Čudoviti svet organskih snovi. Čudoviti svet organskih snovi Vse snovi, ki vsebujejo ogljik, uvrščamo med organske

Organska snov je kemična spojina, ki vsebuje ogljik. Izjema so le ogljikova kislina, karbidi, karbonati, cianidi in ogljikovi oksidi.

Zgodba

Sam izraz "organske snovi" se je v vsakdanjem življenju znanstvenikov pojavil na stopnji zgodnjega razvoja kemije. Takrat so prevladovali vitalistični pogledi na svet. To je bilo nadaljevanje tradicije Aristotela in Plinija. V tem obdobju so se strokovnjaki ukvarjali z delitvijo sveta na živo in neživo. Poleg tega so bile vse snovi brez izjeme jasno razdeljene na mineralne in organske. Veljalo je, da je za sintezo spojin "živih" snovi potrebna posebna "sila". Lasten je vsem živim bitjem in brez njega organski elementi ne morejo nastati.

Ta za sodobno znanost smešna trditev je veljala zelo dolgo, dokler je ni leta 1828 Friedrich Wöhler eksperimentalno ovrgel. Iz anorganskega amonijevega cianata mu je uspelo pridobiti organsko sečnino. To je kemijo potisnilo naprej. V sedanjiku pa se je ohranila delitev snovi na organske in anorganske. Je osnova za klasifikacijo. Znanih je skoraj 27 milijonov organskih spojin.

Zakaj je toliko organskih spojin?

Organska snov je z nekaterimi izjemami ogljikova spojina. To je pravzaprav zelo zanimiv element. Ogljik je sposoben tvoriti verige iz svojih atomov. Zelo pomembno je, da je povezava med njimi stabilna.

Poleg tega ima ogljik v organskih snoveh valenco - IV. Iz tega sledi, da je ta element sposoben tvoriti ne le enojne, ampak tudi dvojne in trojne vezi z drugimi snovmi. Z večanjem njihove množice se bo veriga, sestavljena iz atomov, krajšala. Hkrati se stabilnost povezave samo poveča.

Ogljik ima tudi sposobnost oblikovanja ravnih, linearnih in tridimenzionalnih struktur. Zato je v naravi toliko različnih organskih snovi.

Spojina

Kot je navedeno zgoraj, so organske snovi ogljikove spojine. In to je zelo pomembno. nastane, ko je povezan s skoraj katerim koli elementom periodnega sistema. V naravi najpogosteje njihova sestava (poleg ogljika) vključuje kisik, vodik, žveplo, dušik in fosfor. Preostali elementi so veliko manj pogosti.

Lastnosti

Organska snov je torej ogljikova spojina. Vendar pa obstaja več pomembnih meril, ki jih mora izpolnjevati. Vse snovi organskega izvora imajo skupne lastnosti:

1. Različna tipologija vezi med atomi zagotovo vodi do pojava izomerov. Prvič, nastanejo, ko se molekule ogljika združijo. Izomeri so različne snovi, ki imajo enako molekulsko maso in sestavo, vendar različne kemijske in fizikalne lastnosti. Ta pojav imenujemo izomerija.

2. Drugo merilo je pojav homologije. To so nizi organskih spojin, v katerih se formula sosednjih snovi razlikuje od prejšnjih za eno CH 2 skupino. Ta pomembna lastnost se uporablja v znanosti o materialih.

Kateri razredi organskih snovi obstajajo?

Organske spojine vključujejo več razredov. Znani so vsem. lipidov in ogljikovih hidratov. Te skupine lahko imenujemo biološki polimeri. Sodelujejo pri metabolizmu na celični ravni v katerem koli organizmu. V to skupino spadajo tudi nukleinske kisline. Tako lahko rečemo, da je organska snov tisto, kar jemo vsak dan, iz česar smo narejeni.

Veverice

Beljakovine so sestavljene iz strukturnih komponent – aminokislin. To so njihovi monomeri. Beljakovine imenujemo tudi beljakovine. Poznamo približno 200 vrst aminokislin. Vse jih najdemo v živih organizmih. Toda le dvajset jih je sestavnih delov beljakovin. Imenujejo se osnovni. Toda v literaturi lahko najdete tudi manj priljubljene izraze - proteinogene in aminokisline, ki tvorijo beljakovine. Formula organske snovi tega razreda vsebuje aminske (-NH 2) in karboksilne (-COOH) komponente. Med seboj so povezani z enakimi ogljikovimi vezmi.

Funkcije beljakovin

Beljakovine opravljajo številne pomembne funkcije v telesu rastlin in živali. Toda glavni je strukturni. Beljakovine so glavne sestavine celične membrane in matriksa organelov v celicah. V našem telesu so vse stene arterij, ven in kapilar, kite in hrustanec, nohti in lasje sestavljeni predvsem iz različnih beljakovin.

Naslednja funkcija je encimska. Beljakovine delujejo kot encimi. Katalizirajo kemične reakcije v telesu. Odgovorni so za razgradnjo hranilnih sestavin v prebavnem traktu. V rastlinah encimi določajo položaj ogljika med fotosintezo.

Nekateri prenašajo različne snovi v telesu, na primer kisik. Nanje se lahko prilepi tudi organska snov. Tako se izvaja transportna funkcija. Beljakovine po krvnih žilah prenašajo kovinske ione, maščobne kisline, hormone in seveda ogljikov dioksid in hemoglobin. Transport poteka tudi na medcelični ravni.

Proteinske spojine - imunoglobulini - so odgovorne za izvajanje zaščitne funkcije. To so krvna protitelesa. Na primer, trombin in fibrinogen sta aktivno vključena v proces koagulacije. Tako preprečijo veliko izgubo krvi.

Beljakovine so odgovorne tudi za izvajanje kontraktilne funkcije. Zaradi dejstva, da protofibrili miozina in aktina nenehno izvajajo drsna gibanja drug glede na drugega, se mišična vlakna skrčijo. Toda podobni procesi se dogajajo tudi v enoceličnih organizmih. Gibanje bakterijskih bičkov je neposredno povezano tudi z drsenjem mikrotubulov, ki so po naravi beljakovine.

Pri oksidaciji organskih snovi se sprostijo velike količine energije. Toda praviloma se beljakovine zelo redko porabijo za energetske potrebe. To se zgodi, ko so izčrpane vse rezerve. Za to so najbolj primerni lipidi in ogljikovi hidrati. Beljakovine torej lahko opravljajo energijsko funkcijo, vendar le pod določenimi pogoji.

Lipidi

Organska snov je tudi maščobi podobna spojina. Lipidi spadajo med najenostavnejše biološke molekule. Niso topni v vodi, vendar razpadejo v nepolarnih raztopinah, kot so bencin, eter in kloroform. So del vseh živih celic. Kemično so lipidi alkoholi in karboksilne kisline. Najbolj znane med njimi so maščobe. V telesu živali in rastlin te snovi opravljajo številne pomembne funkcije. Veliko lipidov se uporablja v medicini in industriji.

Funkcije lipidov

Te organske kemikalije skupaj z beljakovinami v celicah tvorijo biološke membrane. Toda njihova glavna funkcija je energija. Pri oksidaciji maščobnih molekul se sprosti ogromna količina energije. Gre za tvorbo ATP v celicah. Precejšnje količine energije se lahko shranijo v telesu v obliki lipidov. Včasih jih je celo več, kot je potrebno za normalno življenje. S patološkimi spremembami v metabolizmu je več "maščobnih" celic. Čeprav je pošteno treba opozoriti, da so takšne prekomerne rezerve preprosto potrebne za prezimovanje živali in rastlin. Mnogi verjamejo, da se drevesa in grmičevje v hladni sezoni hranijo s prstjo. V resnici porabijo zaloge olj in maščob, ki so jih naredili čez poletje.

V človeškem in živalskem telesu lahko maščobe opravljajo tudi zaščitno funkcijo. Nalagajo se v podkožje in okoli organov, kot so ledvice in črevesje. Tako služijo kot dobra zaščita pred mehanskimi poškodbami, torej udarci.

Poleg tega imajo maščobe nizko stopnjo toplotne prevodnosti, kar pomaga ohranjati toploto. To je zelo pomembno, zlasti v hladnih podnebjih. Pri morskih živalih k dobri plovnosti prispeva tudi podkožna maščobna plast. Toda pri pticah lipidi opravljajo tudi vodoodbojne in mazalne funkcije. Vosek prekrije njihovo perje in jih naredi bolj prožne. Nekatere vrste rastlin imajo enako prevleko na listih.

Ogljikovi hidrati

Formula organske snovi C n (H 2 O) m nakazuje, da spojina spada v razred ogljikovih hidratov. Ime teh molekul se nanaša na dejstvo, da vsebujejo kisik in vodik v enaki količini kot voda. Poleg teh kemičnih elementov lahko spojine vsebujejo na primer dušik.

Ogljikovi hidrati v celici so glavna skupina organskih spojin. To so primarni produkti in so tudi začetni produkti sinteze drugih snovi v rastlinah, na primer alkoholov, organskih kislin in aminokislin. Ogljikove hidrate najdemo tudi v živalskih in glivnih celicah. Najdemo jih tudi med glavnimi sestavinami bakterij in praživali. Tako jih je v živalski celici od 1 do 2%, v rastlinski celici pa lahko njihova količina doseže 90%.

Danes obstajajo samo tri skupine ogljikovih hidratov:

enostavni sladkorji (monosaharidi);

Oligosaharidi, sestavljeni iz več zaporedno povezanih molekul enostavnih sladkorjev;

Polisaharidi, vsebujejo več kot 10 molekul monosaharidov in njihovih derivatov.

Funkcije ogljikovih hidratov

Vse organske snovi v celici opravljajo določene funkcije. Na primer, glukoza je glavni vir energije. Razgradi se v celicah med celičnim dihanjem. Glikogen in škrob predstavljata glavni energijski zalogi, prvi v živalih in drugi v rastlinah.

Ogljikovi hidrati opravljajo tudi strukturno funkcijo. Celuloza je glavna sestavina rastlinskih celičnih sten. In pri členonožcih hitin opravlja isto funkcijo. Najdemo ga tudi v celicah višjih gliv. Če vzamemo za primer oligosaharide, so ti del citoplazemske membrane – v obliki glikolipidov in glikoproteinov. Glikokaliks se pogosto odkrije tudi v celicah. Pentoze sodelujejo pri sintezi nukleinskih kislin. Kdaj je vključena v DNK, riboza pa v RNK. Te komponente najdemo tudi v koencimih, na primer FAD, NADP in NAD.

Ogljikovi hidrati lahko opravljajo tudi zaščitno funkcijo v telesu. Pri živalih snov heparin aktivno preprečuje hitro strjevanje krvi. Nastaja pri poškodbah tkiva in zavira nastajanje krvnih strdkov v krvnih žilah. Heparin se v velikih količinah nahaja v mastocitih v zrncih.

Nukleinska kislina

Beljakovine, ogljikovi hidrati in lipidi niso vsi znani razredi organskih snovi. Kemija vključuje tudi nukleinske kisline. To so biopolimeri, ki vsebujejo fosfor. Ti, ki se nahajajo v celičnem jedru in citoplazmi vseh živih bitij, zagotavljajo prenos in shranjevanje genetskih podatkov. Te snovi so bile odkrite zahvaljujoč biokemiku F. Miescherju, ki je preučeval lososovo spermo. To je bilo "naključno" odkritje. Malo kasneje so RNK in DNK odkrili v vseh rastlinskih in živalskih organizmih. Nukleinske kisline so izolirali tudi v celicah gliv in bakterij ter virusov.

Skupno sta bili v naravi najdeni dve vrsti nukleinskih kislin - ribonukleinske kisline (RNA) in deoksiribonukleinske kisline (DNA). Razlika je jasna že iz imena. deoksiriboza je sladkor s petimi ogljikovimi atomi. In riboza se nahaja v molekuli RNK.

Organska kemija se ukvarja s proučevanjem nukleinskih kislin. Teme za raziskovanje narekuje tudi medicina. Kode DNK skrivajo številne genetske bolezni, ki jih znanstveniki še niso odkrili.

Znano je, da lastnosti organskih snovi določata njihova sestava in kemična zgradba. Zato ni presenetljivo, da klasifikacija organskih spojin temelji na teoriji strukture - teoriji L. M. Butlerova. Organske snovi so razvrščene glede na prisotnost in vrstni red povezave atomov v njihovih molekulah. Najbolj obstojen in najmanj spremenljiv del molekule organske snovi je njen skelet – veriga ogljikovih atomov. Glede na vrstni red povezovanja ogljikovih atomov v tej verigi delimo snovi na aciklične, ki ne vsebujejo zaprtih verig ogljikovih atomov v molekulah, in karbociklične, ki vsebujejo takšne verige (cikle) v molekulah.
Poleg atomov ogljika in vodika lahko molekule organskih snovi vsebujejo atome drugih kemičnih elementov. Snovi, v katerih molekulah so ti tako imenovani heteroatomi vključeni v zaprto verigo, uvrščamo med heterociklične spojine.
Heteroatomi (kisik, dušik itd.) So lahko del molekul in acikličnih spojin, ki v njih tvorijo funkcionalne skupine, na primer hidroksil - OH, karbonil, karboksil, amino skupino -NH2.
Funkcionalna skupina- skupina atomov, ki določa najbolj značilne kemijske lastnosti snovi in njeno pripadnost določenemu razredu spojin.

Ogljikovodiki- To so spojine, sestavljene samo iz vodikovih in ogljikovih atomov.

Glede na strukturo ogljikove verige organske spojine delimo na spojine z odprto verigo - aciklični (alifatski) in ciklični- z zaprto verigo atomov.

Ciklične delimo v dve skupini: karbociklične spojine(cikle tvorijo samo ogljikovi atomi) in heterocikličen(cikli vključujejo tudi druge atome, kot so kisik, dušik, žveplo).

Karbociklične spojine pa vključujejo dve vrsti spojin: aliciklični in aromatično.

Aromatske spojine imajo glede na strukturo svojih molekul ploščate obroče, ki vsebujejo ogljik, s posebnim zaprtim sistemom p-elektronov, ki tvorijo skupni π-sistem (en sam oblak π-elektronov). Aromatičnost je značilna tudi za številne heterociklične spojine.

Vse ostale karbociklične spojine spadajo v aliciklično vrsto.

Tako aciklični (alifatski) kot ciklični ogljikovodiki lahko vsebujejo več (dvojne ali trojne) vezi. Takšni ogljikovodiki se imenujejo nenasičeni (nenasičeni) v nasprotju z nasičenimi (nasičenimi), ki vsebujejo samo enojne vezi.

Nasičeni alifatski ogljikovodiki klical alkani, imajo splošno formulo C n H 2 n +2, kjer je n število ogljikovih atomov. Danes se pogosto uporablja njihovo staro ime – parafini.

Vsebuje ena dvojna vez, dobil ime alkeni. Imajo splošno formulo C n H 2 n.

Nenasičeni alifatski ogljikovodikiz dvema dvojnima vezma klical alkadieni

Nenasičeni alifatski ogljikovodikiz eno trojno vezjo klical alkini. Njihova splošna formula je C n H 2 n - 2.

Nasičeni aliciklični ogljikovodiki - cikloalkani, njihova splošna formula je C n H 2 n.

Posebna skupina ogljikovodikov, aromatično, oz arene(z zaprtim skupnim sistemom π-elektronov), znano na primeru ogljikovodikov s splošno formulo C n H 2 n -6.

Če torej v njihovih molekulah enega ali več vodikovih atomov zamenjamo z drugimi atomi ali skupinami atomov (halogeni, hidroksilne skupine, amino skupine itd.), derivati ogljikovodikov: halogeni derivati, kisik, dušik in druge organske spojine.

Halogeni derivati ogljikovodike lahko obravnavamo kot produkte zamenjave enega ali več vodikovih atomov v ogljikovodikih z atomi halogena. V skladu s tem lahko obstajajo nasičeni in nenasičeni mono-, di-, tri- (v splošnem primeru poli-) halogenski derivati.

Splošna formula monohalogenih derivatov nasičenih ogljikovodikov:

sestava pa je izražena s formulo

C n H 2 n +1 G,

kjer je R ostanek nasičenega ogljikovodika (alkana), ogljikovodikov radikal (ta oznaka se uporablja tudi pri obravnavi drugih razredov organskih snovi), G je atom halogena (F, Cl, Br, I).

Alkoholi- derivati ogljikovodikov, v katerih je eden ali več vodikovih atomov nadomeščenih s hidroksilnimi skupinami.

Alkoholi se imenujejo enoatomsko, če imajo eno hidroksilno skupino, in mejni, če so derivati alkanov.

Splošna formula nasičenih enohidroksilnih alkoholov:

in njihova sestava je izražena s splošno formulo:
C n H 2 n +1 OH ali C n H 2 n +2 O

Znani so primeri polihidričnih alkoholov, to je tistih z več hidroksilnimi skupinami.

Fenoli- derivati aromatskih ogljikovodikov (benzenska serija), v katerih je eden ali več vodikovih atomov v benzenovem obroču nadomeščenih s hidroksilnimi skupinami.

Najenostavnejši predstavnik s formulo C 6 H 5 OH se imenuje fenol.

Aldehidi in ketoni- derivati ogljikovodikov, ki vsebujejo karbonilno skupino atomov (karbonil).

V molekulah aldehida je ena karbonilna vez povezana z vodikovim atomom, druga z ogljikovodikovim radikalom.

V primeru ketonov je karbonilna skupina vezana na dva (na splošno različna) radikala.

Sestava nasičenih aldehidov in ketonov je izražena s formulo C n H 2l O.

Karboksilne kisline- derivati ogljikovodikov, ki vsebujejo karboksilne skupine (-COOH).

Če je v molekuli kisline ena karboksilna skupina, potem je karboksilna kislina enobazna. Splošna formula nasičenih enobazičnih kislin (R-COOH). Njihova sestava je izražena s formulo C n H 2 n O 2.

Etri so organske snovi, ki vsebujejo dva ogljikovodikova radikala, povezana z atomom kisika: R-O-R ali R 1 -O-R 2.

Radikali so lahko enaki ali različni. Sestava etrov je izražena s formulo C n H 2 n +2 O

Estri- spojine, ki nastanejo z zamenjavo vodikovega atoma karboksilne skupine v karboksilnih kislinah z ogljikovodikovim radikalom.

Nitro spojine- derivati ogljikovodikov, v katerih je eden ali več vodikovih atomov nadomeščenih z nitro skupino -NO 2.

Splošna formula nasičenih mononitro spojin:

sestava pa je izražena s splošno formulo

C n H 2 n +1 NO 2 .

amini- spojine, ki veljajo za derivate amoniaka (NH 3), v katerih so vodikovi atomi nadomeščeni z ogljikovodikovimi radikali.

Glede na naravo radikala so lahko amini alifatskiin aromatično.

Glede na število vodikovih atomov, zamenjanih z radikali, ločimo naslednje:

Primarni amini s splošno formulo: R-NNH 2

Sekundarni - s splošno formulo: R 1 -NН-R 2

Terciarno - s splošno formulo:

V določenem primeru imajo lahko sekundarni in terciarni amini enake radikale.

Primarne amine lahko obravnavamo tudi kot derivate ogljikovodikov (alkanov), v katerih je en atom vodika nadomeščen z amino skupino -NH 2. Sestava nasičenih primarnih aminov je izražena s formulo C n H 2 n +3 N.

Amino kisline vsebujejo dve funkcionalni skupini, povezani z ogljikovodikovim radikalom: amino skupino -NH 2 in karboksilno -COOH.

Sestava nasičenih aminokislin, ki vsebujejo eno amino skupino in en karboksil, je izražena s formulo C n H 2 n +1 NO 2.

Znane so tudi druge pomembne organske spojine, ki imajo več različnih ali enakih funkcionalnih skupin, dolge linearne verige, povezane z benzenovimi obroči. V takšnih primerih je stroga določitev, ali snov pripada določenemu razredu, nemogoča. Te spojine pogosto razvrščamo v posebne skupine snovi: ogljikovi hidrati, beljakovine, nukleinske kisline, antibiotiki, alkaloidi itd.

Za poimenovanje organskih spojin se uporabljata dve nomenklaturi: racionalna in sistematična (IUPAC) ter trivialna imena.

Zbirka imen po nomenklaturi IUPAC

1) Ime spojine temelji na korenu besede, ki označuje nasičen ogljikovodik z enakim številom atomov kot glavna veriga.

2) Korenu se doda pripona, ki označuje stopnjo nasičenosti:

An (končni, brez več povezav);
-en (v prisotnosti dvojne vezi);
-in (ob prisotnosti trojne vezi).

Če obstaja več večkratnih vezi, potem pripona označuje število takšnih vezi (-dien, -trien itd.), Za pripono pa mora biti položaj večkratne vezi naveden s številkami, na primer:
CH 3 –CH 2 –CH=CH 2 CH 3 –CH=CH–CH 3
buten-1 buten-2

CH 2 =CH–CH=CH2
butadien-1,3

Skupine, kot so nitro-, halogeni, ogljikovodikovi radikali, ki niso vključeni v glavno verigo, so postavljene v predpono. Navedeni so po abecednem vrstnem redu. Položaj substituenta je označen s številko pred predpono.

Vrstni red poimenovanja je naslednji:

1. Poiščite najdaljšo verigo C atomov.

2. Zaporedoma oštevilčite ogljikove atome glavne verige, začenši od konca, ki je najbližje veji.

3. Ime alkana je sestavljeno iz imen stranskih radikalov, navedenih po abecednem vrstnem redu, ki označuje položaj v glavni verigi, in imena glavne verige.

Nomenklatura nekaterih organskih snovi (trivialna in mednarodna)

V preteklosti so znanstveniki vse snovi v naravi delili na pogojno nežive in žive, med slednje sodi tudi kraljestvo živali in rastlin. Snovi prve skupine imenujemo minerali. In tiste, ki so vključeni v drugo, so začeli imenovati organske snovi.

Kaj to pomeni? Razred organskih snovi je najobsežnejši med vsemi kemičnimi spojinami, ki jih poznajo sodobni znanstveniki. Na vprašanje, katere snovi so organske, lahko odgovorimo takole - to so kemične spojine, ki vsebujejo ogljik.

Upoštevajte, da niso vse spojine, ki vsebujejo ogljik, organske. Na primer, korbidi in karbonati, ogljikova kislina in cianidi ter ogljikovi oksidi niso vključeni.

Zakaj je toliko organskih snovi?

Odgovor na to vprašanje se skriva v lastnostih ogljika. Ta element je radoveden, ker je sposoben oblikovati verige svojih atomov. In hkrati je ogljikova vez zelo stabilna.

Poleg tega ima v organskih spojinah visoko valenco (IV), tj. sposobnost tvorjenja kemičnih vezi z drugimi snovmi. In ne samo enojni, ampak tudi dvojni in celo trojni (sicer znani kot večkratniki). Z večanjem množice vezi se veriga atomov krajša in stabilnost vezi se povečuje.

Ogljik je obdarjen tudi s sposobnostjo oblikovanja linearnih, ravnih in tridimenzionalnih struktur.

Zato so organske snovi v naravi tako raznolike. To lahko enostavno preverite sami: postavite se pred ogledalo in se pozorno oglejte v svoj odsev. Vsak od nas je hodeči učbenik organske kemije. Pomislite: vsaj 30 % mase vsake vaše celice predstavljajo organske spojine. Beljakovine, ki so zgradile vaše telo. Ogljikovi hidrati, ki služijo kot »gorivo« in vir energije. Maščobe, ki hranijo zaloge energije. Hormoni, ki nadzorujejo delovanje organov in celo vaše vedenje. Encimi, ki sprožijo kemične reakcije v vas. In tudi »izvorna koda«, verige DNK, so vse organske spojine na osnovi ogljika.

Sestava organskih snovi

Kot smo rekli na samem začetku, je glavni gradbeni material za organske snovi ogljik. In praktično vsak element lahko v kombinaciji z ogljikom tvori organske spojine.

Organske snovi v naravi najpogosteje vsebujejo vodik, kisik, dušik, žveplo in fosfor.

Zgradba organskih snovi

Raznolikost organskih snovi na planetu in raznolikost njihove strukture je mogoče pojasniti z značilnostmi ogljikovih atomov.

Spomnite se, da lahko ogljikovi atomi med seboj tvorijo zelo močne vezi in se povezujejo v verige. Rezultat so stabilne molekule. Način, na katerega so ogljikovi atomi povezani v verigo (razporejeni v cikcak) je ena ključnih značilnosti njegove zgradbe. Ogljik se lahko povezuje tako v odprte verige kot v zaprte (ciklične) verige.

Pomembno je tudi, da struktura kemičnih snovi neposredno vpliva na njihove kemične lastnosti. Pomembno vlogo ima tudi način, kako atomi in skupine atomov v molekuli vplivajo drug na drugega.

Zaradi strukturnih značilnosti gre število ogljikovih spojin iste vrste v desetine in stotine. Na primer, lahko upoštevamo vodikove spojine ogljika: metan, etan, propan, butan itd.

Na primer, metan - CH 4. V normalnih pogojih je takšna spojina vodika z ogljikom v plinastem agregatnem stanju. Ko se v sestavi pojavi kisik, nastane tekočina - metilni alkohol CH3OH.

Različne lastnosti ne izkazujejo samo snovi z različno kakovostno sestavo (kot v zgornjem primeru), ampak so tega sposobne tudi snovi enake kakovostne sestave. Primer je različna sposobnost metana CH 4 in etilena C 2 H 4, da reagirata z bromom in klorom. Metan je sposoben takšnih reakcij le pri segrevanju ali izpostavljenosti ultravijolični svetlobi. In etilen reagira tudi brez osvetlitve ali segrevanja.

Razmislimo o tej možnosti: kvalitativna sestava kemičnih spojin je enaka, količinska sestava pa je drugačna. Takrat so kemijske lastnosti spojin drugačne. Kot v primeru acetilena C 2 H 2 in benzena C 6 H 6.

Ne nazadnje v tej raznolikosti igrajo lastnosti organskih snovi, "vezane" na njihovo strukturo, kot sta izomerija in homologija.

Predstavljajte si, da imate dve na videz enaki snovi – enako sestavo in isto molekularno formulo, ki ju opisujeta. Toda struktura teh snovi je bistveno drugačna, kar ima za posledico razliko v kemijskih in fizikalnih lastnostih. Na primer, molekulsko formulo C 4 H 10 lahko zapišemo za dve različni snovi: butan in izobutan.

Govorimo o izomeri– spojine, ki imajo enako sestavo in molekulsko maso. Toda atomi v njihovih molekulah so razporejeni v različnih vrstnih redih (razvejana in nerazvejena struktura).

Glede homologija- to je značilnost ogljikove verige, v kateri lahko vsak naslednji člen dobimo z dodajanjem ene CH 2 skupine prejšnjemu. Vsako homologno serijo lahko izrazimo z eno splošno formulo. In če poznamo formulo, je enostavno določiti sestavo katerega koli od članov serije. Na primer, homologi metana so opisani s formulo C n H 2n+2.

Z večanjem »homologne razlike« CH 2 se krepi vez med atomi snovi. Vzemimo homologno vrsto metana: njeni prvi štirje člani so plini (metan, etan, propan, butan), naslednjih šest je tekočin (pentan, heksan, heptan, oktan, nonan, dekan), nato pa sledijo snovi v trdnem stanju. agregatno stanje (pentadekan, eikozan itd.). In močnejša kot je vez med ogljikovimi atomi, večja je molekulska masa, vrelišča in tališče snovi.

Kateri razredi organskih snovi obstajajo?

Organske snovi biološkega izvora vključujejo:

beljakovine;
ogljikovi hidrati;
nukleinska kislina;
lipidi.

Prve tri točke lahko imenujemo tudi biološki polimeri.

Podrobnejša klasifikacija organskih kemikalij ne zajema samo snovi biološkega izvora.

Ogljikovodiki vključujejo:

aciklične spojine:
- nasičeni ogljikovodiki (alkani);
- nenasičeni ogljikovodiki:
  - alkeni;
  - alkini;
  - alkadieni.
ciklične povezave:
- karbociklične spojine:
  - alicikličen;
  - aromatično.
- heterociklične spojine.

Obstajajo tudi drugi razredi organskih spojin, v katerih se ogljik povezuje s snovmi, ki niso vodik:

alkoholi in fenoli;
aldehidi in ketoni;
karboksilne kisline;
estri;
lipidi;
ogljikovi hidrati:
- monosaharidi;
- oligosaharidi;
- polisaharidi.
- mukopolisaharidi.
amini;
amino kisline;
beljakovine;
nukleinska kislina.

Formule organskih snovi po razredih

Primeri organskih snovi

Kot se spomnite, so v človeškem telesu osnova različne vrste organskih snovi. To so naša tkiva in tekočine, hormoni in pigmenti, encimi in ATP ter še mnogo več.

V telesu ljudi in živali imajo prednost beljakovine in maščobe (polovico suhe mase živalske celice predstavljajo beljakovine). V rastlinah (približno 80% suhe mase celice) - ogljikovi hidrati, predvsem kompleksni - polisaharidi. Vključno s celulozo (brez katere ne bi bilo papirja), škrobom.

Pogovorimo se o nekaterih od njih podrobneje.

Na primer približno ogljikovi hidrati. Če bi bilo mogoče vzeti in izmeriti mase vseh organskih snovi na planetu, bi v tem tekmovanju zmagali ogljikovi hidrati.

Služijo kot vir energije v telesu, so gradbeni material za celice in tudi skladiščijo snovi. Rastline v ta namen uporabljajo škrob, živali pa glikogen.

Poleg tega so ogljikovi hidrati zelo raznoliki. Na primer preprosti ogljikovi hidrati. Najpogostejši monosaharidi v naravi so pentoze (vključno z deoksiribozo, ki je del DNK) in heksoze (glukoza, ki vam je znana).

Kot zidaki so na velikem gradbišču narave polisaharidi zgrajeni iz tisočev in tisočev monosaharidov. Brez njih, natančneje brez celuloze in škroba, ne bi bilo rastlin. In živali brez glikogena, laktoze in hitina bi imele težave.

Pazljivo poglejmo veverice. Narava je največji mojster mozaikov in ugank: iz samo 20 aminokislin se v človeškem telesu tvori 5 milijonov vrst beljakovin. Beljakovine imajo tudi številne vitalne funkcije. Na primer gradnja, uravnavanje procesov v telesu, strjevanje krvi (za to obstajajo ločene beljakovine), gibanje, transport določenih snovi v telesu, so tudi vir energije, v obliki encimov delujejo kot katalizator za reakcije in zagotavlja zaščito. Protitelesa imajo pomembno vlogo pri zaščiti telesa pred negativnimi zunanjimi vplivi. In če pride do motenj v finem uravnavanju telesa, lahko protitelesa, namesto da bi uničila zunanje sovražnike, delujejo kot agresorji na lastne organe in tkiva.

Beljakovine delimo tudi na enostavne (proteine) in sestavljene (proteide). In imajo edinstvene lastnosti: denaturacijo (uničenje, ki ste ga večkrat opazili pri trdem kuhanju jajca) in renaturacijo (ta lastnost je našla široko uporabo pri proizvodnji antibiotikov, živilskih koncentratov itd.).

Ne zanemarjajmo lipidi(maščobe). V našem telesu služijo kot rezervni vir energije. Kot topila pomagajo pri biokemičnih reakcijah. Sodelujte pri gradnji telesa – na primer pri tvorbi celičnih membran.

In še nekaj besed o tako zanimivih organskih spojinah, kot so hormoni. Sodelujejo pri biokemičnih reakcijah in metabolizmu. Tako majhni hormoni naredijo moške moške (testosteron) in ženske ženske (estrogen). Razveselijo ali žalostijo nas (ščitnični hormoni imajo pomembno vlogo pri nihanju razpoloženja, endorfin pa daje občutek sreče). In celo določajo, ali smo »nočne sove« ali »škrjanci«. O tem, ali ste se pripravljeni učiti pozno ali raje zgodaj vstanete in naredite domačo nalogo pred šolo, ne določa le vaša dnevna rutina, temveč tudi določeni hormoni nadledvične žleze.

Zaključek

Svet organskih snovi je res neverjeten. Dovolj je, da se le malo poglobimo v njegovo študijo, da vam zastane dih od občutka sorodstva z vsem življenjem na Zemlji. Dve nogi, štiri ali korenine namesto nog – vse nas povezuje čarobnost kemijskega laboratorija matere narave. Povzroča, da se ogljikovi atomi povežejo v verige, reagirajo in ustvarijo na tisoče različnih kemičnih spojin.

Zdaj imate hiter vodnik po organski kemiji. Seveda tu niso predstavljene vse možne informacije. Nekatere točke boste morda morali razjasniti sami. Vedno pa lahko uporabite pot, ki smo jo začrtali, za vaše neodvisno raziskovanje.

Za pripravo na pouk kemije v šoli lahko uporabite tudi definicijo organskih snovi v članku, klasifikacijo in splošne formule organskih spojin ter splošne informacije o njih.

V komentarjih nam povejte, kateri del kemije (organska ali anorganska) vam je najbolj všeč in zakaj. Ne pozabite članka »deliti« na družbenih omrežjih, da bo koristil tudi vašim sošolcem.

Sporočite mi, če v članku najdete kakršne koli netočnosti ali napake. Vsi smo ljudje in vsi kdaj delamo napake.

blog.site, pri celotnem ali delnem kopiranju gradiva je obvezna povezava do izvirnega vira.

Od Gost >>

1. Kako se imenuje organska snov, katere molekule vsebujejo atome C, O, H, ki opravljajo energijsko in gradbeno funkcijo?
A-nukleinska kislina B-protein
B-ogljikovi hidrati G-ATP
2.Kateri ogljikovi hidrati so polimeri?
A-monosaharidi B-disaharidi C-polisaharidi
3. Skupina monosaharidov vključuje:
A-glukoza B-saharoza C-celuloza
4.Kateri ogljikovi hidrati so netopni v vodi?
A-glukoza, fruktoza B-škrob B-riboza, deoksiriboza
5. Molekule maščobe nastanejo:
A-iz glicerola, višje karboksilne kisline B-iz glukoze
B-iz aminokislin, voda D-iz etilnega alkohola, višje karboksilne kisline
6. Maščobe v celici opravljajo naslednje funkcije:
A-transport B-energija
B-katalitične G-informacije
7.V katere spojine spadajo lipidi glede na vodo?
A-hidrofilni B-hidrofobni
8.Kakšen pomen imajo maščobe pri živalih?
A-struktura membrane B-termoregulacija
B-vir energije D-vir vode D-vse našteto
9. Proteinski monomeri so:
A-nukleotidi B-aminokisline B-glukoza G-maščobe
10. Najpomembnejša organska snov, ki je del celic vseh kraljestev žive narave, ki ima primarno linearno konfiguracijo, je:
A v polisaharide B v lipide
B-na ATP G-na polipeptide
2. Napišite funkcije proteinov, navedite primere.
3. Naloga: Na podlagi verige DNK AATTGCGATGCTTAGTTTAGG je treba dopolniti komplementarno verigo in določiti dolžino DNK
1. Izberite en pravilen odgovor
1. Koliko znanih aminokislin je vključenih v sintezo beljakovin?
A-20 B-100 B-23
2.kateri del molekul aminokislin jih razlikuje med seboj?
A-radikal B-karboksilna skupina B-amino skupina
3. katere spojine so vključene v ATP?
A-adenin, riboza ogljikov hidrat, 3 molekule fosforne kisline
B-gvanin, fruktozni sladkor, ostanek fosforne kisline.
B-riboza, glicerol in katera koli aminokislina
4.Kakšna je vloga molekul ATP v celici?
A-zagotavljajo transportno funkcijo B-prenašajo dedne informacije
B-oskrbi vitalne procese z energijo D-pospeši biokemične reakcije
5.monomeri nukleinskih kislin so:
A-aminokisline B-maščobe
B-nukleotidi G-glukoza
6. V kateri razred kemičnih snovi spada riboza?
A-protein B-ogljikov hidrat C-lipid
7. Kateri nukleotid ni vključen v molekulo DNA?
A-adenil B-uridil
B-gvanil G-timidil
8.Katera nukleinska kislina ima najdaljšo dolžino?
A-DNA B-RNA
9. Nukleotid, komplementaren gvanilnemu nukleotidu, je:
A-timidil B-citidil
B-adenil G-uridil
10. Proces podvajanja molekul DNA se imenuje:
A-replikacija B-transkripcija
B-komplementarnost z G-prevodom.
2. Napišite funkcije lipidov, navedite primere.
3. Naloga. V kakšnem zaporedju se bodo nahajali nukleotidi v i-RNA, če ima veriga DNA naslednjo sestavo: GGTATAGCGCTTAAGCCTT, določite dolžino i-RNA.

Od Gost >>

1. Izberite en pravilen odgovor
1. Koliko znanih aminokislin je vključenih v sintezo beljakovin?
A-20 B-100 B-23
2.kateri del molekul aminokislin jih razlikuje med seboj?
A-radikal B-karboksilna skupina B-amino skupina
3. katere spojine so vključene v ATP?
A-adenin, riboza ogljikov hidrat, 3 molekule fosforne kisline
B-gvanin, fruktozni sladkor, ostanek fosforne kisline.
B-riboza, glicerol in katera koli aminokislina
4.Kakšna je vloga molekul ATP v celici?
A-zagotavljajo transportno funkcijo B-prenašajo dedne informacije
B-oskrbi vitalne procese z energijo D-pospeši biokemične reakcije
5.monomeri nukleinskih kislin so:
A-aminokisline B-maščobe
B-nukleotidi G-glukoza
6. V kateri razred kemičnih snovi spada riboza?
A-protein B-ogljikov hidrat C-lipid
7. Kateri nukleotid ni vključen v molekulo DNA?
A-adenil B-uridil
B-gvanil G-timidil
8.Katera nukleinska kislina ima najdaljšo dolžino?
A-DNA B-RNA
9. Nukleotid, komplementaren gvanilnemu nukleotidu, je:
A-timidil B-citidil
B-adenil G-uridil
10. Proces podvajanja molekul DNA se imenuje:
A-replikacija B-transkripcija
B-komplementarnost z G-prevodom.
2. Napišite funkcije lipidov, navedite primere.
3. Naloga. V kakšnem zaporedju se bodo nahajali nukleotidi v i-RNA, če ima veriga DNA naslednjo sestavo: GGTATAGCGCTTAAGCCTT, določite dolžino i-RNA.