आवश्यक तेलों पर" शुरू किया, जिसका उन्होंने अगले वर्ष की शुरुआत में बचाव किया।

17 फरवरी, 1858 को, बटलरोव ने पेरिस केमिकल सोसाइटी में एक रिपोर्ट बनाई, जहां उन्होंने पहली बार पदार्थ की संरचना के बारे में अपने सैद्धांतिक विचारों को रेखांकित किया। उनकी रिपोर्ट ने सामान्य रुचि और जीवंत बहस जगाई: "परमाणुओं की एक दूसरे के साथ जुड़ने की क्षमता अलग-अलग होती है . इस संबंध में कार्बन विशेष रूप से दिलचस्प है, जो अगस्त केकुले के अनुसार, टेट्रावेलेंट है, बटलरोव ने अपनी रिपोर्ट में कहा, यदि हम टेंटेकल्स के रूप में वैलेंस की कल्पना करते हैं जिसके साथ परमाणु एक साथ बंधे होते हैं, तो कोई यह नोटिस करने में विफल नहीं हो सकता है कि संचार की विधि परिलक्षित होती है संबंधित कनेक्शन के गुणों में।"

अभी तक किसी ने ऐसे विचार व्यक्त नहीं किये हैं. शायद समय आ गया है, बटलरोव ने आगे कहा, जब हमारा शोध पदार्थों की रासायनिक संरचना के एक नए सिद्धांत का आधार बनना चाहिए। यह सिद्धांत गणितीय कानूनों की सटीकता से अलग होगा और कार्बनिक यौगिकों के गुणों की भविष्यवाणी करना संभव बना देगा।

कुछ साल बाद, दूसरी विदेश यात्रा के दौरान, बटलरोव ने अपने द्वारा बनाए गए सिद्धांत को चर्चा के लिए प्रस्तुत किया। उन्होंने स्पीयर में जर्मन प्रकृतिवादियों और चिकित्सकों की 36वीं कांग्रेस में एक बयान दिया। यह सम्मेलन सितम्बर 1861 में हुआ। उन्होंने रसायन अनुभाग के समक्ष प्रस्तुतीकरण दिया। विषय का मामूली नाम से अधिक था - "निकायों की रासायनिक संरचना के बारे में कुछ।" रिपोर्ट में, बटलरोव ने कार्बनिक यौगिकों की संरचना के अपने सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों को व्यक्त किया है।
ए.एम. की कार्यवाही बटलरोव

ए.एम. का कार्यालय बटलरोव

रासायनिक संरचना के सिद्धांत ने 19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध की शुरुआत में कार्बनिक रसायन विज्ञान में संचित कई तथ्यों की व्याख्या करना संभव बना दिया, यह साबित कर दिया कि रासायनिक तरीकों (संश्लेषण, अपघटन और अन्य प्रतिक्रियाओं) का उपयोग करके क्रम स्थापित करना संभव है परमाणुओं को अणुओं में जोड़ने से (इससे पदार्थों की संरचना जानने की संभावना सिद्ध हुई);

उन्होंने परमाणु और आणविक सिद्धांत (अणुओं में परमाणुओं की व्यवस्था का क्रम, परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव, किसी पदार्थ के अणुओं की संरचना पर गुणों की निर्भरता) में कुछ नया पेश किया। सिद्धांत ने पदार्थ के अणुओं को परस्पर क्रिया करने वाले परमाणुओं की गतिशीलता से संपन्न एक व्यवस्थित प्रणाली के रूप में माना। इस संबंध में, परमाणु और आणविक सिद्धांत ने अपना और विकास प्राप्त किया, जो रसायन विज्ञान के विज्ञान के लिए बहुत महत्वपूर्ण था;

इससे संरचना के आधार पर कार्बनिक यौगिकों के गुणों का पूर्वानुमान लगाना, योजना का पालन करते हुए नए पदार्थों को संश्लेषित करना संभव हो गया;

कार्बनिक यौगिकों की विविधता को समझाने की अनुमति;

इसने कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण, कार्बनिक संश्लेषण उद्योग (अल्कोहल, ईथर, रंजक, औषधीय पदार्थों आदि का संश्लेषण) के विकास को एक शक्तिशाली प्रोत्साहन दिया।

सिद्धांत विकसित करने और नए यौगिकों के संश्लेषण द्वारा इसकी शुद्धता की पुष्टि करने के बाद, ए.एम. बटलरोव ने सिद्धांत को पूर्ण और अपरिवर्तनीय नहीं माना। उन्होंने तर्क दिया कि इसे विकसित होना चाहिए, और यह अनुमान लगाया कि यह विकास सैद्धांतिक ज्ञान और उभरते नए तथ्यों के बीच विरोधाभासों के समाधान के माध्यम से आगे बढ़ेगा।

रासायनिक संरचना का सिद्धांत, जैसा कि ए.एम. बटलरोव, अपरिवर्तित नहीं रहे। इसका आगे का विकास मुख्यतः दो परस्पर संबंधित दिशाओं में आगे बढ़ा।

उनमें से सबसे पहले की भविष्यवाणी खुद ए.एम. बटलरोव ने की थी

उनका मानना ​​था कि भविष्य में विज्ञान न केवल एक अणु में परमाणुओं के कनेक्शन के क्रम को स्थापित करने में सक्षम होगा, बल्कि उनकी स्थानिक व्यवस्था भी स्थापित करेगा। अणुओं की स्थानिक संरचना का सिद्धांत, जिसे स्टीरियोकेमिस्ट्री (ग्रीक "स्टीरियोस" - स्थानिक) कहा जाता है, ने पिछली शताब्दी के 80 के दशक में विज्ञान में प्रवेश किया। इससे नए तथ्यों की व्याख्या करना और भविष्यवाणी करना संभव हो गया जो पिछली सैद्धांतिक अवधारणाओं के ढांचे में फिट नहीं होते थे।
दूसरी दिशा बीसवीं सदी के भौतिकी में विकसित परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना के सिद्धांत के कार्बनिक रसायन विज्ञान में अनुप्रयोग से जुड़ी है। इस सिद्धांत ने परमाणुओं के रासायनिक बंधन की प्रकृति को समझना, उनके पारस्परिक प्रभाव के सार का पता लगाना, किसी पदार्थ द्वारा कुछ रासायनिक गुणों की अभिव्यक्ति का कारण समझाना संभव बना दिया।

संरचनात्मक सूत्र विस्तारित और संक्षिप्त

कार्बनिक यौगिकों की विविधता के कारण

कार्बन परमाणु एकल (सरल), दोहरा और त्रिबंध बनाते हैं:

सजातीय श्रृंखलाएँ हैं:

आइसोमर्स:

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19वीं शताब्दी के पूर्वार्ध तक, कार्बनिक रसायन विज्ञान में भारी मात्रा में तथ्यात्मक सामग्री जमा हो गई थी, जिसका आगे का अध्ययन किसी व्यवस्थित आधार के अभाव के कारण बाधित हुआ था। 1920 के दशक की शुरुआत में, क्रमिक सिद्धांत सामने आने लगे, जो कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सामान्यीकृत विवरण होने का दावा करते थे। उनमें से एक प्रकार का सिद्धांत था, जिसे 1990 के दशक में फ्रांसीसी वैज्ञानिक सी. जेरार्ड द्वारा विकसित किया गया था। इस सिद्धांत के अनुसार, सभी कार्बनिक यौगिकों को सबसे सरल अकार्बनिक पदार्थों के व्युत्पन्न के रूप में माना जाता था, जिन्हें प्रकार के रूप में लिया जाता था। श्री। जेरार्ड

ए.एम. बटलरोव की संरचना के सिद्धांत के प्रकट होने से कुछ समय पहले, जर्मन रसायनज्ञ एफ.ए. केकुले (1857) ने कार्बनिक यौगिकों के संबंध में संयोजकता का सिद्धांत विकसित किया, जिसमें कार्बन परमाणु की टेट्रावैलेंस और कार्बन परमाणुओं के साथ संयोजन करके कार्बन श्रृंखला बनाने की क्षमता जैसे तथ्य स्थापित किए गए।ए. एम. बटलरोवा एफ.ए. केकुले

बटलर-पूर्व काल के सैद्धांतिक विकास ने कार्बनिक यौगिकों की संरचना के ज्ञान में एक निश्चित योगदान दिया। लेकिन प्रारंभिक सिद्धांतों में से कोई भी सार्वभौमिक नहीं था। और केवल ए.एम. बटलरोव संरचना का ऐसा तार्किक रूप से पूर्ण सिद्धांत बनाने में कामयाब रहे, जो आज तक कार्बनिक रसायन विज्ञान के वैज्ञानिक आधार के रूप में कार्य करता है। ए.एम. की संरचना का सिद्धांत बटलरोव एक वास्तविक अणु के लिए भौतिकवादी दृष्टिकोण पर आधारित है और प्रयोगात्मक रूप से इसकी संरचना को जानने की संभावना से आगे बढ़ता है। पूर्वाह्न। बटलरोव ने पदार्थों की संरचना स्थापित करने में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को मौलिक महत्व दिया। ए.एम. की संरचना का सिद्धांत बटलरोवा ने न केवल पहले से ज्ञात तथ्यों की व्याख्या की, उनका वैज्ञानिक महत्व नए कार्बनिक यौगिकों के अस्तित्व की भविष्यवाणी करने में था। ए.एम. बटलरोव ए.एम. बटलरोवा ए.एम. बटलरोव ए.एम. बटलरोव

आइसोमर्स ऐसे पदार्थ होते हैं जिनका आणविक सूत्र समान होता है लेकिन रासायनिक संरचना भिन्न होती है और इसलिए उनके गुण भी भिन्न होते हैं। समावयवता की सही व्याख्या 19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में ए.एम. के रासायनिक संरचना के सिद्धांत के आधार पर प्राप्त हुई थी। बटलरोव (संरचनात्मक आइसोमेरिज्म) और हां जी वैन्ट हॉफ (स्थानिक आइसोमेरिज्म) का स्टीरियोकेमिकल सिद्धांत। जी वान्ट हॉफ

सूत्र का नाम आइसोमर्स की संख्या सीएच 4 मीथेन1 सी4एच6सी4एच6 इथेन1 सी3एच8सी3एच8 प्रोपेन1 सी 4 एच 10 ब्यूटेन 2 सी 5 एच 12 पेंटेन 3 सी 6 एच 14 हेक्सेन 5 सी 7 एच 16 हेप्टेन 9 सी 8 एच 18 ऑक्टेन 18 सी 9 एच 20 नॉनेन 35 सी 10 एच 22 डिकैन 75 सी 11 एच 2 4 अनडेकेन159 सी 12 एच 26 डोडेकेन355 सी 13 एच 28 ट्राइडेकेन802 सी 14 एच 30 टेट्राडेकेन1 858 सी 15 एच 32 पेंटाडेकेन4 347 सी 20 एच 42 ईकोसेन सी 25 एच 52 पेंटाकोसेन सी 30 एच 62 ट्राईकॉन्टेन सी 40 एच 82 टेट्राकॉन्टेन

संरचनात्मक आइसोमर्स वे होते हैं जो कार्बनिक यौगिकों के विभिन्न संरचनात्मक सूत्रों (परमाणुओं के कनेक्शन के एक अलग क्रम के साथ) के अनुरूप होते हैं। स्थानिक आइसोमर्स के प्रत्येक कार्बन परमाणु पर समान प्रतिस्थापन होते हैं और केवल अंतरिक्ष में उनकी पारस्परिक व्यवस्था में भिन्नता होती है।

स्थानिक आइसोमर्स (स्टीरियोइसोमर्स)। स्टीरियोइसोमर्स को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: ज्यामितीय आइसोमर्स और ऑप्टिकल आइसोमर्स। ज्यामितीय समरूपता दोहरे बंधन या वलय वाले यौगिकों की विशेषता है। ऐसे अणुओं में, एक सशर्त विमान को इस तरह से खींचना अक्सर संभव होता है कि विभिन्न कार्बन परमाणुओं पर प्रतिस्थापन इस विमान के एक ही तरफ (सीआईएस-) या विपरीत पक्षों (ट्रांस-) पर हो सकते हैं। यदि विमान के सापेक्ष इन प्रतिस्थापनों के अभिविन्यास में परिवर्तन केवल रासायनिक बंधनों में से एक के टूटने के कारण संभव है, तो हम ज्यामितीय आइसोमर्स की उपस्थिति की बात करते हैं। ज्यामितीय आइसोमर्स अपने भौतिक और रासायनिक गुणों में भिन्न होते हैं।

कार्बनिक अणुओं के ऑप्टिकल आइसोमर्स प्राप्त करने का एक नया तरीका खोजा गया है जब ऐलिस ने खुद को अपने, लेकिन "दर्पण जैसे" कमरे में पाया, तो वह आश्चर्यचकित हो गई: कमरा समान लगता है, लेकिन फिर भी पूरी तरह से अलग है। रासायनिक अणुओं के दर्पण आइसोमर्स भी उसी तरह भिन्न होते हैं: वे समान दिखते हैं, लेकिन अलग-अलग व्यवहार करते हैं। कार्बनिक रसायन विज्ञान का सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्र इन दर्पण वेरिएंट का पृथक्करण और संश्लेषण है। (लुईस कैरोल के ऐलिस थ्रू द लुकिंग-ग्लास के लिए जॉन टेनियल द्वारा चित्रण)

अमेरिकी वैज्ञानिकों ने एल्डिहाइड पर आधारित यौगिकों के ऑप्टिकल आइसोमर्स प्राप्त करना सीख लिया है, जिससे अंततः एक महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया प्राप्त हुई है जिस पर रसायनज्ञ कई वर्षों से काम कर रहे हैं। प्रयोग में, उन्होंने दो उत्प्रेरकों को संयोजित किया जो विभिन्न सिद्धांतों के अनुसार काम करते हैं। इन उत्प्रेरकों की संयुक्त क्रिया के फलस्वरूप दो सक्रिय कार्बनिक अणु बनते हैं, जो संयुक्त होकर वांछित पदार्थ बन जाते हैं। इस प्रतिक्रिया को एक उदाहरण के रूप में उपयोग करते हुए, जैविक रूप से महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिकों के एक पूरे वर्ग को संश्लेषित करने की संभावना दिखाई गई है।

कार्बनिक संश्लेषण की कम से कम 130 अभिक्रियाएँ अब ज्ञात हैं, जिनमें कमोबेश शुद्ध चिरल आइसोमर्स प्राप्त होते हैं। यदि उत्प्रेरक में स्वयं चिरल गुण हैं, तो एक वैकल्पिक रूप से सक्रिय उत्पाद एक वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय सब्सट्रेट से प्राप्त किया जाएगा। यह नियम 20वीं सदी की शुरुआत में बनाया गया था और आज भी बुनियादी बना हुआ है। ऑप्टिकल आइसोमर्स के संबंध में उत्प्रेरक की चयनात्मक कार्रवाई का सिद्धांत हैंडशेक के समान है: उत्प्रेरक के लिए चिरल आइसोमर्स में से केवल एक को बांधना "सुविधाजनक" है, और इसलिए प्रतिक्रियाओं में से केवल एक को अधिमानतः उत्प्रेरित किया जाता है। वैसे, "चिरल" शब्द ग्रीक चेयर हैंड से आया है।