Quimia organica

La quimia organica es la branca de la quimia qu'estúdia lei compausats organics, es a dire lei moleculas constituïdas de carbòni, d'idrogèn e de quauqueis eteroatòms coma l'oxigèn, l'azòt, lo clòr ò lo fosfòr. Es un dei dos domenis tradicionaus de la quimia amb la quimia inorganica que s'interessa ai compausats mineraus. La quimia dau carbòni e dei grops foncionaus estacats a una cadena carbonada son donc lei dos aspèctes principaus de la quimia organica modèrna. Lei tecnicas d'analisi i tènon tanben una plaça importanta car la caracterizacion d'una substància organica pòu èsser complèxa.

La quimia organica es la basa de plusors sectors majors de l'industria quimica modèrna coma la petroquimia, la plasturgia ò la fabricacion de medicaments.

 Istòria 

 Antquitat e Edat 

Leis originas de la quimia organica datan dau periòde de l'alquimia. D'efiech, durant aquela epòca, lei sabents pensavan que lei creaturas organicas tenián una « força vitala » caracteristica. Diferenta dei principis presents dins lei substàncias mineralas, aquela fòrça permetiá de distinguir compausats organics e mineraus e d'explicar l'aspècte fòrça diferent dei dos grops. Aquela definicion perdurèt fins a la fondacion de la quimia modèrna e foguèt donc represa per lei premiers quimistas modèrnes au sègle XVIII.

 De l'aparicion a la disparicion de la quimia organica 

 La fin de la « força vitala » 

Au començament dau sègle XIX, lei quimistas comencèron de definir de teorias per explicar lei proprietats particularas dei compausats organics. A partir de l'idèa de « força vitala » e de la descubèrta de l'electroquimia, foguèt concebuda una teoria « electrica » de la quimia organica. Plusors figuras majora participèron a aquel esfòrç coma Eugène Chevreul (1786-1889), Louis Joseph Gay-Lussac (1778-1850), Louis Jacques Thénard (1777-1857), Justus von Liebig (1803-1873) e, subretot, Jacob Berzelius (1779-1843). Pasmens, Berzelius aguèt de dificultats per explicar l'estructura e la polaritat dei radicaus a la basa de sa teoria. En parallèl, la manca de conoissenças sus lei reaccions organicas entraïnèt de debats sus l'estructura dei moleculas presentant una meteissa formula bruta.

La resolucion d'aqueu problema foguèt l'òbra dau quimista francés Auguste Laurent (1807-1853) que capitèt de remplaçar, dins un compausat organic, un atòm d'idrogèn per un atòm de clòr. Coma lo premier es electropositiu e lo segond fòrça electronegatiu, aqueu resultat condamnèt la « força vitala », incapabla d'explicar un tau fenomèn. Entraïnèt tanben l'utilizacion dei formulas semidesvolopadas per visualizar l'estructura dei moleculas e lei mecanismes reaccionaus. En particular, aquò menèt a la descubèrta de la tetravaléncia dau carbòni e de l'estructura dau benzèn per Friedrich Kekulé von Stradonitz (1826-1898), de l'existéncia de moleculas opticament activas per Louis Pasteur (1822-1895) ò de l'existéncia d'atòms de carbòni dissimetric per Joseph Le Bel (1847-1930) e Jacobus Van't Hoff (1852-1911).

 La reünificacion amb la quimia inorganica 

En 1828, lo quimista prussian Friedrich Wöhler (1800-1882) descurbiguèt per azard un mejan de sintetizar l'urèa (un compausat organic) a partir d'una reaccion entre l'amoniac e l'acid cianic (dos reactius mineraus). Se l'urèa es una molecula simpla, aqueu resultat foguèt una revolucion car mostrèt la possibilitat de sintetizar de compausats organics amb de produchs inorganics. Marquèt la fin definitiva de la « força vitala » e permetèt d'unificar lei quimias organica e minerala au sen d'una meteissa disciplinaDins aquò, la difusion d'aquela descubèrta foguèt lònga, compres au sen de la comunautat scientifica..

 Lo mantenement dau concèpte 

Se la descubèrta de Wöhler marca la fin de la quimia organica independenta eissida de la tradicion alquimica, lo concèpte foguèt conservat per lei quimistas per doas rasons principalas. La premiera es l'especifitat dei substàncias organicas que contènon principalament de carbòni e d'idrogèn, çò qu'entraïna l'utilizacion preferenciala de certanei lèis quimicas. La segonda es l'importància dei compausats organics dins l'industria modèrna. D'efiech, tre 1850, lo quimista francés Marcelin Berthelot (1827-1907) mostrèt la possibilitat de sintetizar lo metan, lo metanòl, l'acetilèn ò lo benzèn a partir de compausats organics presents dins la natura. Perseguit per mai d'un quimista, son trabalh permet a l'ora d'ara de fabricar de centenaus de miliers de produchs, compres de substàncias qu'existisson pas a l'estat naturau.

 Concèptes principaus 

 La quimia dau carbòni 

Lo carbòni es la basa dei moleculas organicas. Doas proprietats li dònan de caracteristicas excepcionalas. La premiera es la capacitat d'un atòm de carbòni d'establir de liasons covalentas amb d'autreis atòms de carbòni. Aquò permet de construrre de cadenas carbonadas diversificadas, compres de macromoleculas coma aquelei que forman lei polimèrs. La segonda es l'existéncia de liasons carbòni-carbòni simplas, doblas e triplas que dònan una reactivitat particulara ai compausats carbonats. En particular, permèton d'integrar de cadanas carbonadas ò d'eteroatòms (oxigèn, azòt, alogèns...) a una cadena ja existenta.

 La sintèsi organica 

 La quimia dei grops foncionaus 

Un nombre fòrça important de substàncias organicas pòrtan de grops d'atòms caracteristics. Son dichs « grops foncionaus » (ò « foncions ») e conferisson ai moleculas de proprietats particularas. Entre lei pus coneguts, se pòdon citar lei foncions alcòl (R–OH), acid carboxilic (R–COOH) ò estèr (R-COO-R). Aquelei grops son a la basa de la quimia organica modèrna car sa reactivitat es sovent previsibla. Aquò permet donc de definir de reaccions caracteristicas qu'ofrisson la possibilitat d'establir de sintèsis complèxas constituïdas de plusors etapas successivas.

 L'analisi dei compausats quimics 

En causa de la multiplicat dei compausats organics, l'analisi quimica a un ròtle important per permetre d'identificar sa natura, son nombre d'atòms e son estructura. Per aquò, divèrsei metòdes son estadas desvolopadas. Lei tecnicas quimicas permèton d'identificar una foncion gràcias a una reaccion caracteristica. Per exemple, la reaccion de Fehling pòu servir a caracterizar un aldeïdEn preséncia de moleculas complèxas, es possible de lei degradar en compausats pus simples que pòdon èsser identificats d'un biais separat.. D'autrei metòdes d'identificacion quimicas existisson coma la cromatografia qu'es fòrça utila per separar lei substàncias presentas dins una mesclada.

Lei metòdes d'identificacion fisicas permèton tanben de determinar lei formulas desvolopadas dei compausats gràcias a l'identificacion dei grops foncionaus, de la natura dei liasons e dei caracteristicas de la cadena carbonada. Lei pus utilizacions son leis espectroscòpias infraroge, ultraviolet e Raman (fòrça eficaças per identificar lei foncions e lei liasons) e la resonància magnetica nucleara (fòrça eficaça per identificar leis atòms d'idrogèn). L'ensemble d'aquelei tecnicas es normalament utilizat per s'assegurar de la formula d'una substància.

 Lei règlas de nomenclatura 

Lei règlas de nomenclatura son fòrça presentas en quimia organica car permèton de descriure de moleculas complèxas  d'un biais relativament simple en tenent còmpte dei cadenas carbonadas e dei grops foncionaus. Aquò es important car, en quimia organica, una meteissa formula bruta correspond sovent a de substàncias diferentas.

 L'importància de l'experiéncia 

Se de progrès majors son estats realizats en matèria de teoria per preveire lei reaccions dei compausats organics (integracion de modèls quantics, usatge dei tecnologias de l'informacion...), la quimia organica es encara una sciéncia considerada coma « experimentala ». D'efiech, en causa dau nombre important d'ipotèsis e de reaccions possiblas, la verificacion dau resultat es encara imperativa per defugir una error e verificar una prediccion teorica.

 Aplicacions 

La quimia organica ocupa una plaça majora dins l'industria modèrna. D'efiech, permet de produrre lei compausats quimics de basa (generalament a partir d'idrocarburs) que son utilizats per la fabricacion de compausats pus complèxs coma de polimèrs, de perfums ò de medicaments. Per aquò, l'industria quimia es devesida entre diferentei brancas especializadas amb un destriament entre la quimia pesuca (petroquimia...) caracterizada per de volums importants de produccion e la quimia fina (medicaments...) definida per de fabricacions limitadas amb una valor aponduda auta.

En causa de sa despendéncia ais idrocarburs e de sa consumacion important d'energia electrica, l'industria quimia es l'objècte de recèrcas e de desvolopaments per assaiar d'adaptar son foncionament ai constrenchas environamentalas liadas au rescaufament climatic.

 Annèxs 

 Liames intèrnes 

 Alquimia.
 Compausat quimic.
 Foncion.
 Industria quimica.
 Nomenclatura dei compausats organics.
 Quimia.
 Quimia inorganica.

 Bibliografia 

 Nòtas e referéncias