Transcript for:
Úvod do organické chemie

Titulky vytvo Dobrý den, dámy a pánové, a především pak mý vážení devátějáci, dovolte mi, abych vás opět přivítal u mého povídání k chemii. Dnešní kapitolkou se loučíme s chemií anorganickou a vrháme se do takzvané chemie organické, to znamená chemie především uhlíku. Tak pojďme na to. Organická chemie je poměrně důležitá přírodní věda, která se zabývá organickými sloučeninami uhlíku. My tento prvek poměrně dobře známe z chemie anorganické. Víme, že jeho protonové číslo je 6, to znamená, že ve svém atomovém jádře uklívá 6 protonů. Také známe jeho chemický symbol, kterým je písmenko C od slova karbonium a tušíme, že molární hmotnost tohoto prvku je kolem 12 g na mol. Jedná se o prvek, který jsme potkali například při povídání o tuze nebo diamantu. My se však nyní zaměříme na uhlík v tzv. organických sloučeninách. Po staru se jednalo o sloučeniny, které měly co dočinění s živými organizmy. Dnes už tomu tak ale být nemusí, protože známe neuvěřitelný počet uměle připravených organických látek. Budeme si tedy povídat o látkách, které ve svém řetězci obsahují zejména uhlík, potožmo vodík, kyslík, síru a podobné prvky. Význam organické chemie je v současné době doslova ohromný. Určitě už jste ve svém životě využili takzvaná fosilní paliva. To znamená paliva, která vznikla z mrtvých těl organismů. Sem patří například ropa, uhlí nebo zemní plyn. Takové ropě se například říká černé zlato, protože státy, které tuto komoditu těží, se nemají úplně tak špatně. Jde o fosilní palivo, které stále ještě hýbe světem. Uvidíme, jak to bude vypadat do budoucna. Ropa, uhlí a zemní plyn mohou doslova ovlivňovat světové dění. Pokud budete mít zájem, můžete si na internetu dohledat například informace o rusko-ukrajinském konfliktu. Přes území Ukrajiny se do evropských států transportuje například ruský plyn. Tohoto ruské elity v nejednom případě doslova zneužili. To, co zde můžete vidět, je takzvaná karikatura, která danou problematiku vyjadřuje jakýmsi zesměšňujícím tónem. Mnoho z vás určitě poznalo politika, který je na této karikatuře vyobrazen. Pokud ano, můžete mi jeho jméno napsat dolů do komentářů. Budu se moc těšit. V našem putování organickou chemií se také budeme bavit například o takzvaných alkoholech. Jedná se o sloučeniny, o kterých jste určitě slyšeli. Tedy především pak o takzvaném etanolu nebo li-lihu. Dejte si pozor na to, a já to budu v budoucnosti ještě mnohokrát opakovat, že alkoholi jsou opravdu velkou skupinou látek. Rozhodně ne všechny způsobují stav opilosti. Zatímco bez některých alkoholů by se naše tělo rozhodně neobešlo, existují alkoholy, které jsou pro naše tělo toxické, jedovaté. Velmi brzy se budeme bavit o tzv. metanolu a metanolové aféře, která relativně nedávno zasáhla Českou republiku. Etanol je nejen v České republice poměrně oblíbenou sloučeninou. Bohužel jedná se o látku, která velmi významným způsobem může ovlivňovat nejen zdraví daného člověka, ale například i jeho rodinný život. Mnoho lidí nedokáže vábení etanolu odolat, což potom může mít fatální důsledky. Budeme si také povídat o tom, že alkoholu by se měly vyhýbat zejména těhotné ženy. I malá koncentrace etanolu totiž může způsobit naprosto nevratné poškození vyvíjejícího se miminka. Také se budeme bavit o takzvaném vapingu. Jelikož si nedělám žádné iluze, je mi jasné, že spousta z vás takzvanou elektronickou cigaretu již vyzkoušela. Velmi brzy budeme, snad už konečně ve třídě, o elektronkách diskutovat. Zkusíme si vedle sebe postavit kouření cigaret, kouření elektronek a absolutní abstinenci, co se kouření týče. Také se budeme bavit o tom, že spousta organických látek neuvěřitelně krásně voní nebo chutná. Mezi velmi vonavé látky patří například takzvané estery. Pokud jste někdy jedli rumové pralenky, ananas nebo banán, tak tyto látky znáte velmi dobře. Dále se budeme bavit o takzvaných plastech. Neuvěřitelně úžasných látkách. Bohužel, jak už to ale chodí, vše má svou odvrácenou tvář. Klasické plasty jsou totiž látky, které se v přírodě rozkládají velmi těžko. V poslední době se hojně diskutuje o takzvaných mikroplastech. O těch si budeme povídat samozřejmě také. Mimochodem, zkuste se doma podívat kolem sebe a řekněte si, kolik plastových látek kolem sebe vidíte. Myslím si, že to bude poměrně velké číslo. Ono žít bez plastů v dnešní době asi úplně nejde, ale měli bychom dělat všechno proto, abychom množství plastových odpadů co nejvíce snížili. Organické sloučeniny jsou také součástí naší každodenní stravy. Bez organických molekul v naší stravě bychom rozhodně dlouho nepřežili. Však si také uvědomte, že většinu vašeho těla tvoří látky organické. Vaše svaly jsou například tvořené zejména bílkovinami. Mnoho z nás má pod kůží, zejména zrovna teď po Vánocích, tukové zásoby. No a aby naše svaly mohly fungovat, musí spalovat takzvaný živočišný škrob. O bílkovinách, tucích a cukrech si také budeme povídat velmi intenzivně. Myslím si, že základní znalosti o těchto organických látkách bychom měli mít úplně všichni. Jak vidíte sami, organická chemie je oborem velmi, velmi důležitým. Jde ale o obor, který je poměrně mladý. Však si také vemte, že za počátek organické chemie je považován rok 1828. To se chemikovi Friedrichu Wellerovi povedlo syntetizovat takzvanou močovinu. Močovina je látka, kterou mnoho organismů vylučuje, aby se zbavilo nadbytečného dusíku. Na začátku 19. století byl obecně přijímán názorový prout, který se nazýval vitalismus. Ten tvrdil, že veškeré organické látky vznikají díky jakési vitální životní síle. Mnoho lidí doposud předpokládalo, že organické látky tak nemohou vzniknout v laboratoři syntetickým způsobem. Friedrich Döhler ale ukázal, že to tak jde. Nejdřív svému objevu ani nechtěl věřit a považoval ho za určitý omyl. Brzy se ale ukázalo, že šlo doslova o průlomovou událost. Neuvěřitelný rozvoj organické chemie ale nastává až ve 20. století. Mezi významné vědecké mlníky patřil tzv. Millerův-Jurijův experiment. Kdo budete chtít, můžete si ho vyhledat na internetu Já jenom dodám, že během tohoto experimentu byly v uzavřeném prostředí vytvořené takové podmínky, které na Zemi panovaly před nějakými čtyřmi miliardami let. Během probíhajících procesů se ukázalo, že z látek anorganických mohou opravdu vznikat látky organické. Tento experiment tedy odborníky vedl k závěru, že život na naší planetě mohl pravděpodobně vzniknout z látek neživotných, z látek anorganických. Na tomto obrázku pak máte schéma experimentu, ke kterému se použili anorganické látky, jako například oxid uhličitý nebo sulfán, a dále teplná a elektrická energie. Ve spodní části nám potom odkapává směs různých organických sloučenin. Díky organickým sloučeninám může na naší planetě existovat život. Vždyť i náš genetický kód je sled různých organických molekul. Bez organických látek bychom zde rozhodně nebyli. A ještě předtím, než si dáme poznámky, si řekneme jednu velmi, velmi důležitou věc. Dámy a pánové, přichází základní dogma organické chemie. Pamatujte si, že odteď je pro nás uhlík vždy čtyřvazn. To znamená, že z něho budou vycházet čtyři vazby. Takovou, řekněme, nejjednodušší chemickou sloučeninou je tzv. metan. Metán obsahuje pouze jeden jediný uhlík a na něj navázané čtyři vodíky. Jedna, dva, tři, čtyři. Podmínka čtyřvaznosti je zde krásně splněna. Bez této znalosti se v organické chemii v žádném případě neobejdeme. Teď ale dáme mozečku odpočinout a napíšeme si první dnešní poznámky. Jako vždy vás poprosím video zastavit, poznámky pročíst a zapsat do sešitu. Až budete mít napsáno, tak si video pustíte dál, protože my se teď podíváme na to, jak vypadají jednoduché organické sloučeniny. Pamatujte si, že uhlíky se velmi ochotně řetězí. To znamená, že v jedné molekule můžete mít klidně pět uhlíků. Podívejte se na to, jak jsou zde uhlíky krásně zřetězeny. Nám zde ale něco chybí, jako bych to slyšel, protože uhlík je takzvaně čtyřvazn. Až budeme zapisovat vzorce, musíme dát pozor na to, aby opravdu z každého uhlíku vycházely čtyři vazby. Zde budeme mít jednoduchou sloučeninu, která se skládá pouze z uhlíků a vodíků. Řekněte si sami, kolik vodíků bude v uhlíku nalevo. Budou to samozřejmě tři. Totež bude platit pro uhlík úplně na konci. Uvnitř řetězce pak každému uhlíku zbývají ještě dvě vazby. Molekula tedy bude vypadat nějak. Takto. Dostali jsme takzvaný řetězec přímý, který není některák větven. Organické sloučeniny mohou ale vytvářet i něco takového. Podívejte se, jak už je to zde poměrně komplikované. Zatím se nelekejte a vztřebávejte krásu organických molekul. Všimněte si také toho, jakým způsobem jsou zde zapsány jednotlivé vodíky. Předchozí zápis by totiž byl velmi, velmi nepřehledn. Zde máme takzvaný řetězec větven. No a někdy nám organické sloučeniny mohou vytvořit takzvaný řetězec uzavřen. Říkáme mu také cyklický nebo kruhový. Když začnete na libovolném uhlíku a půjdete k uhlíku dalšímu, nikdy se nedostanete na konec řetězce. Vždy se budete pohybovat v nějakém uzavřeném kruhu. Jednotlivé řetězce budeme velmi brzy trénovat. Teď vás ale poprosím, abyste si video po druhé zastavili a všechno zde vyobrazené zapsali do sešitu, ať to máte krásně před očima. Až budete mít, tak si video ještě pustíte, čeká nás několik závěrečných slajdů. Teď se ještě podíváme na to, jak budeme my na základní škole jednotlivé organické snoučeniny zapisovat. On totiž neexistuje, jeden jediný postup těch možností je poměrně mnoho. První možností je, že uvedeme takzvaný sumární neboli molekulový vzrec. To sečteme za stoupení jednotlivých prvků v molekule. Sečteme uhlíky, napíšeme jejich počet, zde jsou tři, sečteme vodíky a napíšeme jejich počet, zde jich mám osm. Rovnou vám řeknu, že tento vzrec je sice na první pohled jednoduchý, ale často nebývá úplně vhodný. protože nám nemusí odhalit vlastní strukturu té dané molekuly. My budeme používat zejména tzv. vzorec reakcionální. To rozepíšeme jednotlivé uhlíky, ale vodíky zapíšeme systémem sumárním. Všimněte si, že mezi každým uhlíkem je znázorněná vazba. CH3, CH2, CH3. Sečtěte si uhlíky 1, 2, 3, C3, sečtěte si vodíky 3, 2, 3 je 8 a máme C3H8. No a pokud budete na začátku organické chemie chtít, můžete používat tzv. vzorec strukturní. Ten nám krásně odhaluje strukturu dané molekuly v plné nahotě. Zatím tuto látku vztřebejte a rozhodně se nelekejte. Jednotlivé zápisy budeme samozřejmě trénovat. Brzy poznáte, že nejde o nic těžkého. Dámy a pánové, pro dnešek naposledy poprosím video zastavit. Poznámky pročíst a zapsat do sešitu. Doufám, že se vám moje dnešní povídání alespoň trošičku líbilo a že pro vás bylo přínosné. Pokud ano, tak se zde zase někdy sejdeme. Zatím se mějte krásně, buďte zdrávi a zase někdy naslyšenou. Titulky vytvořil JohnyX.