Что относится к органике
Органические соединения
Органические вещества — класс соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, карбонатов, оксидов углерода и цианидов).
Название «органические соединения» появилось на ранней стадии развития химии и говорит само за себя — ученые той эпохи считали, что живые существа состоят из особых органических соединений.
Основные классы соединений биологического происхождения — белки, липиды, углеводы — содержат, помимо углерода, преимущественно водород, азот, кислород и серу. Именно поэтому, несмотря на то, что элементами, составляющими органические соединения, помимо углерода, могут быть практически любые элементы, «классические» органические соединения содержат прежде всего водород, кислород, азот и серу.
Соединения углерода с другими элементами составляют особый класс органических соединений — элементоорганические соединения. Металлоорганические соединения содержат связь металл-углерод и составляют обширный подкласс элементоорганических соединений.
Количество известных органических соединений давно перевалило за 10 млн; таким образом, органические соединения — самый обширный класс химических соединений. Многообразие органических соединений связано с уникальным свойством углерода образовывать цепочки из атомов углерода, что в свою очередь обусловлено высокой стабильностью (то есть энергией) углерод-углеродной связи. Связь углерод-углерод может быть как одинарной, так и кратной: двойной, тройной. При увеличении кратности углерод-углеродной связи возрастает её энергия, т. е. стабильность, а длина уменьшается. Высокая валентность углерода — 4, а также возможность образовывать кратные связи, позволяет образовывать структуры различной размерности (линейные, плоские, объёмные).
Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный ни на что не похожий класс химических соединений.
Содержание
Органическая номенклатура
Органическая номенклатура —это система классификации и наименований органических веществ.
Классификация
Классификация органических соединений построена на важном принципе, согласно которому физические и химические свойства органического соединения в первом приближении определяются двумя основными критериями — строением углеродного скелета соединения и его функциональными группами. В соответствии с этими критериями построена классификация органических соединений.
Классификация органических веществ.
Алифатические соединения
Алифатические соединения — органические вещества, не содержащие в структуре ароматических систем.
Ароматические соединения
Ароматические соединения или арены — органические вещества, в структуру которых входит одна (или более) ароматическая циклическая система (см. Ароматизация)
Гетероциклические соединения
Гетероциклические соединения — вещества, в молекулярной структуре которых присутствует хотя бы один цикл с одним (или несколькими) гетероатомом
Полимеры
Полимеры представляют собой особый вид веществ, также известный как высокомолекулярные соединения. В их структуру обычно входят многочисленные сегменты меньшего размера. Эти сегменты могут быть идентичны, тогда речь идет о гомополимере. Полимеры относятся к макромолекулам, классу веществ, состоящих из молекул очень большого размера. Полимеры могут быть органическими (полиэтилен, полипропилен, плексиглас и т. д.) или неорганическими (силикон); синтетическими (поливинилхлорид), или природными (целлюлоза, крахмал).
Структурный анализ органических веществ
В настоящее время существует несколько методов характеристики органических соединений. Кристаллография (рентгеноструктурный анализ) — наиболее точный метод, требующий, однако, наличия высококачественного кристалла достаточного размера для получения высокого разрешения. Поэтому пока этот метод не используется слишком часто.
Элементный анализ — деструктивный метод, использующийся для количественного определения содержания элементов в молекуле вещества.
Инфракрасная спектроскопия (ИК): используется главным образом для доказательства наличия (или отсутствия) определенных функциональных групп.
Масс-спектрометрия: используется для определения молекулярных масс веществ и способов их фрагментации.
Спектроскопия ядерного магнитного резонанса ЯМР.
Ультрафиолетовая спектроскопия (УФ): используется для определения степени сопряжения в системе
Про другие методы смотри в разделе Аналитическая химия.
Органические вещества
Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов). [1]
Содержание
История
Название органические вещества появилось на ранней стадии развития химии во время господства виталистических воззрений, продолжавших традицию Аристотеля и Плиния Старшего о разделении мира на живое и неживое. Вещества при этом разделялись на минеральные — принадлежащие царству минералов, и органические — принадлежащие царствам животных и растений. Считалось, что для синтеза органических веществ необходима особая «жизненная сила» (лат. vis vitalis ), присущая только живому, и поэтому синтез органических веществ из неорганических невозможен. Это представление было опровергнуто Фридрихом Вёлером в 1828 году путём синтеза «органической» мочевины из «минерального» цианата аммония, однако деление веществ на органические и неорганические сохранилось в химической терминологии и по сей день.
Количество известных органических соединений составляет почти 27 млн
. Таким образом, органические соединения — самый обширный класс химических соединений. Многообразие органических соединений связано с уникальным свойством углерода образовывать цепочки из атомов, что в свою очередь обусловлено высокой стабильностью (то есть энергией) углерод-углеродной связи. Связь углерод-углерод может быть как одинарной, так и кратной — двойной, тройной. При увеличении кратности углерод-углеродной связи возрастает её энергия, то есть стабильность, а длина уменьшается. Высокая валентность углерода — 4, а также возможность образовывать кратные связи, позволяет образовывать структуры различной размерности (линейные, плоские, объёмные).
Классификация
Основные классы органических соединений биологического происхождения — белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты — содержат, помимо углерода, преимущественно водород, азот, кислород, серу и фосфор. Именно поэтому «классические» органические соединения содержат прежде всего водород, кислород, азот и серу — несмотря на то, что элементами, составляющими органические соединения, помимо углерода могут быть практически любые элементы.
Соединения углерода с другими элементами составляют особый класс органических соединений — элементоорганические соединения. Металлоорганические соединения содержат связь металл-углерод и составляют обширный подкласс элементоорганических соединений.
Характерные свойства
Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный, ни на что не похожий класс химических соединений.
Номенклатура органических соединений
Органическая номенклатура — это система классификации и наименований органических веществ. В настоящее время распространена номенклатура ИЮПАК.
Классификация органических соединений построена на важном принципе, согласно которому физические и химические свойства органического соединения в первом приближении определяются двумя основными критериями — строением углеродного скелета соединения и его функциональными группами.
В зависимости от природы углеродного скелета органические соединения можно разделить на ациклические и циклические. Среди ациклических соединений различают предельные и непредельные. Циклические соединения разделяются на карбоциклические (алициклические и ароматические) и гетероциклические.
Алифатические соединения
Алифатические соединения — органические вещества, не содержащие в структуре ароматических систем.
Ароматические соединения
Ароматические соединения, или арены, — органические вещества, в структуру которых входит одна (или более) ароматическая циклическая система (см. Ароматизация)
Гетероциклические соединения
Гетероциклические соединения — вещества, в молекулярной структуре которых присутствует хотя бы один цикл с одним (или несколькими) гетероатомом
Полимеры
Полимеры представляют собой особый вид веществ, также известный как высокомолекулярные соединения. В их структуру обычно входят многочисленные сегменты (соединения) меньшего размера. Эти сегменты могут быть идентичны, и тогда речь идёт о гомополимере. Полимеры относятся к макромолекулам — классу веществ, состоящих из молекул очень большого размера. Полимеры могут быть органическими (полиэтилен, полипропилен, плексиглас и т. д.) или неорганическими (силикон); синтетическими (поливинилхлорид) или природными (целлюлоза, крахмал).
Структурный анализ органических веществ
В настоящее время существует несколько методов характеристики органических соединений. Кристаллография (рентгеноструктурный анализ) — наиболее точный метод, требующий, однако, наличия высококачественного кристалла достаточного размера для получения высокого разрешения. Поэтому пока этот метод не используется слишком часто.
Элементный анализ — деструктивный метод, использующийся для количественного определения содержания элементов в молекуле вещества.
Инфракрасная спектроскопия (ИК): используется главным образом для доказательства наличия (или отсутствия) определённых функциональных групп.
Масс-спектрометрия: используется для определения молекулярных масс веществ и способов их фрагментации.
Спектроскопия ядерного магнитного резонанса ЯМР.
Ультрафиолетовая спектроскопия (УФ): используется для определения степени сопряжения в системе
Про другие методы смотрите в разделе Аналитическая химия.
Виды органических удобрений и их применение
В статье обсуждаем органические удобрения. Рассказываем о видах органических подкормок, составе и применении. Вы узнаете, что относится к органическим удобрениям, какие у них преимущества и недостатки.
Что такое органические удобрения
Органические удобрения — это подкормка, которая содержит элементы питания растений преимущественно в виде органических соединения.
К органическим удобрениям относятся:
Ниже мы подробнее расскажем о каждом из видов органических удобрений, как их правильно использовать.
Навоз
Навоз бывает нескольких видов:
Коровий навоз является самым популярным, его применяют для удобрения большинства садовых растений. В составе навоза присутствуют:
Несмотря на широкое применение коровьего навоза, он является одним из самых не питательных видов органики. Из-за этого его вносить в малоплодородную почву необходимо в больших количествах или в совокупности с другими органическими подкормками.
Конский навоз, по сравнению с коровьим, более питателен и ценен, так как содержит множество полезных элементов, используемых растениями во время роста и развития. Содержание веществ в составе аналогично с коровьим навозом, но при этом в конском навозе их на порядок выше. Конский навоз используют для подкормки тыквы, кабачков, картофеля, капусты. Также продукт заделывают в парники для подогрева грядок.
Применение свиного навоза для удобрения почвы — рискованное дело, так как он является самым «едким» видом свежего удобрения. Содержание азота в свином навозе превышает количество этого элемента в конском удобрении. По этой причине использование свиных фекалий может уничтожить растительность на приусадебном участке. Свиной навоз в свежем виде можно применять как источник азота, но при этом его необходимо разбавлять большим количеством воды, чтобы не навредить корням растений. Также этот вид органического удобрения можно использовать для окисления почвы.
Как правило, навоз в качестве органического удобрения используют только опытные садоводы и огородники. Так как в состав свежих фекалий входит большое количество азота, семян сорняков, различных паразитов, то применять такой продукт без компостирования или разбавления довольно опасно. Мы не советуем вам пользоваться свежими отходами животноводства для выращиваний любых продукций.
Перегной
Самым популярным видом естественных удобрений является перегной. Он представляет собой органическую подкормку, в которую превращается свежий навоз или растительные остатки после нескольких лет перегнивания. В такой подкормке минимальное количество влаги, и максимальное количество полезных элементов на единицу массы.
Другими словами, перегной — это любой вид навоза или остатков растений, которые в течение 2–3 лет находились в состоянии лежки или компостирования, после чего превратились в перегной. В этом продукте нет болезнетворных микроорганизмов, паразитов, семян сорняков.
Перегной способствует повышению плодородности почвы и улучшению ее структуры. Он удерживает влагу в песчаных грунтах, делая сыпучими тяжелые глинистые почвы.
Подводя итог, можно отметить: применять перегной экономически выгодно только в том случае, если у вас есть свой скот и вы используете подкормку для удобрения собственного участка. При покупке перегноя его выгоднее применять для внесения в почву наиболее ценных растений и деревьев.
Птичий помет
Не все опытные садоводы и огородники рискуют использовать птичий помет для подкормки культур. Давайте рассмотрим характеристики этого удобрения и выясним, с чем связаны опасения касаемо его применения.
В составе птичьего помета присутствует азот (16 г), фосфор (15 г), калий (9 г) и кальций (24 г). Птичий помет в несколько раз превосходит свиной навоз по содержанию азота. Вы можете подумать, раз свиной навоз не рекомендуется вносить в почву, то птичий помет и подавно. Но все не так просто. Кстати, категорически запрещено использовать чистый куриный помет.
Чтобы избежать опаления корней растений и правильно утилизировать птичий помет, свежие отходы можно уложить на компост или разводить на подкормки. Также допустимо применять подстилку из курятника для удобрения плодовых культур. Но это можно делать только в тех случаях, когда в подстилке мало фекалий.
Применять птичий помет оптимальнее всего после компостирования. Концентрация азота снижается спустя 2–3 месяца после лежки, вследствие чего удобрение становится безопасным для применения. Экономически выгодно использовать помет птиц с личного хозяйства, так как покупной не способен оправдать затраты.
Кроличий помет
Кроличий помет является одним из лучших видов свежих органических удобрений, его консистенция позволяет с легкостью проводить транспортировку. При этом отсутствие паразитов и семян сорняков делает такое удобрение безопасным для растительности и человека.
Из кроличьего помета можно делать порошок, так как продукт содержит минимальное количество влаги. Полученную подкормку смешивают с землей из расчета ⅓ ст.л. на 1 кг почвы и применяют в качестве субстрата для комнатных растений. Также кроличий помет пригоден для подкормки растений, нуждающихся в большом количестве магния, так как в описанных выше удобрениях этого элемента нет.
Вносить свежее удобрение в почву нельзя. В противном случае продукт опалит корневую систему растений.
Подкормка не применяется в чистом виде, ее можно заделать на компост или приготовить водный настой. Это биологическое удобрение является ценным для сельского хозяйства.
Компост
По популярности компост является 2 видом удобрения после перегноя. А также первым по себестоимости и удобстве приготовления.
Компост представляет собой органические остатки, которые определенное время разлагались под влиянием внешней среды или посредством каких-либо приспособлений. Для изготовления компоста можно применять любые остатки растительности, навоз, торф, листву, растительные и животные отходы жизнедеятельности человека, которые не подходят для корма.
Хорошо перегнивший компост по своим свойствам не уступает перегною. По этой причине его вносят в почву в той же дозе, что и перегной. Применять компост можно для удобрения любых растений, плодовых и декоративных культур.
Недозрелый компост способствует активному питанию растений на протяжении нескольких месяцев. По этой причине его эффективнее вносить под перекопку плодовых деревьев и кустарников, а также овощных грядок. Мы не советуем покупать компост, так как вы не можете быть точно уверены в том, какое сырье для него использовали.
Зола содержит, в зависимости от сжигаемого сырья:
Ввиду отсутствия в золе хлора ее желательно вносить под культуры, которые чувствительны к этому элементу:
Торф — популярная подкормка, применяемая для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и для подкормки комнатных растений. Торф представляет собой разложившиеся остатки животных или растений. В дикой природе большое количество торфа возникает на болотах, в условиях повышенной влажности и нехватки кислорода.
Нельзя использовать торф в чистом виде и в больших количествах для повышения урожайности.
Биогумус
Биогумус представляет собой навоз, который переработан червями. Другими словами, это отходы деятельности земляных червей.
Биогумус не особо популярен среди садоводов и огородников, ведь привычнее использовать перегной и компост. Но при этом именно биогумус является удобрением, содержащим различные полезные элементы и минералы. К тому же жидкий биогумус содержит множество полезных бактерий, способных укрепить иммунитет растения и способствовать его развитию.
Удобрение можно использовать на любых видах почвы и для любых культур, при этом продукт заметно увеличивает плодородие грунта. Для примера, внесение тонны навоза способствует увеличению урожайности зерновых на 12 кг с гектара, а внесение такого же количества биогумуса повышает урожайность на 130–180 кг.
Сидераты (зеленые удобрения)
Сидераты — растения, выращиваемые для последующей заделки в почву. Продукт обогащает грунт легкоусвояемым азотом и другими веществами.
Как использовать сидераты? К примеру, высадите горох. Как только он наберет нужную зеленую массу, заделайте его в почву и спустя некоторое время посадите на этом участке основные культуры. В процессе разложения гороха он снабжает растительность необходимыми полезными веществами.
Без недостатков не обошлось. Вот они:
Костная мука (костяная мука)
Костная мука представляет собой перемолотые до состояния порошка кости КРС или рыбы. Животная мука богата кальцием и фосфором, по этой причине отлично подходит в качестве удобрения для растений, которые нуждаются в этих элементах. Костная мука из рыб отличается повышенным содержанием азота, которого почти нет в костной муке скота. Также на порядок выше количество фосфора, чем в костной муке КРС.
При передозировке костной муки она оказывает такой же эффект, что и суперфосфат — заставляет растения быстрее стареть и приводит к другим побочным эффектам. При этом костная мука снижает кислотность почвы. Поэтому на щелочных грунтах ее рекомендуется применять с другой добавкой-окислителем, уравновешивающей уровень рН.
Древесные опилки
Как правило, древесные опилки используют для мульчирования почвы, что позволяет защитить растение от сильных перепадов температуры и сорняков. Непосредственное заделывание мелких опилок в почву не только не принесет положительного результата, но и заметно ухудшит качество грунта.
Древесные опилки в качестве удобрения применяют для мульчирования грунта, заделки на компост, смешивания с навозом или перегноем. При этом свежие опилки необходимо смешивать со свежим навозом, так как древесная стружка впитывает много азота.
При проведении мульчирования древесными опилками первое время они будут выполнять лишь защитную функцию. И только спустя 3 года после завершения процессов гниения, опилки начнут питать грунт, давая посаженным растениям полезные элементы.
Опилки, как и другие растительные остатки, пригодны для компостирования, их можно смешивать с навозом или перегноем. Такой вариант больше всего подходит для теплиц и парников для быстрого прогрева почвы и придания ей рыхлости.
Ил (сапропель) — останки растительного и животного происхождения, накапливающиеся на дне реки, озер. По содержанию основных элементов сухой ил не уступает отходам животноводства. Ил быстро разлагается в почве.
Удобрение используют на песчаных грунтах для сохранения влаги в почве. При использовании подкормки на суглинистых грунтах будьте осторожны по причине ухудшения илом проходимости воздуха и удержании влаги в грунте. Лучше всего вносить сапропель в совокупности с другой подкормкой, которая улучшает сыпучесть грунта.
Фекалии
Человеческие фекалии — еще один вид удобрений, которые по своему составу напоминают конский навоз, за исключением азота. Для применения такого вида удобрений без вреда для растительности и человека, их нужно компостировать со слабо разлагающимися органическими остатками (опилки или торф). Минимальная продолжительность компостирования — 90 дней.
Применять в чистом виде фекалии нельзя. Это связано с тем, что они являются источником большого количества патогенных организмов, способных навредить посаженным культурам.
После минимальной выдержки фекалии должны быть выдержаны около полутора лет в штабелях для полного обеззараживания. Готовую применяют подобно подстилочному навозу. Перегнившая фекальная смесь имеет большую ценность для растений, чем отходы животноводства.
Несмотря на ценность такого сырья, не каждый садовод или огородник решит его приготовить из-за неприятного запаха и длительного процесса приготовления.