المجــال الأول : الكيمياء العضوية
يشمل المجال الثاني خمس وحدات تسمح باكتساب معارف ومعلومات ومهارات خاصة حول الكيمياء العضوية.
الكفاءة القاعدية:
يكون المتعلم قادرا على توظيف خواص الفحوم الهيدروجينية لتحضير مشتقات أخرى و يدرك أهمية المركبات العضوية المغنزيومية و يوظف فعالية الوظائف الأكسجينية لتحضير مركبات عضوية ذات أهمية صناعية .
مخطط المجال:
الوحدة التعلمية الأولى : الفحوم الهيدروجنية.
الوحدة التعلمية الثانية : الوظائف الأكسجينية.
الوحدة التعلمية الثالثة : الأمينات.
الوحدة التعلمية الرابعة :البوليميرات .
الوحدة التعلمية الخامسة :بحث توثيقي حول:
* طرق تصنيع بعض المنتجات البوليمرية مثل القارورات البلاستكية ، القنوات البلاستيكية الغراء ، الطلاء...
* التخلص من المخلفات البلاستيكية التي تشكل خطرا على التلوث البيئي.
الكيميـاء العضويـة
مدخل إلى الكيمياء العضوية:
الكيمياء العضوية من الممكن أن تعرف ببساطة بأنها كيمياء مركبات الكربون. وكلمة عضوية Organic
ناشئة من كون المركبات العضوية يمكن الحصول عليها فقط من مصادر نباتية و حيوانية، أي أنها تستمد من
الكائنات الحية.
ودراسة الكيمياء العضوية مهمة جداً في الكثير من المجالات التي تؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر في حياة
الإنسان و سعادته. فهي كيمياء المكونات الأساسية للنباتات و الحيوانات، كالبروتينات و الكربوهيدرات
و الفيتامينات و المواد الدهنية والأنزيمات والهرمونات وغيرها، كما أن المركبات العضوية مهمة في صناعة
الملابس التي نلبسها، والوقود الذي نستعمله في المصانع، و لتحريك السيارات و الطائرات و السفن، كما تدخل
في صناعة الورق والمطاط و البلاستيك، والمبيدات الحشرية و الأسمدة، و المتفجرات وغيرها.
و يعد البترول والغاز الطبيعي والفحم من أهم المصادر التي نحصل منها على الكثير من المركبات العضوية
و لتسهيل دراسة هذا العدد الكبير من المركبات العضوية، فقد قسمت تلك المركبات إلى عدد من المجموعات
التي لها تشابه كبير في الخواص الفيزيائية والكيميائية.
المجموعة الفعالة:
يطلق لفظ المجموعة الفعالة على ذرة أو مجموعة من الذرات توجد في تركيب جزئ المركب العضوي
وتحدد فعالية هذا المركب .
من خلال المثال فإن كلا من المركبات أ ، ب ، ج يحتوي مجموعة المميزة الألدهيدات. لهذه
المركبات الثلاثة صفات و خواص كيميائية متشابهة فكل واحد منها يمكن أكسدته و إرجاعه إلى حمض
كربوكسيلي و كحول على التوالي.
وكما يتضح من التفاعلات السابقة أنه على الرغم من اختلاف البنية التركيبية للمركبات الثلاثة إلا أنها جميعا
تعطي نواتج متشابهة نظرا لوجود مجموعة الألدهيد ( -CHO ) المشتركة في تركيبها بغض النظر عن بقية
الجزئ. و عليه فإن المجموعة الفعالة هي الجزء النشط في جزئ المركب العضوي.
جدول أهم المجموعات الفعالة:
تفاعلات المواد العضوية:
إن تفاعلات المواد العضوية ليست سوى إنكسار ( إنفصام، فك ) روابط وتكون روابط أخرى جديدة.
والروابط في معظم المركبات العضوية هي روابط تساهمية تمثل الواحدة منها بالكترونين بين الذرتين
المرتبطتين. و قد يحدث إنفصام بشكل متجانس "Hemolytic" حيث تحتفظ كل من الذرتين المرتبطتين
بإلكترون، أو بشكل غير متجانس "Heterolytic" حيث تحتفظ إحدى الذرتين بإلكتروني الرابطة.
و يمكن توضيح ذلك من خلال الاحتمالات المتوقعة من إنكسار الربطة بين X وذرة كربون.
و يتحدد نوع الانكسار وفقا لكهروسلبية الذرات المرتبطة، فإذا كانت ذرة X في مثالنا أعلاه تتمتع بكهروسلبية
مقاربة لنظيرها في الكربون، عندئذ نتوقع أن يحدث رإنفصام متجانس.
أما لو كانت الكهروسلبية مختلفة عن نظيرها لذرة الكربون فإن الانفصام المتوقع هو غير متجانس
و تتكون الأيونات السالبة ( أيون الكربانيون ) إذا كانت X أقل كهروسلبية من الكربون.
و تنشأ الأيونات الموجبة ( أيون الكربونيوم ) إذا كانت قابلية ذرة الكربون لجذب الإلكترونات أقل من ذرة X.
وعن مدى قطبية هذه الروابط يمكن إدراك كيفية تكون الأيونات المشحونة. و حيث إن جميع التفاعلات تحدث
عند مراكز الشحنات فإنه يطلق على هذه المراكز بالكواشف و لدها القدرة بالهجوم على روابط الجزيئات
العضوية و الذي يسفر عنه تكوين روابط جديدة. هذه الكواشف شديدة الفعالية و هي إما أن تكون جذور حرة
( إنفصام متجانس ) أو أيونات موجبة أو سالبة، ويطلق عليها كواشف إلكتروفيلية ( E+ ) Electrophiles
وكواشف نيكليوفيلية ( Nu- ) Nucleophiles على التوالي.
و بصورة عامة يعرف الكاشف الإلكتروفيلي بأنه الكاشف الذي لديه استعداد لتقيل الإلكترونات
( يفتقر للشحنة السالبة ) أي أنه حمض لويس. و يمكن أن يكون موجبا أو متعادلا مثل:
أما الكاشف النيكليوفيلي فهو الكاشف الذي لديه القدرة على إعطاء الإلكترونات ( غني بالإلكترونات )
أي أنه قاعدة لويس و يمكن أن يكون سالبا أو متعادلا مثل:
تصنيف التفاعلات العضوية
تصنيف التفاعلات العضوية إلى ثلاث أقسام رئيسية:
- تفاعلات الإستبدال substitution :
حيث تزاح ذرة أو مجموعة مرتبطة بذرة الكربون و يحل محلها ذرة أو مجموعة أخرى.
- تفاعلات الإضافة (الضم) addition :
يشمل هذا النوع من التفاعلات على زيادة عدد المجموعات المرتبطة حيث يصبح الجزئ مشبعاً.
- تفاعلات الحذف (الانتزاع) élimination :
و يشمل على نقصان عدد المجموعات المرتبطة بذرات الكربون حيث يصبح الجزئ غير مشبع
(تزداد خاصية عدم التشبع بالجزئ).