第28章 有機化合物の基礎
有機化合物と無機化合物の違い、炭化水素と官能基の初歩、有機化合物に共通する性質(燃えやすい・水に溶けにくいものが多い 等)。
1. 有機化合物とは
炭素(C)を骨組みにもつ化合物を有機化合物といいます。それ以外を無機化合物といいます。
ただし、炭素をふくんでいても、一酸化炭素(CO)・二酸化炭素(CO₂)・炭酸カルシウムなどの炭酸塩・シアン化物などは、ふつう無機化合物として扱います。
第4類の危険物(ガソリン・灯油・アルコール・アセトンなど)は、ほとんどが有機化合物です。有機化合物のおおまかな性質を知っておくと、第4類の性質がぐっとわかりやすくなります。
2. 有機化合物に共通する性質
有機化合物には、次のような性質のものが多くあります(例外もあります)。
・燃えやすいものが多い。完全に燃えると、おもに二酸化炭素と水ができる
・水に溶けにくく、アルコールやエーテルなどの有機溶剤に溶けやすいものが多い
・融点や沸点が低いものが多い(無機化合物にくらべて)
・水に溶けても電気を通さない(非電解質)ものが多い
・原子どうしが共有結合でつながっている
・成分の元素は C・H・O・N など少ないのに、種類はとても多い
なお、エタノールやアセトンのように、水によく溶ける有機化合物もあります(職場のあんぜんサイト モデルSDS:エタノールは『水と混和』、アセトンは『水に易溶』)。
3. 炭化水素
炭素と水素だけでできた化合物を炭化水素といいます。ガソリンや灯油は、いろいろな炭化水素がまざったものです。
・鎖式で単結合だけ … メタン CH₄、エタン C₂H₆、プロパン C₃H₈(アルカン・飽和炭化水素)
・二重結合をもつ … エチレン C₂H₄(アルケン)
・三重結合をもつ … アセチレン C₂H₂(アルキン)
・ベンゼン環をもつ … ベンゼン C₆H₆、トルエン(芳香族炭化水素)
アルカンでは、炭素の数が多くなるほど沸点が高くなります(メタン・プロパンは常温で気体、ガソリン・灯油の成分は液体)。
4. 官能基(性質を決める部分)
有機化合物の性質を決める原子の集まりを『官能基』といいます。
・ヒドロキシ基 -OH … アルコール(例:メタノール CH₃OH、エタノール C₂H₅OH)
・アルデヒド基 -CHO … アルデヒド(例:アセトアルデヒド CH₃CHO)
・カルボニル基 >C=O … ケトン(例:アセトン CH₃COCH₃)
・カルボキシ基 -COOH … カルボン酸(例:酢酸 CH₃COOH)
・ニトロ基 -NO₂ … ニトロ化合物(例:ニトロベンゼン)
・アミノ基 -NH₂ … アミン(例:アニリン)
-OH はアルコール、-COOH はカルボン酸(酢酸)、の2つはまず確実に覚えましょう。-OH は水になじみやすい部分なので、炭素の少ないアルコールは水によく溶けます。
POINT
5. ここだけは覚える
・有機化合物は炭素を骨組みにもつ化合物(CO・CO₂・炭酸塩は無機として扱う)
・燃えやすいものが多く、完全燃焼すると二酸化炭素と水ができる
・水に溶けにくく有機溶剤に溶けやすいものが多い(例外:エタノール・アセトンなど)
・融点・沸点が低いものが多い/非電解質が多い
・官能基:-OH アルコール、-CHO アルデヒド、>C=O ケトン、-COOH カルボン酸