Chemia organiczna/Wstęp

Chemia w najbardziej ogólnym ujęciu fizycznym zajmuje się stanami energetycznymi elektronów w atomach i cząsteczkach (poza to pojęcie wykraczają badania niektórych działów chemii jądrowej). Elektron jako lekka cząstka elementarna obdarzona ładunkiem elektrycznym i momentem magnetycznym podlega wielu wpływom, np. oddziaływaniom z jądrem atomu, z sąsiednimi elektronami w atomie lub cząsteczce, z zewnętrznym polem magnetycznym, z innymi atomami i cząsteczkami, z kwantami światła, itd. dlatego jego poziomy energetyczne wykazują bardzo subtelną strukturę, trudną do teoretycznego opracowania. Chemicy do opisu materii wypracowali zatem metodykę badawczą operującą pewnymi uogólnieniami i uproszczeniami (z wyjątkiem niektórych zagadnień chemii kwantowej), która tradycyjnie różni się od ujęcia charakterystycznego dla fizyki. Dla uzupełnienia należy dodać, że historycznie chemia rozwinęła się z dawnej alchemii i aptekarstwa, ale bardzo często odkrycia dawnych badaczy miały równie istotny wpływ na rozwój chemii co i fizyki, jak np. prawa gazowe czy odkrycie elektronu. A obecnie wiele działów chemii coraz bardziej zbliża się do fizyki, jak np. chemia fizyczna (w tym szczególnie termodynamika chemiczna), fizyka chemiczna (w tym szczególnie spektroskopia) oraz wspomniane już: chemia jądrowa i chemia kwantowa (zwana też teoretyczną).

Chemia organiczna jest obszernym działem chemii zajmującym się dużą liczbą substancji o bardzo zróżnicowanych strukturach. Do poprawnego zrozumienia wykładu należy przypomnieć sobie podstawowe pojęcia z zakresu chemii ogólnej, a w szczególności: budowę atomu i związków chemicznych, naturę i rodzaje wiązań chemicznych, hybrydyzację orbitali i orbitale molekularne, wartościowość, wzory sumaryczne i strukturalne, oddziaływania międzycząsteczkowe (wiązania wodorowe, oddziaływania elektrostatyczne, siły dyspersyjne).

Chemię organiczną definiuje się jako chemię związków węgla, chociaż znane są również substancje nieorganiczne zawierające węgiel (np. tlenek i ditlenek węgla, węglany). W zakres badań chemii organicznej wchodzą związki naturalne występujące w organizmach żywych lub z nich powstałe (ropa naftowa, węgiel kamienny itp.) oraz wiele substancji wytwarzanych przemysłowo lub w laboratoriach badawczych. Ogólna liczba znanych związków organicznych przekracza obecnie 16 milionów i wielokrotnie przewyższa liczbę znanych związków nieorganicznych. Główną przyczyną występowania tak licznych związków organicznych jest zdolność atomów węgla do tworzenia trwałych wiązań węgiel-węgiel, które mogą łączyć się w długie łańcuchy, pierścienie, rozgałęziać się itd.