1. 유기 화학, 탄소 화학 (Organic Chemistry)
ㅇ 유기 화합물(탄소 화합물)의 분류,구조,성질 등을 다루는 학문 분야
- 탄소 화합물의 종류는 무수히 많음
. 석유 연료/원료부터 식품,약품,화장품에서 플라스틱(고분자)에 이르기까지 광범위함
ㅇ 주로, 생명과 관련된 분야로 일컬어짐
- 1828년 독일 화학자 프리드리히 뵐러가, 생명 없는 무기물에서 유기물 `요소`를 만들기 전까지,
- 유기물을 생명 활동을 통해서 만 만들 수 있다고 생각해왔음
2. 유기 화합물 (Organic Compound) ≒ 대부분의 탄소 화합물
ㅇ 탄소(C)와의 공유결합에 의해 생성된 화합물
- 탄소는, 4개의 공유결합을 형성하며, 팔전자 규칙을 만족시키려는 경향성이 있음
- 탄소 원자는, 탄소 또는 그밖의 비금속들과 공유결합하여 매우 다양한 화합물 분자를 만듬
. 지금까지 알려진 1천만종 이상의 화합물 중 90% 이상이 탄소 화합물이라고 함
- 적어도 하나 이상의 탄소 - 탄소 또는 탄소 - 수소 결합을 포함하는 화합물
. 탄소,수소 외에도 유기 화합물에 많이 포함되는 원소로는,
. 산소, 질소, 인, 황, 그리고 할로겐(플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘)이 있음
3. 유기 화합물의 특징
ㅇ 분자 종류가 매우 많고 복잡하고 다양함
- 구조적 복잡성, 화학적 다양성
. 현재까지 1600만 이상이 알려짐
ㅇ 탄소 원자를 포함하는 화합물로써, 탄소와 수소(탄화수소)를 기본으로 함
- 유기 화합물 대부분은, 주기율표의 오른쪽 상단에 위치한, 비금속 원소들끼리 화합물을 이룸
ㅇ 구성 원소 종류가 적음
- 탄소(C),수소(H),산소(O),질소(N) 4개 원소 및 할로겐,황,인,규소 등
10여 종류에 불과함
ㅇ 공유 결합을 하는 분자로 이루어짐
- 또는, 분자 간 힘에 의해 약하게 결합됨
. 무기 화합물은, 주로 이온성 화합물 이고,
. 유기 화합물은, 분자성 화합물 임
ㅇ 탄소 골격의 배열 뿐 만 아니라,
- 그 골격에 결합하는 작용기에 따라서도 특성이 달라짐
ㅇ 대부분 비 수용성이며 이온화되지 않음
- 비 전해질(수용액이라도 전기 전도성이 없음)
ㅇ 열적으로 불안정함
- 융점 및 비등점이 낮음
ㅇ 공기 중 연소되면, 산소와 격렬히 반응하여,
- 이산화탄소(CO2), 물(H2O)이 생김
ㅇ 고분자성 물질이 많음
4. 유기화합물의 분류
※ ☞ 유기화합물 종류 참조
- 탄화수소 및 그 유도체에 의한 구분 : 탄화수소 체, 탄화수소 유도체
. 거의 모든 유기화합물은, 이런 단순한 탄화수소 체들로부터 유도됨
- 탄소 뼈대에 의한 구분
. 결합 모양 : 사슬 모양 탄화수소 (Chain), 고리 모양 탄화수소 (Ring,Cyclic)
. 벤젠 고리 유무 : 지방족 탄화수소(비 벤젠 고리), 방향족 탄화수소(벤젠 고리)
- 탄화수소 포화도에 의한 구분
. 포화 탄화수소 (Saturated)
.. 사슬 모양 탄화수소 (알케인 단일결합)
.. 고리 모양 탄화수소 (시클로알칸 단일결합)
. 불포화 탄화수소 (Unsaturated)
.. 사슬 모양 탄화수소 (알켄 이중결합, 알킨 삼중결합)
.. 고리 모양 탄화수소 (방향족 탄화수소 : 단일결합, 이중결합)
- 작용기에 따른 구분
※ 결과적으로,
- 탄소 원자들끼리의 결합 및 탄소 사슬에 다른 원소의 원자들이 부착 결합하는 형태에 따라,
- 무수히 많은 결합 형태가 가능함
※ 케쿨레(Friedrich August Kekulé, 1829~1896) : 독일 화학자
- 탄소 화합물의 분자 구조를 밝힘
- (1890년에 밝힌 1865년의 꿈 내용에서, 6개의 탄소원자로 이루어지는 벤젠 고리를 설명)
4. 유기화합물의 명명법
※ IUPAC 명명체계 (IUPAC stytem of nomenclature) ☞ 알케인 명명, 알켄 명명 참조
ㅇ 접두사(prefix) - 주작용기 자리(locant) - 모체(parent) - 접미사(suffix)
- 접두사(prefix) : 분자 내 다양한 치환기들의 위치,신원
- 주 작용기 자리(locant) : 주가되는 작용기의 위치
- 모체(parent) : 분자의 주요한 부분을 선택하고, 그 부분에 있는 탄소 수
- 접미사(suffix) : 주 작용기
ㅇ 일반적으로, 유기화합물 약품명은, 다음 세가지가 있을 수 있음
- 체계명 (systemic name) : IUPAC 체계명
- 일반명 (generic name) : 공식적,국제적으로 공인된 의약품명
- 상품명 (trade name) : 제조사가 명명
5. [참고사항]
ㅇ [용어] ☞ 유기화학 용어 참조
ㅇ [반응] ☞ 유기화학 반응 참조
- 산 염기 반응, 산화 환원 반응, 치환 반응, 첨가 반응, 제거 반응, 축합 반응, 자리옮김 반응 등