ترکیبات آلی: الکل ، اتر ،آلدهید ،کتون

در شیمی آلی پایه یازدهم، علاوه بر هیدروکربن‌ها (که فقط شامل کربن و هیدروژن هستند)، با ترکیباتی آشنا می‌شویم که در ساختار خود اتم اکسیژن (O) نیز دارند. خواص فیزیکی و شیمیایی این ترکیبات به شدت وابسته به «گروه عاملی» آن‌هاست. 

1. خانواده الکل‌ها (Alcohols) 

• تعریف و گروه عاملی: الکل‌ها ترکیبات آلی هستند که گروه عاملی هیدروکسیل (\(-OH\)) دارند. 

• ساختار کلی: R-OH (که در آن R یک زنجیره یا گروه هیدروکربنی است). 

• فرمول عمومی الکل‌های راست‌زنجیر یک‌عاملی: \(C_{n}H_{2n+1}OH\)  یا به شکل دقیق‌تر \(C_{n}H_{2n+2}O\) 

• قاعده نام‌گذاری: نام آلکان هم‌کربن + پسوند «ول» (ol). (در زنجیره‌های طولانی‌تر، شماره کربن متصل به OH نیز ذکر می‌شود). 

• نمونه‌های مهم در فایل ویدیو: 

• متانول: \(CH_{3}OH\) 

• اتانول:\(CH_{3}CH_{2}OH\)

• پروپانول: \(CH_{3}CH_{2}CH_{2}OH\)

2. خانواده اترها (Ethers)

• تعریف و گروه عاملی: اترها ترکیباتی هستند که در آن‌ها یک اتم اکسیژن مانند پلی میان دو گروه هیدروکربنی قرار گرفته است. گروه عاملی آن‌ها اتری (—O—) نام دارد.

• ساختار کلی: \(R—O—R'\)

• فرمول عمومی اترهای راست‌زنجیر یک‌عاملی: \(C_{n}H_{2n+2}O\)

• قاعده نام‌گذاری: نام گروه‌های آلکیل متصل به اکسیژن (به ترتیب حروف الفبا) + کلمه «اتر».

• نمونه‌های مهم:

• دی‌متیل اتر: \(CH_{3}-O-CH_{3}\)

• متیل اتیل اتر: \(CH_3-O-CH_2CH_3\)
• ۳. خانواده آلدهیدها (Aldehydes)
• تعریف و گروه عاملی: آلدهیدها دارای گروه کربونیل \(C=O\) هستند، با این شرط مهم که گروه کربونیل همیشه در انتهای زنجیره کربنی قرار دارد؛ یعنی کربن گروه کربونیل حداقل به یک اتم هیدروژن متصل است. گروه عاملی آن‌ها آلدهیدی \(-CHO\) نامیده می‌شود.
• ساختار کلی:

• فرمول عمومی آلدهیدهای راست‌زنجیر: \(C_nH_{2n}O\)
• قاعده نام‌گذاری: نام آلکان هم‌کربن + پسوند «آل» (al). (نیازی به شماره‌گذاری محل گروه عاملی نیست، چون همیشه روی کربن شماره 1 است).
• نمونه‌های مهم:
• متانال (فرمالدهید):

• اتانال (استالدهید):

4. خانواده کتـون‌ها (Ketones)
• تعریف و گروه عاملی: کتـون‌ها نیز دارای گروه کربونیل \(C=O\) هستند، اما برخلاف آلدهیدها، گروه کربونیل در وسط زنجیره کربنی قرار دارد و به دو اتم کربن دیگر متصل است. گروه عاملی آن‌ها کتونی \(C=O\) خوانده می‌شود.
• ساختار کلی:

• فرمول عمومی کتون‌های راست‌زنجیر: \(C_{n}H_{2n}O\) 

• قاعده نام‌گذاری: نام آلکان هم‌کربن + پسوند «ون» (one). (در زنجیره‌های طولانی، شماره کربن دارای گروه کربونیل ذکر می‌شود). 

• نمونه‌های مهم: 

• پروپانون (استون): \(CH_{3}-CO-CH_{3}\) 

• بوتانون: \(CH_{3}-CO-CH_{2}-CH_{3}\) 

5. مفهوم ایزومری (همپاری) در ترکیبات اکسیژن‌دار

 یکی از مهم‌ترین نکات، بررسی ایزومرهای ساختاری (ایزومری گروه عاملی) در این خانواده‌هاست:

 الف) ایزومری الکل و اتر: 

الکل‌ها و اترهای یک‌عاملی، فرمول عمومی یکسانی \(C_{n}H_{2n+2}O\) دارند، بنابراین با یکدیگر ایزومر (همپار) هستند. 

• مثال: فرمول مولکولی \(C_{2}H_{6}O\) متعلق به دو ترکیب متفاوت است:

1. اتانول (الکل): \(CH_{3}CH_{2}OH\)
2. دی‌متیل اتر (اتر): \(CH_{3}-O-CH_{3}\)
ب) ایزومری آلدهید و کتون:
آلدهیدها و کتون‌های راست‌زنجیر نیز فرمول عمومی یکسانی \(C_{n}H_{2n}O\) دارند و با هم ایزومر (همپار) هستند.
• مثال: فرمول مولکولی \(C_{3}H_{6}O\) متعلق به دو ترکیب متفاوت است:
1. پروپانال (آلدهید): \(CH_{3}CH_{2}CHO\)
2. پروپانون (کتون): \(CH_{3}COCH_{3}\)