Organska snov je ... Organska snov je ... Organska kemija

Organska snov je kemična spojina, v kateri je prisoten ogljik. Izjeme so samo ogljikova kislina, karbidi, karbonati, cianidi in ogljikovi oksidi.

Zgodovina

Izraz "organske snovi" se je pojavil v vsakdanjem življenju znanstvenikov na stopnji zgodnjega razvoja kemije. V tistem času prevladujejo vitalistični pogledi na svet. To je bilo nadaljevanje tradicije Aristotela in Plinija. V tem obdobju so bili učeni moški zasedeni, da so svet ločili od živega in brez življenja. Hkrati so bile vse snovi brez izjeme jasno razdeljene na mineralne in organske snovi. Menilo se je, da je potrebna posebna "sila" za sintetiziranje spojin "živih" snovi. To je neločljivo povezano z vsemi živimi bitji in brez organskih elementov ni mogoče oblikovati.

Ta izjava, smešna za sodobno znanost, je vladala že zelo dolgo, dokler ga leta 1828 Friedrich Wöhler eksperimentalno ni zanikal. Lahko je dobil organsko urejo iz anorganskega amonijevega cianata. To je potisnilo kemijo naprej. Vendar pa je delitev snovi v organske in anorganske snovi ostala v sedanjem času. Temelji na razvrstitvi. Znanih je skoraj 27 milijonov organskih spojin.

Zakaj toliko organskih spojin?

Organska snov je z nekaterimi izjemami ogljikova spojina. Dejansko je to zelo radoveden element. Ogljik lahko oblikuje verige iz svojih atomov. Zelo pomembno je, da je odnos med njimi stabilen.

Poleg tega ogljik v organskih snoveh kaže valenco - IV. Iz tega sledi, da lahko ta element z drugimi snovmi tvori povezavo ne samo z enim, ampak tudi z dvojnim in trojnim. Ker se množnosti povečajo, veriga, sestavljena iz atomov, postane krajša. Obenem se stabilnost komuniciranja poveča.

Tudi ogljik ima sposobnost oblikovanja ravnih, linearnih in volumetričnih struktur. Zato je v naravi toliko organskih snovi.

Sestava

Kot je navedeno zgoraj, je organska snov ogljikova spojina. In to je zelo pomembno. Organske spojine se pojavijo, ko so povezane s skoraj vsakim elementom periodične tabele. V naravi najpogosteje v svoji sestavi (poleg ogljika) vključujejo kisik, vodik, žveplo, dušik in fosfor. Preostali elementi so veliko manj pogosti.

Lastnosti

Torej, organska snov je ogljikova spojina. V tem primeru obstaja več pomembnih meril, do katerih mora ustrezati. Vse snovi organskega izvora imajo skupne lastnosti:

1. Različna tipologija vezi, ki obstaja med atomi, neizogibno vodi v nastanek izomerov. Najprej se oblikujejo s kombinacijo molekul ogljika. Izomeri so različne snovi z eno molekulsko maso in sestavo, vendar različne kemijsko-fizikalne lastnosti. Ta pojav se imenuje izomerizem.

2. Drugo merilo je pojav homologije. To so serije organskih spojin, pri čemer se formula sosednjih snovi razlikuje od prejšnjih za eno skupino CH2. Ta pomembna lastnost se uporablja v znanosti o materialih.

Kakšni so razredi organskih snovi?

Za organske spojine je vključenih več razredov. Vsi so znani. To so proteini, lipidi in ogljikovi hidrati. Te skupine lahko imenujemo biološki polimeri. Sodelujejo v metabolizmu na celični ravni v katerem koli organizmu. V to skupino so tudi nukleinske kisline. Tako lahko rečemo, da je organska snov tista, ki jo dnevno porabimo, od kar smo izdelani.

Beljakovine

Beljakovine sestavljajo strukturne komponente - aminokisline. To so njihovi monomeri. Beljakovine imenujemo tudi proteini. Znano je približno 200 vrst aminokislin. Vsi so najdeni v živih organizmih. Vendar jih je samo dvajset sestavin beljakovin. Imenujejo se osnovni. Toda v literaturi najdete manj priljubljene izraze - beljakovinske in belinske aminokisline. Formula organske snovi tega razreda vsebuje aminske (-NH2) in karboksilne (-COOH) sestavine. Med seboj so povezani z istimi ogljikovimi vezmi.

Funkcije beljakovin

Beljakovine v telesu rastlin in živali opravljajo številne pomembne funkcije. Glavna je strukturna. Beljakovine so glavne sestavine celične membrane in matrice organelov v celicah. V našem telesu vse stene arterij, žil in kapilare, kite in hrustanca, nohtov in las temeljijo predvsem iz različnih proteinov.

Naslednja funkcija je encimska. Proteini delujejo kot encimi. Katalizirajo potek kemijskih reakcij v telesu. Odgovorni so za razgradnjo hranilnih sestavin v prebavnem traktu. V rastlinah encimi določajo položaj ogljika med fotosintezo.

Nekatere vrste proteinov nosijo različne snovi v telesu, na primer kisik. Tudi organska snov se jim lahko pridruži. Tako se izvaja transportna funkcija. Beljakovine nosijo kovinske ione, maščobne kisline, hormone in, seveda, ogljikov dioksid in hemoglobin vzdolž krvnih žil. Transport se pojavi na medcelični ravni.

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

Proteini so odgovorni za izvajanje pogodbene funkcije. Zaradi dejstva, da miozin in aktin protofibril nenehno izvajajo drsna gibanja v primerjavi s seboj, se zmanjša mišična vlakna. Toda v enoceličnih organizmih se pojavljajo podobni procesi. Premikanje bakterij flagella je prav tako neposredno povezano z drsenjem mikrotubul, ki so beljakovinske narave.

Oksidacija organskih snovi sprošča veliko količino energije. Toda praviloma se beljakovine zelo redko porabljajo za potrebe energije. To se zgodi, ko so vse zaloge izčrpane. Najboljši za to fit lipidi in ogljikovi hidrati. Zato lahko beljakovine opravljajo energijsko funkcijo, vendar le pod določenimi pogoji.

Lipidi

Organska snov je maščobna spojina. Lipidi pripadajo najpreprostejšim biološkim molekulam. Netopne so v vodi, vendar se razgrajujejo v nepolarnih raztopinah, kot so bencin, eter in kloroform. So del vseh živih celic. Kemično so lipidi estri alkohola in karboksilnih kislin. Najbolj znani so masti. 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 maščob se sprošča ogromna količina energije. Gre za izobraževanje v ATP celicah. V obliki lipidov v telesu se lahko kopičijo znatne količine zaloge energije. Včasih so celo več kot potrebne za izvajanje normalnega življenja. S patološkimi spremembami metabolizma "maščobnih" celic postane večje. Čeprav je zaradi pravičnosti treba opozoriti, da so take čezmerne rezerve preprosto potrebne za živali, ki so v stanju prezimovanja, in za rastline. Mnogi verjamejo, da se drevesa in grmičevje v hladnem obdobju hranijo na tleh. V resnici porabijo olja in masti, ki so jih naredili poleti.

Pri ljudeh in živalih lahko maščobe izvajajo tudi zaščitno funkcijo. Odloženi so v podkožno tkivo in okrog takih organov, kot so ledvice in črevesje. Tako služijo kot dobra zaščita pred mehanskimi poškodbami, to je posledicami.

Poleg tega imajo maščobe nizko stopnjo toplotne prevodnosti, ki pomaga ohranjati toploto. To je zelo pomembno, zlasti v hladnem podnebju. Pri morskih živalih tudi podkožna maščobna plast prispeva k dobrem vzgonu. Toda pri pticah lipidi opravljajo tudi vodoodbojne in mazalne funkcije. Vosek pokriva svoje perje in jih naredi bolj elastičen. Ista plošča ima na listih nekaterih vrst rastlin.

Ogljikovi hidrati

Formula za organsko snov C _n (H ₂ O) _m kaže, da spojina spada v skupino ogljikovih hidratov. Ime teh molekul kaže na dejstvo, da vsebujejo kisik in vodik v enaki količini kot voda. Poleg teh kemičnih elementov je na primer v spojinah lahko prisoten tudi dušik.

Ogljikovi hidrati v celici so glavna skupina organskih spojin. To so primarni izdelki procesa fotosinteze. So tudi začetni produkti sinteze v rastlinah drugih snovi, na primer alkohola, organskih kislin in aminokislin. Tudi ogljikovi hidrati so del živalskih in glivičnih celic. Najdemo jih med glavnimi sestavinami bakterij in protozoa. Torej, v živalski kletki so od 1 do 2%, v rastlinski celici pa njihova količina lahko doseže 90%.

Do sedaj obstajajo le tri skupine ogljikovih hidratov:

- enostavni sladkorji (monosaharidi);

- oligosaharidi, sestavljeni iz več molekul zaporedno povezanih preprostih 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. Razdeljen je v celice vseh živih organizmov. To se zgodi med celično dihanjem. Glikogen in škrob sta glavna zaloga energije, prva snov v živalih in druga v rastlinah.

Ogljikovi hidrati opravljajo strukturno funkcijo. Celuloza je glavna sestavina celične stene rastlin. In pri členonožcih chitin deluje enako. Najdeno je tudi v celicah višjih gliv. Če vzamemo kot primer oligosaharide, so del citoplazemske membrane - v obliki glikolipidov in glikoproteinov. Tudi v celicah je pogosto odkrita glikokalaksa. V sintezo nukleinskih kislin sodelujejo pentoze. V tej deoksiribozi je vključen v sestavo DNA in riboze - v RNA. Te sestavine najdemo tudi v koencima, na primer v FAD, NADPH in NAD.

Ogljikovi hidrati prav tako lahko izvajajo zaščitno funkcijo v telesu. V živalih snov heparin aktivno preprečuje strjevanje krvi. Nastane med poškodbami tkiva in blokira nastanek trombov v posodah. Heparin se nahaja v velikem številu v mastocitih v granulah.

Nukleinske kisline

Proteini, ogljikovi hidrati in lipidi niso vsi znani razredi organskih snovi. Kemija vključuje tudi nukleinske kisline. To so biopolimeri, ki vsebujejo fosfor. Ti, ki so v celičnem jedru in citoplazmi vseh živih bitij, zagotavljajo prenos in shranjevanje genskih podatkov. Te snovi so odkrili, zahvaljujoč biokemiji F. Mišeru, ki je proučeval spermatozoce lososa. To je bilo "naključno" odkritje. Malo kasneje smo našli RNA in DNA v vseh rastlinskih in živalskih organizmih. Nukleinske kisline smo izolirali tudi v celicah gliv in bakterij, pa tudi virusov.

Skupaj sta v naravi najdeta dve vrsti nukleinskih kislin - ribonukleinska (RNA) in deoksiribonukleinska (DNA). Razlika je razvidna iz naslova. Sestava DNA vključuje deoksiribozo - petogljični sladkor. Riboza se nahaja v molekuli RNK.

Študija nukleinskih kislin obravnava organsko kemijo. Teme za raziskave so tudi narekovale medicina. Kodi DNA skrivajo veliko genetskih bolezni, ki jih morajo znanstveniki še odkriti.