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Chimica Organica
La Chimica Organica moderna si occupa dello studio della maggior parte delle molecole contenenti carbonio. In origine, era limitata esclusivamente allo studio delle sostanze presenti nei viventi o da loro prodotte (biomolecole).
I più semplici composti organici sono formati da soli due elementi chimici: carbonio e idrogeno; questi prendono il nome di idrocarburi. Gli altri elementi più frequentemente presenti nelle molecole organiche assieme al carbonio sono ossigeno, azoto zolfo e fosforo.
Il carbonio
Nella tavola periodica degli elementi, il carbonio è nel secondo periodo, nel gruppo IVa. Ciò significa che si tratta di un elemento non-metallico1), con 4 elettroni di valenza.
Il valore intermedio dell'elettronegatività (2.5), che è vicino a quello dell'idrogeno (2.1), porta alla formazione negli idrocarburi di legami covalenti stabili.
Quando lega con elementi come l'idrogeno, gli elettroni di valenza sono molto vicini ai nuclei, rendendo i legami covalenti stabili e consentendo la formazione di molecole anche parecchio complesse.
La capacità del carbonio di formare ben 3 stati di ibridazione diversi ($\ce{sp^1}$, $\ce{sp^2}$ ed $\ce{sp^3}$) consente la formazione di molecole di tipo differenti (es. alcani, alcheni, alchini).
Composti organici
Nei composti organici, oltre al carbonio e all'idrogeno possono essere presenti anche altri elementi, detti “eteroatomi”: gli alogeni ($\ce{F}$, $\ce{Cl}$, $\ce{Br}$, $\ce{I}$), $\ce{O}$, $\ce{N}$ e $\ce{P}$.
Nel momento in cui in un atomo di idrogeno viene sostituito in un idrocarburo, il gruppo che lo sostituisce prende il nome di gruppo funzionale
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Per gruppo funzionale si intende anche il tipo di legame carbonio-carbonio presente.
Per rappresentare i gruppi funzionali si scrive la formula bruta preceduta da un trattino (es. $\ce{-OH}$) per rappresentare la presenza di un residuo alchinico.
Le molecole organiche possono essere costituite da catene ramificate o semplici; nei vertici sono sempre presenti atomi di carbonio. Possono esistere anche molecole cicliche, con strutture che si avvolgono su loro stesse.