Амиды, имиды и нитриды ряда металлов образуются в результате некоторых реакций в среде жидкого аммиака. Нитриды можно получить нагреванием металлов в атмосфере азота.
Амиды металлов являются аналогами гидроксидов. Эта аналогия усиливается тем, что ионы ОН− и NH2−, а также молекулы Н2O и NH3 изоэлектронны. Амиды являются более сильными основаниями, чем гидроксиды, а следовательно, подвергаются в водных растворах необратимому гидролизу:
{\displaystyle {\mathsf {NaNH_{2}+H_{2}O\rightarrow NaOH+NH_{3и в спиртах:
{\displaystyle {\mathsf {KNH_{2}+C_{2}H_{5}OH\rightarrow C_{2}H_{5}OK+NH_{3Подобно водным растворам щелочей, аммиачные растворы амидов хорошо проводят электрический ток, что обусловлено диссоциацией:
{\displaystyle {\mathsf {KNH_{2}\rightleftarrows K^{+}+NH_{2}^{-Фенолфталеин в этих растворах окрашивается в малиновый цвет, при добавлении кислот происходит их нейтрализация. Растворимость амидов изменяется в такой же последовательности, что и растворимость гидроксидов: LiNH2 — нерастворим, NaNH2 — малорастворим, KNH2, RbNH2 и CsNH2 — хорошо растворимы.
При нагревании аммиак разлагается, проявляет восстановительные свойства. Так, он горит в атмосфере кислорода, образуя воду и азот. Окисление аммиака воздухом на платиновом катализаторе даёт оксиды азота, что используется в промышленности для получения азотной кислоты:{\displaystyle {\mathsf {2NH_{3}{\xrightarrow {1200-1300^{o}C}}\ N_{2}+3H_{2 (реакция обратима){\displaystyle {\mathsf {4NH_{3}+3O_{2}\longrightarrow 2N_{2}+6H_{2}O}}} (без катализатора, при повышенной температуре){\displaystyle {\mathsf {4NH_{3}+5O_{2}\longrightarrow 4NO+6H_{2}O}}} (в присутствии катализатора, при повышенной температуре)На восстановительной основано применение нашатыря NH4Cl для очистки поверхности металла от оксидов при их пайке:
{\displaystyle {\mathsf {3CuO+2NH_{4}Cl\rightarrow 3Cu+3H_{2}O+2HCl+N_{2Окисляя аммиак гипохлоритом натрия в присутствии желатина, получают гидразин:
{\displaystyle {\mathsf {4\ NH_{3}+2NaOCl\longrightarrow 2\ N_{2}H_{4}+2NaCl+2H_{2}O}}}Галогены (хлор, йод) образуют с аммиаком опасные взрывчатые вещества — галогениды азота (хлористый азот, иодистый азот).С галогеноалканами аммиак вступает в реакцию нуклеофильного присоединения, образуя замещённый ион аммония получения аминов):{\displaystyle {\mathsf {NH_{3}+CH_{3}Cl\rightarrow [CH_{3}NH_{3}]Cl}}} (гидрохлорид метиламмония)С карбоновыми кислотами, их ангидридами, галогенангидридами, эфирами и другими производными даёт амиды. С альдегидами и кетонами — основания Шиффа, которые возможно восстановить до соответствующих аминов (восстановительное аминирование).При 1000 °C аммиак реагирует с углём, образуя синильную кислоту HCN и частично разлагаясь на азот и водород. Также он может реагировать с метаном, образуя ту же самую синильную кислоту:{\displaystyle {\mathsf {2CH_{4}+2NH_{3}+3O_{2}\rightarrow 2HCN+6H_{2}O}}}{\displaystyle {\mathsf {NH_{4}OH=NH_{3}+H_{2}O}}}
Роль органических веществ огромна: например: углеводы ( сахариды ) молекулы этих веществ построены всего из трёх элементов - углерода, кислорода и водорода. Углероды являются основным источником энергии для живых организмов. Кроме того, они обеспечивают организмы соединениями, которые используются в дальнейшем для синтеза других соединений.
Наиболее известными и распространёнными углеводами являются растворённые в воде моно- и дисахариды. Они кристаллизуются, сладкие на вкус.
Моносахариды
Полисахариды
Липиды - группа соединений, которые содержатся во всех живых клетках, они нерастворимы в воде.
Жиры ( триглицериды, нейтральные жиры ) являются основной группой липидов. Они представляют собой сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и жирных кислот или смесь свободных жирных кислот и триглицеридов.
Встречаются в живых клетках и свободные жирные кислоты : пальмитиновая, стеариновая, рициновая.
Липоиды - жироподобные вещества. Имеют большое значение, так как благодаря своему строению образуют чётко ориентированные молекулярные слои, а упорядочённое расположение гидрофильных и гидрофобных концов молекул имеет первоочередное значение для формирования мембранных структур с избирательной проницаемостью.
Функция ферментов заключается в снижении энергии активации, т. е. в снижении уровня энергии, необходимой для придания реакционной молекуле.
В состав гемоглобина эритроцитов крови человека, всех других позвоночных и некоторых беспозвоночных входит окисное железо, которое и придаёт крови красный цвет.
Витамины имеют высокую физиологическую активность, сложное и разнообразное химическое строение. Они необходимы для нормального роста и развития организма. Витамины регулируют окисление углеводов, органических кислот, аминокислот, некоторые из которых входят в состав НАД, НАДФ.
Органические кислоты - к этой группе относятся органические вешества образовывать при диссоциации в водных растворах катионы водорода. Содержатся в значительном количестве в клетках животных и особенно растительных организмов. Органические кислоты являются продуктами превращения углсврдов; при синтезе белков они обрязуют углеродную основу аминокислот.
Функции белков разнообразны.
1. Строительный материал – белки участвуют в образовании оболочки клетки, органоидов и мембран клетки. Из белков построены кровеносные сосуды, сухожилия, волосы.
2. Каталитическая роль – все клеточные катализаторы – белки (активные центры фермента) . Структура активного центра фермента и структура субстрата точно соответствуют друг другу, как ключ и замок.
3. Двигательная функция – сократительные белки вызывают всякое движение.
4. Транспортная функция – белок крови гемоглобин присоединяет кислород и разносит его по всем тканям.
5. Защитная роль – выработка белковых тел и антител для обезвреживания чужеродных веществ.
6. Энергетическая функция – 1 г белка эквивалентен 17,6 кДж.
Белки – необходимые компоненты пищевых продуктов, они входят в состав лекарственных препаратов.
Роль органических веществ в нашей жизни.
Молекулы органических веществ играют исключительную роль в нашей жизни.
В настоящее время органическая химия – это развивающаяся отрасль химической науки и производства.
С органического синтеза получают многие современные продукты и материалы, которые необходимы нам в повседневной жизни: искусственные и синтетические волокна, каучуки, пластмассы, красители, пестициды, синтетические витамины, гормоны, лекарства и т. д.
В любом организме протекает множество превращений одних органических веществ в другие. Без знания органической химии невозможно понять, как осуществляется функционирование систем, образующих живой организм. Т. е. органическая химия служит фундаментом для многих наук, изучающих живую природу, в частности для молекулярной биологии, биохимии, фармакологии, медицины