Nádherný svět organických látek. Nádherný svět organických látek Všechny látky obsahující uhlík jsou klasifikovány jako organické

Organická hmota je chemická sloučenina, která obsahuje uhlík. Výjimkou jsou pouze kyselina uhličitá, karbidy, uhličitany, kyanidy a oxidy uhlíku.

Příběh

Samotný termín „organické látky“ se objevil v každodenním životě vědců ve fázi raného vývoje chemie. V té době dominovaly vitalistické světonázory. Bylo to pokračování tradic Aristotela a Plinia. Během tohoto období byli učenci zaneprázdněni rozdělováním světa na živé a neživé. Navíc byly všechny látky bez výjimky jasně rozděleny na minerální a organické. Věřilo se, že k syntéze sloučenin „živých“ látek je zapotřebí speciální „síla“. Je vlastní všem živým bytostem a bez ní nelze vytvořit organické prvky.

Tento pro moderní vědu směšný výrok převládal velmi dlouho, až ho roku 1828 Friedrich Wöhler experimentálně vyvrátil. Dokázal získat organickou močovinu z anorganického kyanatanu amonného. To posunulo chemii dopředu. Dělení látek na organické a anorganické však zůstalo zachováno i v přítomném čase. Tvoří základ klasifikace. Je známo téměř 27 milionů organických sloučenin.

Proč existuje tolik organických sloučenin?

Organická hmota je až na výjimky sloučenina uhlíku. To je vlastně velmi zajímavý prvek. Uhlík je schopen tvořit řetězce ze svých atomů. Je velmi důležité, aby spojení mezi nimi bylo stabilní.

Navíc uhlík v organických látkách vykazuje valenci - IV. Z toho vyplývá, že tento prvek je schopen tvořit nejen jednoduché, ale i dvojné a trojné vazby s jinými látkami. Jak se jejich početnost zvyšuje, řetězec skládající se z atomů se zkracuje. Stabilita spojení se přitom jen zvyšuje.

Uhlík má také schopnost tvořit ploché, lineární a trojrozměrné struktury. To je důvod, proč je v přírodě tolik různých organických látek.

Sloučenina

Jak bylo uvedeno výše, organickou hmotou jsou sloučeniny uhlíku. A to je velmi důležité. vznikají, když je spojen s téměř jakýmkoli prvkem periodické tabulky. V přírodě nejčastěji jejich složení (kromě uhlíku) zahrnuje kyslík, vodík, síru, dusík a fosfor. Zbývající prvky jsou mnohem méně obvyklé.

Vlastnosti

Takže organická hmota je sloučenina uhlíku. Existuje však několik důležitých kritérií, která musí splňovat. Všechny látky organického původu mají společné vlastnosti:

1. Rozdílná typologie vazeb existujících mezi atomy jistě vede ke vzniku izomerů. Za prvé, vznikají spojením molekul uhlíku. Izomery jsou různé látky, které mají stejnou molekulovou hmotnost a složení, ale různé chemické a fyzikální vlastnosti. Tento jev se nazývá izomerie.

2. Dalším kritériem je fenomén homologie. Jedná se o řady organických sloučenin, ve kterých se vzorec sousedních látek liší od předchozích o jednu skupinu CH 2 . Tato důležitá vlastnost se využívá ve vědě o materiálech.

Jaké třídy organických látek existují?

Organické sloučeniny zahrnují několik tříd. Jsou známé všem. lipidy a sacharidy. Tyto skupiny lze nazvat biologické polymery. Účastní se metabolismu na buněčné úrovni v jakémkoli organismu. Do této skupiny patří také nukleové kyseliny. Můžeme tedy říci, že organická hmota je to, co jíme každý den, z čeho jsme vyrobeni.

Veverky

Bílkoviny se skládají ze strukturních složek – aminokyselin. To jsou jejich monomery. Bílkoviny se také nazývají proteiny. Je známo asi 200 typů aminokyselin. Všechny se nacházejí v živých organismech. Ale jen dvacet z nich je součástí bílkovin. Říká se jim základní. Ale v literatuře se můžete setkat i s méně oblíbenými pojmy – proteinogenní a proteinotvorné aminokyseliny. Vzorec organické látky této třídy obsahuje aminové (-NH 2) a karboxylové (-COOH) složky. Jsou navzájem spojeny stejnými uhlíkovými vazbami.

Funkce proteinů

Proteiny plní v těle rostlin a živočichů mnoho důležitých funkcí. Ale ten hlavní je strukturální. Proteiny jsou hlavními složkami buněčné membrány a matrice organel v buňkách. V našem těle se všechny stěny tepen, žil a kapilár, šlach a chrupavek, nehtů a vlasů skládají převážně z různých bílkovin.

Další funkcí je enzymatická. Proteiny fungují jako enzymy. Katalyzují chemické reakce v těle. Jsou zodpovědné za rozklad složek výživy v trávicím traktu. V rostlinách enzymy fixují polohu uhlíku během fotosyntézy.

Některé transportují v těle různé látky, například kyslík. Organické látky se na ně mohou také vázat. Takto se provádí transportní funkce. Proteiny přenášejí krevními cévami ionty kovů, mastné kyseliny, hormony a samozřejmě oxid uhličitý a hemoglobin. Transport probíhá také na mezibuněčné úrovni.

Proteinové sloučeniny - imunoglobuliny - jsou zodpovědné za plnění ochranné funkce. Jsou to krevní protilátky. Například trombin a fibrinogen se aktivně účastní procesu koagulace. Zabraňují tak velkým ztrátám krve.

Proteiny jsou také zodpovědné za provádění kontraktilní funkce. Vzhledem k tomu, že myosinové a aktinové protofibrily neustále vůči sobě provádějí posuvné pohyby, dochází ke kontrakci svalových vláken. Ale podobné procesy probíhají i v jednobuněčných organismech. Pohyb bakteriálních bičíků také přímo souvisí s klouzáním mikrotubulů, které jsou proteinové povahy.

Oxidací organických látek se uvolňuje velké množství energie. Ale proteiny se zpravidla vynakládají na energetické potřeby velmi zřídka. K tomu dochází, když jsou vyčerpány všechny rezervy. K tomu se nejlépe hodí lipidy a sacharidy. Proto mohou bílkoviny plnit energetickou funkci, ale pouze za určitých podmínek.

Lipidy

Organická látka je také sloučenina podobná tuku. Lipidy patří k nejjednodušším biologickým molekulám. Jsou nerozpustné ve vodě, ale rozpadají se v nepolárních roztocích, jako je benzín, éter a chloroform. Jsou součástí všech živých buněk. Chemicky jsou lipidy alkoholy a karboxylové kyseliny. Nejznámější z nich jsou tuky. V těle zvířat a rostlin plní tyto látky mnoho důležitých funkcí. Mnoho lipidů se používá v lékařství a průmyslu.

Funkce lipidů

Tyto organické chemikálie spolu s proteiny v buňkách tvoří biologické membrány. Ale jejich hlavní funkcí je energie. Při oxidaci molekul tuku se uvolňuje obrovské množství energie. Jde o tvorbu ATP v buňkách. Významné množství energetických zásob může být v těle uloženo ve formě lipidů. Někdy je jich dokonce více, než je potřeba pro běžné životní aktivity. S patologickými změnami v metabolismu existuje více „tukových“ buněk. I když spravedlivě je třeba poznamenat, že takové nadměrné rezervy jsou prostě nezbytné pro hibernaci zvířat a rostlin. Mnoho lidí věří, že stromy a keře se v chladném období živí půdou. Ve skutečnosti spotřebovávají zásoby olejů a tuků, které si vytvořili přes léto.

V lidském a zvířecím těle mohou tuky plnit i ochrannou funkci. Ukládají se v podkoží a kolem orgánů, jako jsou ledviny a střeva. Slouží tedy jako dobrá ochrana proti mechanickému poškození, tedy nárazům.

Kromě toho mají tuky nízkou úroveň tepelné vodivosti, což pomáhá udržovat teplo. To je velmi důležité, zejména v chladném podnebí. U mořských živočichů přispívá k dobrému vztlaku i podkožní tuková vrstva. U ptáků však lipidy také plní vodu odpuzující a lubrikační funkce. Vosk obaluje jejich peří a činí je pružnějšími. Některé druhy rostlin mají na listech stejný povlak.

Sacharidy

Vzorec organické látky C n (H 2 O) m ukazuje, že sloučenina patří do třídy sacharidů. Název těchto molekul odkazuje na skutečnost, že obsahují kyslík a vodík ve stejném množství jako voda. Kromě těchto chemických prvků mohou sloučeniny obsahovat například dusík.

Sacharidy v buňce jsou hlavní skupinou organických sloučenin. Jsou to primární produkty, ale také výchozí produkty syntézy jiných látek v rostlinách, například alkoholů, organických kyselin a aminokyselin. Sacharidy se také nacházejí v buňkách zvířat a hub. Nacházejí se také mezi hlavními složkami bakterií a prvoků. V živočišné buňce je jich tedy 1 až 2 % a v rostlinné buňce může jejich množství dosáhnout 90 %.

Dnes existují pouze tři skupiny sacharidů:

Jednoduché cukry (monosacharidy);

Oligosacharidy sestávající z několika molekul jednoduchých cukrů spojených do série;

Polysacharidy, obsahují více než 10 molekul monosacharidů a jejich derivátů.

Funkce sacharidů

Všechny organické látky v buňce plní určité funkce. Například glukóza je hlavním zdrojem energie. Rozkládá se v buňkách, ke všemu dochází během buněčného dýchání. Glykogen a škrob tvoří hlavní energetické zásoby, první u zvířat a druhý v rostlinách.

Sacharidy také plní strukturální funkci. Celulóza je hlavní složkou buněčných stěn rostlin. A u členovců plní chitin stejnou funkci. Nachází se také v buňkách vyšších hub. Vezmeme-li jako příklad oligosacharidy, jsou součástí cytoplazmatické membrány – ve formě glykolipidů a glykoproteinů. Glykokalyx je také často detekován v buňkách. Pentózy se podílejí na syntéze nukleových kyselin. Když je zahrnuta v DNA, a ribóza je zahrnuta v RNA. Tyto složky se také nacházejí v koenzymech, například FAD, NADP a NAD.

Sacharidy jsou také schopny plnit v těle ochrannou funkci. U zvířat látka heparin aktivně zabraňuje rychlému srážení krve. Vzniká při poškození tkáně a blokuje tvorbu krevních sraženin v cévách. Heparin se nachází ve velkém množství v žírných buňkách v granulích.

Nukleové kyseliny

Proteiny, sacharidy a lipidy nejsou všechny známé třídy organických látek. Chemie také zahrnuje nukleové kyseliny. Jedná se o biopolymery obsahující fosfor. Ty, umístěné v buněčném jádře a cytoplazmě všech živých bytostí, zajišťují přenos a ukládání genetických dat. Tyto látky byly objeveny díky biochemikovi F. Miescherovi, který studoval spermie lososa. Byl to „náhodný“ objev. O něco později byla RNA a DNA objevena ve všech rostlinných a živočišných organismech. Nukleové kyseliny byly také izolovány v buňkách hub a bakterií a také virů.

Celkem byly v přírodě nalezeny dva typy nukleových kyselin – ribonukleové kyseliny (RNA) a deoxyribonukleové kyseliny (DNA). Rozdíl je jasný už z názvu. deoxyribóza je pětiuhlíkový cukr. A ribóza se nachází v molekule RNA.

Organická chemie se zabývá studiem nukleových kyselin. Témata pro výzkum také diktuje medicína. Kódy DNA skrývají mnoho genetických chorob, které vědci teprve musí objevit.

Je známo, že vlastnosti organických látek jsou dány jejich složením a chemickou strukturou. Proto není divu, že klasifikace organických sloučenin vychází z teorie struktury – teorie L. M. Butlerova. Organické látky jsou klasifikovány podle přítomnosti a pořadí spojení atomů v jejich molekulách. Nejtrvanlivější a nejméně proměnlivou částí molekuly organické látky je její kostra – řetězec atomů uhlíku. Podle pořadí spojení atomů uhlíku v tomto řetězci se látky dělí na acyklické, které v molekulách neobsahují uzavřené řetězce atomů uhlíku, a karbocyklické, které takové řetězce (cykly) v molekulách obsahují.
Kromě atomů uhlíku a vodíku mohou molekuly organických látek obsahovat atomy dalších chemických prvků. Látky, v jejichž molekulách jsou tyto tzv. heteroatomy zahrnuty v uzavřeném řetězci, jsou klasifikovány jako heterocyklické sloučeniny.
Heteroatomy (kyslík, dusík atd.) mohou být součástí molekul a acyklických sloučenin, tvořících v nich funkční skupiny, např. hydroxyl - OH, karbonyl, karboxyl, aminoskupina -NH2.
Funkční skupina- skupina atomů, která určuje nejcharakterističtější chemické vlastnosti látky a její příslušnost k určité třídě sloučenin.

Uhlovodíky- Jedná se o sloučeniny skládající se pouze z atomů vodíku a uhlíku.

V závislosti na struktuře uhlíkového řetězce se organické sloučeniny dělí na sloučeniny s otevřeným řetězcem - acyklické (alifatické) a cyklické- s uzavřeným řetězcem atomů.

Cyklické se dělí do dvou skupin: karbocyklické sloučeniny(cykly jsou tvořeny pouze atomy uhlíku) a heterocyklický(cykly také zahrnují další atomy, jako je kyslík, dusík, síra).

Karbocyklické sloučeniny zase zahrnují dvě řady sloučenin: alicyklický a aromatické.

Aromatické sloučeniny mají na základě struktury svých molekul ploché kruhy obsahující uhlík se speciální uzavřenou soustavou p-elektronů, které tvoří společný π-systém (jediný π-elektronový oblak). Aromatičnost je také charakteristická pro mnoho heterocyklických sloučenin.

Všechny ostatní karbocyklické sloučeniny patří do alicyklické řady.

Acyklické (alifatické) i cyklické uhlovodíky mohou obsahovat vícenásobné (dvojné nebo trojné) vazby. Takové uhlovodíky se nazývají nenasycené (nenasycené) na rozdíl od nasycených (nasycených), obsahujících pouze jednoduché vazby.

Nasycené alifatické uhlovodíky volal alkany, mají obecný vzorec C n H 2 n +2, kde n je počet atomů uhlíku. Dnes se často používá jejich starý název – parafíny.

Obsahující jedna dvojná vazba, dostal jméno alkeny. Mají obecný vzorec C n H 2 n.

Nenasycené alifatické uhlovodíkyse dvěma dvojnými vazbami volal alkadieny

Nenasycené alifatické uhlovodíkys jednou trojnou vazbou volal alkyny. Jejich obecný vzorec je C n H 2 n - 2.

Nasycené alicyklické uhlovodíky - cykloalkany, jejich obecný vzorec je C n H 2 n.

Zvláštní skupina uhlovodíků, aromatický nebo arény(s uzavřeným společným π-elektronovým systémem), známý z příkladu uhlovodíků s obecným vzorcem C n H 2 n -6.

Pokud je tedy v jejich molekulách jeden nebo více atomů vodíku nahrazeno jinými atomy nebo skupinami atomů (halogeny, hydroxylové skupiny, aminoskupiny atd.), uhlovodíkové deriváty: halogenderiváty, kyslík obsahující, dusík obsahující a další organické sloučeniny.

Halogenové deriváty uhlovodíky lze považovat za produkty nahrazení jednoho nebo více atomů vodíku v uhlovodících atomy halogenu. V souladu s tím mohou existovat nasycené a nenasycené mono-, di-, tri- (obecně poly-) halogenderiváty.

Obecný vzorec monohalogenderivátů nasycených uhlovodíků:

a složení je vyjádřeno vzorcem

C n H 2 n + 1 G,

kde R je zbytek nasyceného uhlovodíku (alkan), uhlovodíkový radikál (toto označení se dále používá při zvažování jiných tříd organických látek), G je atom halogenu (F, Cl, Br, I).

Alkoholy- deriváty uhlovodíků, ve kterých je jeden nebo více atomů vodíku nahrazeno hydroxylovými skupinami.

Alkoholy jsou tzv monatomický, pokud mají jednu hydroxylovou skupinu, a omezující, pokud jsou deriváty alkanů.

Obecný vzorec nasycených jednosytných alkoholů:

a jejich složení je vyjádřeno obecným vzorcem:
CnH2n+1 OH nebo CnH2n+20

Jsou známé příklady vícesytných alkoholů, tj. alkoholů s několika hydroxylovými skupinami.

Fenoly- deriváty aromatických uhlovodíků (benzenové řady), ve kterých je jeden nebo více atomů vodíku v benzenovém kruhu nahrazeno hydroxylovými skupinami.

Nejjednodušší zástupce se vzorcem C 6 H 5 OH se nazývá fenol.

Aldehydy a ketony- deriváty uhlovodíků obsahující karbonylovou skupinu atomů (karbonyl).

V molekulách aldehydu je jedna karbonylová vazba spojena s atomem vodíku, druhá s uhlovodíkovým radikálem.

V případě ketonů je karbonylová skupina navázána na dva (obecně odlišné) radikály.

Složení nasycených aldehydů a ketonů vyjadřuje vzorec C n H 2l O.

Karboxylové kyseliny- uhlovodíkové deriváty obsahující karboxylové skupiny (-COOH).

Pokud je v molekule kyseliny jedna karboxylová skupina, pak je karboxylová kyselina jednosytná. Obecný vzorec nasycených jednosytných kyselin (R-COOH). Jejich složení vyjadřuje vzorec C n H 2 n O 2.

ethery jsou organické látky obsahující dva uhlovodíkové radikály spojené atomem kyslíku: R-O-R nebo R1-O-R2.

Radikály mohou být stejné nebo různé. Složení etherů vyjadřuje vzorec C n H 2 n +2 O

Estery- sloučeniny vzniklé nahrazením atomu vodíku karboxylové skupiny v karboxylových kyselinách uhlovodíkovým radikálem.

Nitrosloučeniny- deriváty uhlovodíků, ve kterých je jeden nebo více atomů vodíku nahrazeno nitroskupinou -NO 2.

Obecný vzorec nasycených mononitrosloučenin:

a složení je vyjádřeno obecným vzorcem

CnH2n+1N02.

Aminy- sloučeniny, které jsou považovány za deriváty amoniaku (NH 3), ve kterých jsou atomy vodíku nahrazeny uhlovodíkovými radikály.

V závislosti na povaze radikálu mohou být aminy alifatickéa aromatické.

V závislosti na počtu atomů vodíku nahrazených radikály se rozlišují:

Primární aminy obecného vzorce: R-NNH 2

Sekundární - s obecným vzorcem: R1-NН-R2

Terciární - s obecným vzorcem:

V konkrétním případě mohou mít sekundární a terciární aminy stejné radikály.

Primární aminy lze také považovat za deriváty uhlovodíků (alkanů), ve kterých je jeden atom vodíku nahrazen aminoskupinou -NH 2. Složení nasycených primárních aminů vyjadřuje vzorec C n H 2 n +3 N.

Aminokyseliny obsahují dvě funkční skupiny spojené s uhlovodíkovým radikálem: aminoskupinu -NH2 a karboxyl-COOH.

Složení nasycených aminokyselin obsahujících jednu aminoskupinu a jeden karboxyl vyjadřuje vzorec C n H 2 n +1 NO 2.

Jsou známy další důležité organické sloučeniny, které mají několik různých nebo stejných funkčních skupin, dlouhé lineární řetězce spojené s benzenovými kruhy. V takových případech není možné striktně určit, zda látka patří do určité třídy. Tyto sloučeniny jsou často klasifikovány do specifických skupin látek: sacharidy, proteiny, nukleové kyseliny, antibiotika, alkaloidy atd.

Pro pojmenování organických sloučenin se používají dvě nomenklatury: racionální a systematické (IUPAC) a triviální názvy.

Sestavování názvů podle nomenklatury IUPAC

1) Název sloučeniny vychází z kořene slova, označujícího nasycený uhlovodík se stejným počtem atomů jako hlavní řetězec.

2) Ke kořenu se přidá přípona charakterizující stupeň nasycení:

An (konečné, bez vícenásobných připojení);
-en (v přítomnosti dvojné vazby);
-in (v přítomnosti trojné vazby).

Pokud existuje více násobných vazeb, pak přípona udává počet takových vazeb (-dien, -trien atd.) a za příponou musí být pozice násobné vazby uvedena v číslech, například:
CH3-CH2-CH=CH2CH3-CH=CH-CH3
buten-1 buten-2

CH2=CH-CH=CH2
butadien-1,3

Skupiny jako nitro-, halogeny, uhlovodíkové radikály, které nejsou zahrnuty v hlavním řetězci, jsou umístěny v předponě. Jsou uvedeny v abecedním pořadí. Poloha substituentu je označena číslem před předponou.

Pořadí pojmenování je následující:

1. Najděte nejdelší řetězec atomů C.

2. Očíslujte postupně atomy uhlíku hlavního řetězce, počínaje od konce nejblíže k větvi.

3. Název alkanu se skládá z názvů postranních radikálů uvedených v abecedním pořadí, označujících pozici v hlavním řetězci, a názvu hlavního řetězce.

Názvosloví některých organických látek (triviální a mezinárodní)

V minulosti vědci rozdělovali všechny látky v přírodě na podmíněně neživé a živé, včetně říše zvířat a rostlin mezi ty druhé. Látky první skupiny se nazývají minerální. A těm zařazeným do druhé se začalo říkat organické látky.

Co to znamená? Třída organických látek je nejrozsáhlejší ze všech chemických sloučenin známých moderním vědcům. Na otázku, jaké látky jsou organické, lze odpovědět takto – jde o chemické sloučeniny, které obsahují uhlík.

Upozorňujeme, že ne všechny sloučeniny obsahující uhlík jsou organické. Nejsou zahrnuty například korbidy a uhličitany, kyselina uhličitá a kyanidy a oxidy uhlíku.

Proč je tam tolik organických látek?

Odpověď na tuto otázku spočívá ve vlastnostech uhlíku. Tento prvek je zvláštní, protože je schopen tvořit řetězce svých atomů. A zároveň je uhlíková vazba velmi stabilní.

V organických sloučeninách navíc vykazuje vysokou valenci (IV), tzn. schopnost vytvářet chemické vazby s jinými látkami. A to nejen jednoduché, ale i dvojité a dokonce trojité (jinak známé jako násobky). S rostoucí multiplicitou vazby se řetězec atomů zkracuje a stabilita vazby se zvyšuje.

Uhlík je také obdařen schopností vytvářet lineární, ploché a trojrozměrné struktury.

To je důvod, proč jsou organické látky v přírodě tak rozmanité. Můžete si to snadno ověřit sami: postavte se před zrcadlo a pozorně se podívejte na svůj odraz. Každý z nás je chodící učebnicí organické chemie. Přemýšlejte o tom: nejméně 30 % hmoty každé z vašich buněk jsou organické sloučeniny. Proteiny, které vybudovaly vaše tělo. Sacharidy, které slouží jako „palivo“ a zdroj energie. Tuky, které uchovávají energetické zásoby. Hormony, které řídí fungování orgánů a dokonce i vaše chování. Enzymy, které ve vás spouštějí chemické reakce. A dokonce i „zdrojový kód“, řetězce DNA, jsou všechny organické sloučeniny na bázi uhlíku.

Složení organických látek

Jak jsme řekli na samém začátku, hlavním stavebním materiálem pro organickou hmotu je uhlík. A prakticky jakýkoli prvek, když je kombinován s uhlíkem, může tvořit organické sloučeniny.

V přírodě organické látky nejčastěji obsahují vodík, kyslík, dusík, síru a fosfor.

Struktura organických látek

Rozmanitost organických látek na planetě a rozmanitost jejich struktury lze vysvětlit charakteristickými rysy atomů uhlíku.

Pamatujete si, že atomy uhlíku jsou schopny tvořit mezi sebou velmi silné vazby a spojovat se do řetězců. Výsledkem jsou stabilní molekuly. Způsob, jakým jsou atomy uhlíku spojeny do řetězce (uspořádaného cik-cak), je jedním z klíčových rysů jeho struktury. Uhlík se může slučovat do otevřených řetězců i uzavřených (cyklických) řetězců.

Je také důležité, že struktura chemických látek přímo ovlivňuje jejich chemické vlastnosti. Významnou roli hraje také způsob, jakým se atomy a skupiny atomů v molekule navzájem ovlivňují.

Vzhledem ke strukturním vlastnostem se počet uhlíkových sloučenin stejného typu pohybuje v desítkách a stovkách. Například můžeme uvažovat vodíkové sloučeniny uhlíku: metan, ethan, propan, butan atd.

Například metan - CH4. Za normálních podmínek je taková sloučenina vodíku s uhlíkem v plynném stavu agregace. Když se v kompozici objeví kyslík, vytvoří se kapalina - metylalkohol CH 3 OH.

Různé vlastnosti vykazují nejen látky s různým kvalitativním složením (jako v příkladu výše), ale jsou toho schopny i látky stejného kvalitativního složení. Příkladem je rozdílná schopnost methanu CH 4 a ethylenu C 2 H 4 reagovat s bromem a chlorem. Metan je schopen takových reakcí pouze při zahřátí nebo vystavení ultrafialovému světlu. A etylen reaguje i bez osvětlení nebo zahřívání.

Zvažme tuto možnost: kvalitativní složení chemických sloučenin je stejné, ale kvantitativní složení je odlišné. Potom jsou chemické vlastnosti sloučenin odlišné. Stejně jako je tomu u acetylenu C2H2 a benzenu C6H6.

V neposlední řadě hrají v této rozmanitosti vlastnosti organických látek „vázaných“ na jejich strukturu, jako je izomerie a homologie.

Představte si, že máte dvě zdánlivě identické látky – stejné složení a stejný molekulární vzorec, který je popisuje. Struktura těchto látek je ale zásadně odlišná, z čehož vyplývá rozdíl v chemických a fyzikálních vlastnostech. Například molekulární vzorec C 4 H 10 lze napsat pro dvě různé látky: butan a isobutan.

Mluvíme o izomery– sloučeniny, které mají stejné složení a molekulovou hmotnost. Ale atomy v jejich molekulách jsou uspořádány v různém pořadí (rozvětvená a nerozvětvená struktura).

Pokud jde o homologie- to je charakteristika uhlíkového řetězce, ve kterém lze každý následující člen získat přidáním jedné skupiny CH2 k předchozí. Každá homologická řada může být vyjádřena jedním obecným vzorcem. A se znalostí vzorce je snadné určit složení kteréhokoli z členů řady. Například homology methanu jsou popsány vzorcem CnH2n+2.

S rostoucím „homologním rozdílem“ CH 2 se vazba mezi atomy látky posiluje. Vezměme si homologní řadu metanu: jejími prvními čtyřmi členy jsou plyny (metan, etan, propan, butan), dalších šest jsou kapaliny (pentan, hexan, heptan, oktan, nonan, děkan) a pak následují látky v pevné látce. stav agregace (pentadekan, eikosan atd.). A čím pevnější je vazba mezi atomy uhlíku, tím vyšší je molekulová hmotnost, body varu a tání látek.

Jaké třídy organických látek existují?

Mezi organické látky biologického původu patří:

proteiny;
sacharidy;
nukleové kyseliny;
lipidy.

První tři body lze také nazvat biologickými polymery.

Podrobnější klasifikace organických chemikálií zahrnuje látky nejen biologického původu.

Mezi uhlovodíky patří:

acyklické sloučeniny:
- nasycené uhlovodíky (alkany);
- nenasycené uhlovodíky:
  - alkeny;
  - alkyny;
  - alkadieny.
cyklická spojení:
- karbocyklické sloučeniny:
  - alicyklický;
  - aromatický.
- heterocyklické sloučeniny.

Existují také další třídy organických sloučenin, ve kterých se uhlík kombinuje s jinými látkami než vodík:

alkoholy a fenoly;
aldehydy a ketony;
karboxylové kyseliny;
estery;
lipidy;
sacharidy:
- monosacharidy;
- oligosacharidy;
- polysacharidy.
- mukopolysacharidy.
aminy;
aminokyseliny;
proteiny;
nukleové kyseliny.

Vzorce organických látek podle tříd

Příklady organických látek

Jak si pamatujete, v lidském těle jsou základem různé druhy organických látek. Jsou to naše tkáně a tekutiny, hormony a pigmenty, enzymy a ATP a mnoho dalšího.

V tělech lidí a zvířat mají přednost bílkoviny a tuky (polovina sušiny živočišné buňky jsou bílkoviny). V rostlinách (přibližně 80% sušiny buňky) - sacharidy, především komplexní - polysacharidy. Včetně celulózy (bez které by nebyl papír), škrobu.

Promluvme si o některých z nich podrobněji.

Například o sacharidy. Pokud by bylo možné vzít a změřit hmotnosti všech organických látek na planetě, byly by to sacharidy, které by tuto soutěž vyhrály.

Slouží jako zdroj energie v těle, jsou stavebními materiály pro buňky a také ukládají látky. Rostliny k tomu využívají škrob, zvířata glykogen.

Sacharidy jsou navíc velmi rozmanité. Například jednoduché sacharidy. Nejběžnějšími monosacharidy v přírodě jsou pentózy (včetně deoxyribózy, která je součástí DNA) a hexózy (vám dobře známá glukóza).

Podobně jako cihly se na velkém přírodním staveništi polysacharidy staví z tisíců a tisíců monosacharidů. Bez nich, přesněji bez celulózy a škrobu, by nebyly žádné rostliny. A zvířata bez glykogenu, laktózy a chitinu by to měla těžké.

Podívejme se pozorně na veverky. Příroda je největším mistrem mozaik a hlavolamů: z pouhých 20 aminokyselin se v lidském těle tvoří 5 milionů druhů bílkovin. Proteiny mají také mnoho životně důležitých funkcí. Například stavba, regulace procesů v těle, srážení krve (na to jsou samostatné bílkoviny), pohyb, transport některých látek v těle, jsou také zdrojem energie, ve formě enzymů působí jako katalyzátor pro reakce a poskytují ochranu. Protilátky hrají důležitou roli při ochraně organismu před negativními vnějšími vlivy. A pokud dojde k poruše jemného vyladění těla, protilátky místo ničení vnějších nepřátel mohou působit jako agresoři vůči vlastním orgánům a tkáním těla.

Bílkoviny se také dělí na jednoduché (bílkoviny) a složené (proteiny). A mají vlastnosti, které jsou jim jedinečné: denaturace (destrukce, kterou jste si nejednou všimli při vaření vajíčka na tvrdo) a renaturaci (tato vlastnost našla široké uplatnění při výrobě antibiotik, potravinářských koncentrátů atd.).

Neignorujme lipidy(tuky). V našem těle slouží jako rezervní zdroj energie. Jako rozpouštědla napomáhají biochemickým reakcím. Podílet se na stavbě těla – například na tvorbě buněčných membrán.

A ještě pár slov o tak zajímavých organických sloučeninách jako je hormony. Účastní se biochemických reakcí a metabolismu. Hormony jsou tak malé, že muži dělají muže (testosteron) a ženy ženy (estrogen). Dělají nás šťastnými nebo smutnými (hormony štítné žlázy hrají důležitou roli při změnách nálad a endorfin dodává pocit štěstí). A dokonce určují, zda jsme „noční sovy“ nebo „skřivani“. O tom, zda jste ochotni se učit pozdě nebo raději vstávat brzy a dělat si úkoly před školou, nerozhoduje jen váš denní režim, ale také určité hormony nadledvin.

Závěr

Svět organické hmoty je opravdu úžasný. Stačí se jen trochu ponořit do jeho studia, aby se vám tajil dech z pocitu spřízněnosti s veškerým životem na Zemi. Dvě nohy, čtyři nebo kořeny místo nohou – všechny nás spojuje kouzlo chemické laboratoře matky přírody. Způsobuje, že se atomy uhlíku spojují do řetězců, reagují a vytvářejí tisíce různých chemických sloučenin.

Nyní máte rychlého průvodce organickou chemií. Samozřejmě zde nejsou uvedeny všechny možné informace. Možná si budete muset některé body ujasnit sami. Vždy však můžete použít trasu, kterou jsme nastínili, pro svůj vlastní nezávislý výzkum.

Definici organických látek v článku, klasifikaci a obecné vzorce organických sloučenin a obecné informace o nich můžete využít i při přípravě na hodiny chemie ve škole.

Napište nám do komentářů, kterou sekci chemie (organickou nebo anorganickou) máte nejraději a proč. Nezapomeňte článek „sdílet“ na sociálních sítích, aby z něj měli užitek i vaši spolužáci.

Pokud v článku najdete nějaké nepřesnosti nebo chyby, dejte mi prosím vědět. Všichni jsme lidé a všichni občas děláme chyby.

blog.site, při kopírování celého materiálu nebo jeho části je vyžadován odkaz na původní zdroj.

Z Host >>

1. Jak se nazývá organická látka, jejíž molekuly obsahují atomy C, O, H, které plní energetickou a stavební funkci?
B-protein A-nukleové kyseliny
B-sacharid G-ATP
2.Jaké sacharidy jsou polymery?
A-monosacharidy B-disacharidy C-polysacharidy
3. Skupina monosacharidů zahrnuje:
A-glukóza B-sacharóza C-celulóza
4.Které sacharidy jsou nerozpustné ve vodě?
A-glukóza, fruktóza B-škrob B-ribóza, deoxyribóza
5. Molekuly tuku se tvoří:
A-z glycerolu, vyšší karboxylové kyseliny B-z glukózy
B-z aminokyselin, voda D-z ethylalkoholu, vyšší karboxylové kyseliny
6. Tuky plní v buňce následující funkce:
A-doprava B-energie
B-katalytické G-informace
7.K jakým sloučeninám patří lipidy ve vztahu k vodě?
A-hydrofilní B-hydrofobní
8.Jaký je význam tuků u zvířat?
Struktura A-membrány B-termoregulace
B-zdroj energie D-zdroj vody D-vše výše uvedené
9. Proteinové monomery jsou:
A-nukleotidy B-aminokyseliny B-glukóza G-tuky
10. Nejdůležitější organická látka, která je součástí buněk všech říší živé přírody, která má primární lineární konfiguraci, je:
A na polysacharidy B na lipidy
Polypeptidy B-na ATP G-to
2. Napište funkce bílkovin, uveďte příklady.
3. Úkol: Na základě řetězce DNA AATTGCGATGCTTAGTTTAGG je nutné doplnit komplementární řetězec a určit délku DNA
1. Vyberte jednu správnou odpověď
1. Kolik ze známých aminokyselin se podílí na syntéze bílkovin?
A-20 B-100 B-23
2.jaká část molekul aminokyselin je od sebe odlišuje?
A-radikál B-karboxylová skupina B-aminoskupina
3. jaké sloučeniny jsou součástí ATP?
A- adenin, sacharid ribóza, 3 molekuly kyseliny fosforečné
B-guanin, cukr fruktóza, zbytek kyseliny fosforečné.
B-ribóza, glycerol a jakákoliv aminokyselina
4.Jaká je role molekul ATP v buňce?
A-poskytuje transportní funkci B-přenáší dědičnou informaci
B-poskytuje životně důležité procesy s energií D-urychluje biochemické reakce
5. Monomery nukleových kyselin jsou:
A-aminokyseliny B-tuky
B-nukleotidy G-glukóza
6.Do jaké třídy chemických látek patří ribóza?
A-protein B-sacharid C-lipid
7.Který nukleotid není součástí molekuly DNA?
A-adenylová B-uridylová
B-guanyl G-thymidyl
8.Která nukleová kyselina má nejdelší délku?
A-DNA B-RNA
9. Komplementární nukleotid ke guanylovému nukleotidu je:
A-thymidyl B-cytidyl
B-adenylová G-uridylová
10. Proces zdvojení molekul DNA se nazývá:
A-replikace B-transkripce
B-komplementarita s G-překladem.
2. Napište funkce lipidů, uveďte příklady.
3. Úkol. V jakém pořadí budou nukleotidy umístěny v i-RNA, pokud má řetězec DNA následující složení: GGTATAGCGCTTAAGCCTT, určete délku i-RNA.

Z Host >>

1. Vyberte jednu správnou odpověď
1. Kolik ze známých aminokyselin se podílí na syntéze bílkovin?
A-20 B-100 B-23
2.jaká část molekul aminokyselin je od sebe odlišuje?
A-radikál B-karboxylová skupina B-aminoskupina
3. jaké sloučeniny jsou součástí ATP?
A- adenin, sacharid ribóza, 3 molekuly kyseliny fosforečné
B-guanin, cukr fruktóza, zbytek kyseliny fosforečné.
B-ribóza, glycerol a jakákoliv aminokyselina
4.Jaká je role molekul ATP v buňce?
A-poskytuje transportní funkci B-přenáší dědičnou informaci
B-poskytuje životně důležité procesy s energií D-urychluje biochemické reakce
5. Monomery nukleových kyselin jsou:
A-aminokyseliny B-tuky
B-nukleotidy G-glukóza
6.Do jaké třídy chemických látek patří ribóza?
A-protein B-sacharid C-lipid
7.Který nukleotid není součástí molekuly DNA?
A-adenylová B-uridylová
B-guanyl G-thymidyl
8.Která nukleová kyselina má nejdelší délku?
A-DNA B-RNA
9. Komplementární nukleotid ke guanylovému nukleotidu je:
A-thymidyl B-cytidyl
B-adenylová G-uridylová
10. Proces zdvojení molekul DNA se nazývá:
A-replikace B-transkripce
B-komplementarita s G-překladem.
2. Napište funkce lipidů, uveďte příklady.
3. Úkol. V jakém pořadí budou nukleotidy umístěny v i-RNA, pokud má řetězec DNA následující složení: GGTATAGCGCTTAAGCCTT, určete délku i-RNA.