Chimie Organică

Organic Chemistry

Subiecte: hidrocarburi, grupări funcționale, izomerie, nomenclatură IUPAC de bază, reacții tipice (adăugare, substituție, eliminare, oxidare, esterificare, polimerizare).

Topics: hydrocarbons, functional groups, isomerism, basic IUPAC naming, common reactions (addition, substitution, elimination, oxidation, esterification, polymerization).

Introducere

Chimia organică studiază compușii carbonului. Pentru bacalaureat (profil real/tehnologic), zona de bază include recunoașterea claselor de compuși, nomenclatura IUPAC elementară, izomeria (de catenă, poziție, funcțională), proprietăți fizice și mecanisme simplificate ale reacțiilor tipice.

Hidrocarburi Halogenderivați Alcooli & Fenoli Aldehide & Cetoane Acizi carboxilici & Esteri Amini Polimeri

Introduction

Organic chemistry deals with carbon compounds. For the Romanian Baccalaureate, the core includes recognizing compound classes, basic IUPAC nomenclature, isomerism (chain, position, functional), physical properties and simplified reaction patterns.

Hydrocarbons Halogenoalkanes Alcohols & Phenols Aldehydes & Ketones Carboxylic acids & Esters Amines Polymers

Teorie

1) Hidrocarburi

Alcani (saturați, CnH2n+2): legături σ, tetrah. 109,5°. Reacții: substituție radicalică (halogenare), cracare, izomerizare.

Alchene (nesaturați, CnH2n): duble C=C, reacții de adăugare electrofilă (HBr, H2O—Markovnikov), polimerizare.

Alchine (CnH2n−2): triple, pot da adăugări, formare de acetiluri cu baze tari.

Arene (benzenul și derivați): sistem aromatic, reacții tipice de substituție electrofilă aromatică (nitrare, sulfonare, halogenare, Friedel–Crafts).

ClasăFormulăReacție tipică
AlcaniCnH2n+2Substituție (Cl2/hv)
AlcheneCnH2nAdăugare HBr, hidratare
AlchineCnH2n-2Adăugare H2, halogeni
AreneC6H6 etc.SEAr (nitrare)

2) Grupări funcționale

Alcooli R–OH: dehidrogenare, oxidare (primari → aldehide/acizi; secundari → cetone), esterificare cu acizi.

Halogenderivați R–X: substituție nucleofilă (SN1/SN2 – model simplificat), eliminare (E1/E2) → alchene.

Aldehide R–CHO și cetoane R–CO–R': reacții de adăugare nucleofilă, oxidare (aldehide → acizi), test Tollens/Fehling (bac: nivel conceptual).

Acizi carboxilici R–COOH: aciditate, esterificare, formare săruri.

Esteri R–COO–R': esterificare (Fischer), hidroliză (acidă/bazică – saponificare).

Amini R–NH2/R2NH/R3N: bază slabă, săruri de amoniu, reacții cu halogenderivați (alchilare).

3) Nomenclatură IUPAC (esential)

  • Determină lanțul principal, numerotează pentru poziții minime.
  • Indică multiplicitatea (di-, tri-), ordonează substituenții alfabetic.
  • Funcții prioritare: acid > ester > aldehidă > cetonă > alcool > amină > alchenă > alchină > alcan.

4) Izomerie

  • De catenă (lanț), de poziție (legături duble/substituenți), funcțională (alcool ↔ eter, aldehidă ↔ cetonă cu aceeași formulă).
  • Cis–trans la alchene (în programa de bază – orientativ).

5) Reacții uzuale

  • Adăugare la alchene/alchine (H2, X2, HX, H2O – regula lui Markovnikov).
  • Substituție (halogenderivați, arenă – SEAr).
  • Eliminare (dehidrohalogenare – formare alchene).
  • Esterificare / hidroliză (esteri, lipide – noțiuni).
  • Oxidare (alcooli primari → aldehide → acizi; secundari → cetone).
  • Polimerizare (etena → polietilenă; clorura de vinil → PVC; stiren → polistiren).

Theory

1) Hydrocarbons

Alkanes (σ-bonds, CnH2n+2) – radical substitution; Alkenes (C=C) – electrophilic addition, polymerization; Alkynes (C≡C) – additions; Arenes – electrophilic aromatic substitution.

2) Functional groups

Alcohols, halogenoalkanes, aldehydes/ketones, carboxylic acids/esters, amines – typical reactivity as above.

3) IUPAC naming

Main chain, lowest locants, multiplicity prefixes, priority order (acids → esters → aldehydes → ketones → alcohols → amines → alkenes → alkynes → alkanes).

4) Isomerism

Chain, position, functional; basic cis–trans for alkenes.

5) Common reactions

Addition, substitution, elimination, esterification/hydrolysis, oxidation, polymerization.

Exerciții (cu soluții)

1) Denumire IUPAC

Enunț

Denumă compusul: CH3–CH(Cl)–CH2–CH3.

Rezolvare
Răspuns: 2-clorobutan (lanț butan, clor pe C-2).

2) Tip de izomerie

Enunț

Indică tipul de izomerie între C3H8O: propan-1-ol și metoxietan.

Rezolvare
Funcțională: alcool ↔ eter, aceeași formulă moleculară.

3) Reacție de adăugare

Enunț

Scrie produsul major la adăugarea HBr la prop-1-enă (condiții obișnuite).

Rezolvare
2-bromopropan (regula lui Markovnikov).

4) Oxidare alcool

Enunț

Oxidarea etanolului conduce la… (etapă primă).

Rezolvare
Aldehidă: etanals (acetaldehidă), apoi acid acetic la oxidare ulterioară.

5) Probleme valorice (stoichiometrie simplă)

Enunț

Polimerizarea a 28 g etenă produce ce masă de polietilenă (randament 100%)?

Rezolvare
M(etenă)=28 g/mol ⇒ 1 mol monomer ⇒ 1 mol unități repetate în lanț (mase egale din punct de vedere al unităților) ⇒ 28 g PE (considerând conversie completă a legăturilor).

6) Reacții ale acizilor carboxilici

Enunț

Scrie reacția generală de esterificare dintre un acid carboxilic și un alcool.

Rezolvare
R-COOH + R′-OH ⇌ R-COOR′ + H2O (acid catalitic, echilibru, deplasare prin eliminare apă).

7) Amini – proprietăți

Enunț

Ce se obține la reacția unei amine primare cu HCl?

Rezolvare
Se formează clorură de alchilamoniu (sare de amoniu: R-NH3+Cl−).

8) Test de recunoaștere

Enunț

Ce test clasic diferențiază aldehidele de cetone?

Rezolvare
Tollens/Fehling – aldehidele dau oglindă de argint / precipitat roșu de Cu2O; cetonele uzual nu.

Exercises (with solutions)

Similar statements and answers in English (concise):

  • 2-chlorobutane naming; functional isomerism (alcohol vs ether); Markovnikov major product: 2-bromopropane; ethanol oxidation → ethanal → acetic acid; esterification: R-COOH + R′-OH ⇌ R-COOR′ + H2O; amines + HCl → ammonium salts; Tollens/Fehling distinguishes aldehydes from ketones.

Test de evaluare (10 întrebări grilă)

Alege varianta corectă. La final primești feedback și răspunsurile corecte.

1) Formula generală a alcanilor este:

2) Reacția tipică a benzenului este:

3) Care este denumirea corectă pentru CH3–CH(Cl)–CH3?

4) Ce tip de izomerie există între propan-1-ol și metoxietan (C3H8O)?

5) Produsul major la adăugarea HBr la prop-1-enă (Markovnikov):

6) Oxidarea unui alcool primar duce mai întâi la:

7) R-COOH + R′-OH ⇌ ?

8) Reacția aminei primare cu HCl produce:

9) Testul Tollens este pozitiv pentru:

10) Monomerul polistirenului este:

Quiz (10 multiple choice)

Pick the correct option. You’ll get feedback and the right answers.

1) General formula of alkanes:

2) Typical reaction of benzene:

3) Correct name of CH3–CH(Cl)–CH3:

4) Type of isomerism between propan-1-ol and methoxyethane:

5) Major product of HBr addition to prop-1-ene:

6) Oxidation of a primary alcohol first gives:

7) R-COOH + R′-OH ⇌ ?

8) Primary amine + HCl gives:

9) Tollens test is positive for:

10) Polystyrene’s monomer is: