La chimica del carbonio
Breve storia
Si definiscono composti organici tutte le molecole che presentano al loro interno l'atomo di carbonio: Fanno eccezione gli ossidi CO e CO2. La chimica organica studia le caratteristiche fisiche e chimiche di questi composti.
Fin dal 1600, i composti chimici erano divisi in due macro categorie in base alla loro origine: quelli derivanti dal mondo minerale e quelli prodotti dagli organismi viventi.
Jacobs Berzelius nel 1807 propose di adottare il termine composti organici per quei composti prodotti da organismi viventi e derivanti dalle funzioni tipiche del loro ciclo vitale.
Nel 1828 Wohler, nel tentare di cristallizzare un composto inorganico, creò l'urea che è una molecola di natura organica. Per la prima volta si è passati da una molecola appartenente alla famiglia dei composti inorganici a una molecola organica, sancendo la fine del vitalismo.
Nel 1860 il chimico Berthelot dimostrò che era possibile ottenere tutte le classi di composti organici a partire da Carbonio, Idrogeno, Ossigeno e Azoto.
Da questo momento in poi al concetto di "chimica organica" si associa tutto ciò che riguarda la chimica dei composti del carbonio. Per semplificare ricorda che tutti i composti organici contengono carbonio e che il carbonio ha caratteristiche molto particolari in virtù della sua configurazione elettronica.
L'atomo di carbonio
Le molecole organiche sono composte prevalentemente da atomi di carbonio che costituiscono la struttura portante della molecola e si legano con altri atomi.
Ibridazione sp3
Quando l'elettrone si eccita spostandosi nell'orbitale P si dice che si è formato un'orbitale ibrido sp3.
Questi orbitali assumono una geometria tetraedrica con angoli di 109, 5° in modo tale di avere una disposizione nello spazio alla massima distanza l'uno dall'altro minimizzando la repulsione elettrostatica tra elettroni. Quest'idea di visualizzare il composto organico come oggetto dalla geometria tetraedrica fu proposto da Van't Hoff che prevede l'atomo di carbonio si trovi al centro di un tetraedro con i quattro legami diretti verso i vertici.
Si definiscono composti organici tutte le molecole che presentano al loro interno l'atomo di carbonio: Fanno eccezione gli ossidi CO e CO2. La chimica organica studia le caratteristiche fisiche e chimiche di questi composti.
Fin dal 1600, i composti chimici erano divisi in due macro categorie in base alla loro origine: quelli derivanti dal mondo minerale e quelli prodotti dagli organismi viventi.
Jacobs Berzelius nel 1807 propose di adottare il termine composti organici per quei composti prodotti da organismi viventi e derivanti dalle funzioni tipiche del loro ciclo vitale.
Nel 1828 Wohler, nel tentare di cristallizzare un composto inorganico, creò l'urea che è una molecola di natura organica. Per la prima volta si è passati da una molecola appartenente alla famiglia dei composti inorganici a una molecola organica, sancendo la fine del vitalismo.
Nel 1860 il chimico Berthelot dimostrò che era possibile ottenere tutte le classi di composti organici a partire da Carbonio, Idrogeno, Ossigeno e Azoto.
Da questo momento in poi al concetto di "chimica organica" si associa tutto ciò che riguarda la chimica dei composti del carbonio. Per semplificare ricorda che tutti i composti organici contengono carbonio e che il carbonio ha caratteristiche molto particolari in virtù della sua configurazione elettronica.
L'atomo di carbonio
Le molecole organiche sono composte prevalentemente da atomi di carbonio che costituiscono la struttura portante della molecola e si legano con altri atomi.
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| Fig. 1 |
L'atomo di carbonio ha numero atomico = 6: per la teoria degli orbitali ha una configurazione elettronica in cui il livello di energia due (orbitale p) non è completo. L'atomo di conseguenza tenderà a reagire con altri elementi: il livello più esterno è 2S2. lascia pensare che metterà in gioco i due atomi del livello P per fare un doppio legame covalente.
Nella realtà, invece, un elettrone del livello S si eccita passando al livello P e permettendo all'elemento di legarsi 4 volte come si vede in figura. L'energia spesa per alzare il livello di energia di un elettrone viene ripagata dalla possibilità di formare 4 legami anziché due.Ibridazione sp3
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| Ibridazione sp3 |
Questi orbitali assumono una geometria tetraedrica con angoli di 109, 5° in modo tale di avere una disposizione nello spazio alla massima distanza l'uno dall'altro minimizzando la repulsione elettrostatica tra elettroni. Quest'idea di visualizzare il composto organico come oggetto dalla geometria tetraedrica fu proposto da Van't Hoff che prevede l'atomo di carbonio si trovi al centro di un tetraedro con i quattro legami diretti verso i vertici.
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