materia organica - questi sono composti che hanno un atomo di carbonio nella loro composizione. Anche nelle prime fasi dello sviluppo della chimica, tutte le sostanze erano divise in due gruppi: minerale e organica. A quei tempi si credeva che per sintetizzare la materia organica fosse necessario disporre di una "forza vitale" senza precedenti, che è inerente solo ai biosistemi viventi. Pertanto, è impossibile effettuare la sintesi di sostanze organiche dai minerali. E solo all'inizio del 19 ° secolo, F. Weller confutò l'opinione esistente e sintetizzò l'urea dal cianato di ammonio, cioè ottenne materia organica dalla materia minerale. Successivamente, un certo numero di scienziati ha sintetizzato cloroformio, anilina, acido acetato e molti altri composti chimici.

Le sostanze organiche sono alla base dell'esistenza della materia vivente e sono anche il principale alimento per l'uomo e gli animali. Maggioranza composti organici sono materie prime per vari settori: alimentare, chimico, leggero, farmaceutico, ecc.

Oggi sono noti più di 30 milioni di vari composti organici. Pertanto, le sostanze organiche rappresentano la classe più ampia.La varietà di composti organici è associata alle proprietà e alla struttura uniche del carbonio. Gli atomi di carbonio vicini sono legati da legami singoli o multipli (doppi, tripli).

Caratterizzato dalla presenza di legami covalenti CC e covalenti polari Obbligazioni C-N, C-O, C-Hal, C-metal, ecc. Le reazioni che avvengono con la partecipazione di sostanze organiche hanno alcune caratteristiche rispetto a quelle minerali. Nelle reazioni composti inorganici di solito coinvolgono ioni. Spesso tali reazioni passano molto rapidamente, a volte istantaneamente alla temperatura ottimale. Le molecole sono solitamente coinvolte nelle reazioni con. Va notato che in questo caso uno legami covalenti vengono fatti a pezzi, mentre altri si formano. Di norma, queste reazioni procedono molto più lentamente e per accelerarle è necessario aumentare la temperatura o utilizzare un catalizzatore (acido o base).

Come si formano i composti organici in natura? La maggior parte dei composti organici in natura sono sintetizzati dall'anidride carbonica e dall'acqua nelle clorofille delle piante verdi.

Classi di sostanze organiche.

Basato sulla teoria di O. Butlerov. La classificazione sistematica è la base nomenclatura scientifica, che consente di denominare la materia organica in base all'esistente formula strutturale. La classificazione si basa su due caratteristiche principali: la struttura dello scheletro di carbonio, il numero e il posizionamento dei gruppi funzionali nella molecola.

Lo scheletro di carbonio è stabile parte diversa molecole di materia organica. A seconda della sua struttura, tutte le sostanze organiche sono divise in gruppi.

I composti aciclici includono sostanze con linea retta o ramificata catena di carbonio. I composti carbociclici includono sostanze con cicli, sono divisi in due sottogruppi: aliciclici e aromatici. I composti eterociclici sono sostanze le cui molecole si basano su cicli, formati da atomi di carbonio e atomi di altro elementi chimici(ossigeno, azoto, zolfo), eteroatomi.

Le sostanze organiche sono classificate anche in base alla presenza di gruppi funzionali che fanno parte delle molecole. Ad esempio, le classi di idrocarburi (l'eccezione è che non ci sono gruppi funzionali nelle loro molecole), fenoli, alcoli, chetoni, aldeidi, ammine, esteri, acidi carbossilici, ecc. Va ricordato che ogni gruppo funzionale (COOH, OH, NH2, SH, NH, NO) determina le proprietà fisico-chimiche di questo composto.

Inizialmente era chiamata la chimica delle sostanze ottenute da organismi di piante e animali. L'umanità ha familiarità con tali sostanze sin dai tempi antichi. La gente sapeva come ottenere aceto dal vino acido e oli essenziali dalle piante, estrarre zucchero dalla canna da zucchero, estrarre coloranti naturali da organismi vegetali e animali.

I chimici hanno diviso tutte le sostanze a seconda della fonte della loro produzione in minerali (inorganici), animali e vegetali (organici).

Per molto tempo si è creduto che per ottenere sostanze organiche fosse necessaria una speciale "forza vitale" - vis Vitalis, che agisce solo negli organismi viventi, e i chimici sono in grado di isolare solo le sostanze organiche dai prodotti.

Chimico svedese, presidente dell'Accademia reale svedese delle scienze. Ricerca scientifica coprire tutti i principali problemi di chimica generale della prima metà del XIX in. Sperimentalmente verificata e provata l'affidabilità delle leggi della costanza della composizione e dei rapporti multipli in relazione agli ossidi inorganici e ai composti organici. Definito massa atomica 45 elemento chimico. Introdotte le moderne designazioni di elementi chimici e le prime formule di composti chimici.

Il chimico svedese JJ Berzelius ha definito la chimica organica la chimica di sostanze vegetali o animali formate sotto l'influenza della "forza vitale". Fu Berzelius a introdurre i concetti di sostanze organiche e di chimica organica.

Lo sviluppo della chimica ha portato all'accumulo di un gran numero di fatti e al crollo della dottrina della "forza vitale" - il vitalismo. Lo scienziato tedesco F. Wöhler nel 1824 eseguì la prima sintesi di sostanze organiche: ottenne acido ossalico dall'interazione di due sostanze inorganiche- diciano e acqua:

N \u003d - CC \u003d N + 4H 2 0 -> COOH + 2NH 3
UNSD
acido cianogeno ossalico

E nel 1828 Wöhler, riscaldamento soluzione acquosa sostanza inorganica cianato di ammonio, ha ricevuto urea - un prodotto di scarto di organismi animali:

Stupito da questo risultato, Wöhler scrisse a Berzelius: "Devo dirti che posso preparare l'urea senza aver bisogno né di un rene né di un corpo animale in generale..."

Wohler Friedrich (1800--1882)

chimico tedesco. Membro straniero dell'Accademia delle scienze di San Pietroburgo (dal 1853). La sua ricerca si concentra sia sulla chimica inorganica che organica. Scoprì l'acido cianico (1822), ricevette alluminio (1827), berillio e ittrio (1828).

Negli anni che seguirono, le brillanti sintesi dell'anilina di G. Kolbe ed E. Frankland (1842), del grasso di M. Berto (1854), delle sostanze zuccherine di A. Butlerov (1861), e altre ancora seppellirono finalmente il mito di " forza vitale."

Apparso definizione classica K. Schorlemmer, che non ha perso il suo significato nemmeno più di 120 anni dopo:

"La chimica organica è la chimica degli idrocarburi e dei loro derivati, cioè i prodotti formati quando l'idrogeno viene sostituito da altri atomi o gruppi di atomi."

Ora la chimica organica è spesso chiamata la chimica dei composti del carbonio. Perché, su più di cento elementi del sistema periodico di D. I. Mendeleev, la natura ha messo il carbonio alla base di tutti gli esseri viventi? La risposta a questa domanda è ambigua. Molto ti diventerà chiaro quando considererai la struttura dell'atomo di carbonio e capirai le parole di D. I. Mendeleev, dette da lui nei "Fondamenti di chimica" su questo meraviglioso elemento: "Il carbonio si trova in natura sia nel libero che nel stato di connessione, in forme e tipi molto diversi ... La capacità degli atomi di carbonio di combinarsi tra loro e dare particelle complesse si manifesta in tutti i composti di carbonio ... In nessuno degli elementi ... non si sviluppa la capacità di complicare nella stessa misura del carbonio ... Non una singola coppia di elementi non forma tanti composti quanto il carbonio e l'idrogeno.

Numerosi legami di atomi di carbonio tra loro e con atomi di altri elementi (idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo, fosforo) che costituiscono le sostanze organiche possono essere distrutti sotto l'influenza di fattori naturali. Il carbonio compie quindi in natura un ciclo continuo: dall'atmosfera (anidride carbonica) alle piante (fotosintesi), dalle piante agli organismi animali, dai vivi ai morti, dai morti ai vivi... (Fig. 1).

Le sostanze organiche hanno una serie di caratteristiche che le distinguono dalle sostanze inorganiche:

1. Le sostanze inorganiche sono poco più di 100mila, mentre le sostanze organiche sono quasi 18 milioni (Tabella 1).

Riso. 1. Il ciclo del carbonio in natura

2. La composizione di tutte le sostanze organiche comprende carbonio e idrogeno, quindi la maggior parte di esse è combustibile e, una volta bruciata, forma necessariamente anidride carbonica e acqua.

3. Le sostanze organiche sono costruite più complesse di quelle inorganiche e molte di esse hanno un enorme peso molecolare, ad esempio quelle a causa delle quali si verificano i processi vitali: proteine, grassi, carboidrati, acidi nucleici, ecc.

4. Le sostanze organiche possono essere disposte in file simili per composizione, struttura e proprietà - omologhi.

Una serie omologa è una serie di sostanze disposte in ordine crescente delle loro masse molecolari relative, simili nella struttura e proprietà chimiche, dove ogni termine differisce dal precedente per la differenza omologica CH 2 .

Tabella 1. Crescita del numero di composti organici noti

5. Per le sostanze organiche è caratteristico l'isomerismo, molto raro tra le sostanze inorganiche. Ricorda gli esempi di isomeri che hai incontrato in prima media. Qual è la ragione delle differenze nelle proprietà degli isomeri?

L'isomeria è il fenomeno dell'esistenza di diverse sostanze: isomeri con la stessa composizione qualitativa e quantitativa, cioè la stessa formula molecolare.

La più grande generalizzazione della conoscenza sulle sostanze inorganiche è Legge periodica e Sistema periodico elementi di D. I. Mendeleev. Per le sostanze organiche, l'analogia di tale generalizzazione è la teoria della struttura dei composti organici di A. M. Butlerov. Ricorda cosa intendeva Butlerov per struttura chimica. Formulare le disposizioni principali di questa teoria.

Per caratterizzare quantitativamente la capacità degli atomi di un elemento chimico di combinarsi con un certo numero di atomi di un altro elemento chimico nella chimica inorganica, dove la maggior parte delle sostanze ha una struttura non molecolare, viene utilizzato il concetto di "stato di ossidazione>>. In chimica organica, dove la maggior parte dei composti ha una struttura molecolare, viene utilizzato il concetto di "valenza". Ricorda cosa significano questi concetti, confrontali.

L'importanza della chimica organica nella nostra vita è grande. In qualsiasi organismo, in qualsiasi momento, avvengono molte trasformazioni di alcune sostanze organiche in altre. Pertanto, senza la conoscenza della chimica organica è impossibile capire come si svolga il funzionamento dei sistemi che formano un organismo vivente, cioè è difficile capire la biologia e la medicina.

Con l'aiuto della sintesi organica si ottengono una varietà di sostanze organiche: fibre artificiali e sintetiche, gomme, plastica, coloranti, pesticidi (che cos'è?), vitamine sintetiche, ormoni, farmaci, ecc.

Molti prodotti e materiali moderni di cui non possiamo fare a meno sono sostanze organiche (Tabella 2).

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Tutte le sostanze che contengono un atomo di carbonio, oltre a carbonati, carburi, cianuri, tiocianati e acido carbonico, sono composti organici. Ciò significa che possono essere creati da organismi viventi da atomi di carbonio attraverso reazioni enzimatiche o di altro tipo. Oggi molte sostanze organiche possono essere sintetizzate artificialmente, il che consente lo sviluppo della medicina e della farmacologia, nonché la creazione di polimeri e materiali compositi ad alta resistenza.

Classificazione dei composti organici

I composti organici sono la classe di sostanze più numerosa. Ci sono circa 20 tipi di sostanze qui. Differiscono nelle proprietà chimiche qualità fisiche. Il loro punto di fusione, massa, volatilità e solubilità, nonché stato di aggregazione a condizioni normali sono anche diversi. Tra loro:

• idrocarburi (alcani, alchini, alcheni, alcadieni, cicloalcani, idrocarburi aromatici);
• aldeidi;
• chetoni;
• alcoli (diidrico, monoidrico, poliidrico);
• eteri;
• esteri;
• acidi carbossilici;
• ammine;
• aminoacidi;
• carboidrati;
• grassi;
• proteine;
• biopolimeri e polimeri sintetici.

Questa classificazione riflette le caratteristiche struttura chimica e la presenza di specifici gruppi atomici che determinano la differenza nelle proprietà di una particolare sostanza. A vista generale classificazione in base alla configurazione dello scheletro di carbonio, che non tiene conto delle caratteristiche interazioni chimiche, sembra diverso. Secondo le sue disposizioni, i composti organici sono suddivisi in:

• composti alifatici;
• sostanze aromatiche;
• composti eterociclici.

Queste classi di composti organici possono avere isomeri in diversi gruppi di sostanze. Le proprietà degli isomeri sono diverse, sebbene la loro composizione atomica possa essere la stessa. Ciò risulta dalle disposizioni stabilite da A. M. Butlerov. Inoltre, la teoria della struttura dei composti organici è la base guida di tutta la ricerca in chimica organica. È messo sullo stesso piano della legge periodica di Mendeleev.

Il concetto stesso di struttura chimica è stato introdotto da A. M. Butlerov. Nella storia della chimica, è apparso il 19 settembre 1861. In precedenza, c'erano opinioni diverse nella scienza e alcuni scienziati negavano completamente l'esistenza di molecole e atomi. Pertanto, non c'era ordine nella chimica organica e inorganica. Inoltre, non vi erano regolarità con cui fosse possibile giudicare le proprietà di determinate sostanze. Allo stesso tempo, c'erano anche composti che, a parità di composizione, mostravano proprietà diverse.

Le dichiarazioni di A. M. Butlerov hanno in gran parte diretto lo sviluppo della chimica in giusta direzione e ne ha gettato solide basi. Attraverso di essa, è stato possibile sistematizzare i fatti accumulati, vale a dire, chimici o Proprietà fisiche determinate sostanze, le modalità del loro ingresso nelle reazioni e così via. Anche la previsione di modi per ottenere composti e la presenza di alcune proprietà comuni è diventata possibile grazie a questa teoria. E, soprattutto, A. M. Butlerov ha dimostrato che la struttura di una molecola di sostanza può essere spiegata in termini di interazioni elettriche.

La logica della teoria della struttura delle sostanze organiche

Poiché prima del 1861 molti in chimica rifiutavano l'esistenza di un atomo o di una molecola, la teoria dei composti organici divenne una proposta rivoluzionaria per il mondo scientifico. E poiché lo stesso A. M. Butlerov procede solo da conclusioni materialistiche, è riuscito a confutare le idee filosofiche sulla materia organica.

Riuscì a dimostrare che la struttura molecolare può essere riconosciuta empiricamente attraverso reazioni chimiche. Ad esempio, la composizione di qualsiasi carboidrato può essere determinata bruciandone una certa quantità e contando l'acqua risultante e diossido di carbonio. La quantità di azoto nella molecola di ammina viene calcolata anche durante la combustione misurando il volume dei gas e rilasciando la quantità chimica di azoto molecolare.

Se consideriamo i giudizi di Butlerov sulla struttura chimica, che dipende dalla struttura, nella direzione opposta, allora si suggerisce una nuova conclusione. Vale a dire: conoscendo la struttura chimica e la composizione di una sostanza, se ne possono assumere empiricamente le proprietà. Ma soprattutto, Butlerov ha spiegato che nella materia organica c'è un numero enorme di sostanze che mostrano proprietà diverse, ma hanno la stessa composizione.

Disposizioni generali della teoria

Considerando e studiando i composti organici, A. M. Butlerov ha dedotto alcuni dei modelli più importanti. Li ha combinati nelle disposizioni della teoria che spiega la struttura sostanze chimiche origine organica. Le disposizioni della teoria sono le seguenti:

• nelle molecole delle sostanze organiche gli atomi sono interconnessi in una sequenza rigorosamente definita, che dipende dalla valenza;
• la struttura chimica è l'ordine diretto secondo il quale gli atomi sono collegati nelle molecole organiche;
• la struttura chimica determina la presenza delle proprietà di un composto organico;
• a seconda della struttura delle molecole con la stessa composizione quantitativa, possono apparire diverse proprietà della sostanza;
• tutti i gruppi atomici coinvolti nella formazione di un composto chimico hanno un'influenza reciproca l'uno sull'altro.

Tutte le classi di composti organici sono costruite secondo i principi di questa teoria. Avendo gettato le basi, A. M. Butlerov è stato in grado di espandere la chimica come campo della scienza. Ha spiegato che a causa del fatto che il carbonio mostra una valenza di quattro nelle sostanze organiche, la varietà di questi composti è determinata. La presenza di molti gruppi atomici attivi determina se una sostanza appartiene a una certa classe. Ed è proprio per la presenza di specifici gruppi atomici (radicali) che compaiono le proprietà fisiche e chimiche.

Idrocarburi e loro derivati

Questi composti organici di carbonio e idrogeno sono i più semplici nella composizione tra tutte le sostanze del gruppo. Sono rappresentati da una sottoclasse di alcani e cicloalcani (idrocarburi saturi), alcheni, alcadieni e alcatrieni, alchini (idrocarburi insaturi), nonché da una sottoclasse di sostanze aromatiche. Negli alcani, tutti gli atomi di carbonio sono collegati solo da uno Collegamento CC yu, a causa del quale non è possibile incorporare un singolo atomo di H nella composizione dell'idrocarburo.

Negli idrocarburi insaturi, l'idrogeno può essere incorporato nel sito del doppio legame C=C. Inoltre, il legame CC può essere triplo (alchini). Ciò consente a queste sostanze di entrare in molte reazioni associate alla riduzione o all'aggiunta di radicali. Tutte le altre sostanze, per comodità di studiare la loro capacità di entrare in reazioni, sono considerate come derivati ​​di una delle classi di idrocarburi.

Alcoli

Gli alcoli sono più complessi degli idrocarburi organici. composti chimici. Sono sintetizzati a seguito di reazioni enzimatiche nelle cellule viventi. L'esempio più tipico è la sintesi di etanolo dal glucosio come risultato della fermentazione.

Nell'industria, gli alcoli sono ottenuti da derivati ​​alogeni di idrocarburi. Come risultato della sostituzione di un atomo di alogeno con un gruppo ossidrile, si formano alcoli. Gli alcoli monoidrici contengono solo un gruppo ossidrile, polivalente - due o più. Un esempio di alcol diidrico è il glicole etilenico. L'alcool polivalente è il glicerolo. La formula generale degli alcoli è R-OH (R è una catena di carbonio).

Aldeidi e chetoni

Dopo che gli alcoli entrano in reazioni di composti organici associati all'eliminazione dell'idrogeno dal gruppo alcolico (idrossile), si chiude un doppio legame tra ossigeno e carbonio. Se questa reazione avviene nel gruppo alcolico situato nell'atomo di carbonio terminale, come risultato si forma un'aldeide. Se l'atomo di carbonio con l'alcol non si trova all'estremità della catena di carbonio, il risultato della reazione di disidratazione è la produzione di un chetone. La formula generale dei chetoni è R-CO-R, aldeidi R-COH (R è il radicale idrocarburico della catena).

Esteri (semplici e complessi)

La struttura chimica dei composti organici di questa classe è complicata. Gli eteri sono considerati prodotti di reazione tra due molecole di alcol. Quando l'acqua viene separata da loro, si forma un composto campione R-O-R. Meccanismo di reazione: eliminazione di un protone idrogeno da un alcol e un gruppo ossidrile da un altro alcol.

Gli esteri sono prodotti di reazione tra un alcol e un acido carbossilico organico. Meccanismo di reazione: eliminazione dell'acqua dai gruppi alcolici e carbonio di entrambe le molecole. L'idrogeno viene separato dall'acido (lungo il gruppo ossidrile) e il gruppo OH stesso viene separato dall'alcol. Il composto risultante è rappresentato come R-CO-O-R, dove il faggio R indica i radicali, il resto della catena di carbonio.

Acidi carbossilici e ammine

Gli acidi carbossilici sono chiamati sostanze speciali che svolgono un ruolo importante nel funzionamento della cellula. La struttura chimica dei composti organici è la seguente: un radicale idrocarburico (R) con un gruppo carbossilico (-COOH) attaccato ad esso. Il gruppo carbossilico può essere localizzato solo nell'atomo di carbonio estremo, perché la valenza C nel gruppo (-COOH) è 4.

Le ammine sono composti più semplici derivati ​​dagli idrocarburi. Qui, qualsiasi atomo di carbonio ha un radicale amminico (-NH2). Esistono ammine primarie in cui il gruppo (-NH2) è legato a un carbonio (formula generale R-NH2). Nelle ammine secondarie, l'azoto si combina con due atomi di carbonio (formula R-NH-R). Le ammine terziarie hanno azoto attaccato a tre atomi di carbonio (R3N), dove p è un radicale, una catena di carbonio.

Aminoacidi

Gli amminoacidi sono composti complessi che presentano le proprietà sia delle ammine che degli acidi di origine organica. Ne esistono diversi tipi, a seconda della posizione del gruppo amminico rispetto al gruppo carbossilico. Gli alfa aminoacidi sono i più importanti. Qui il gruppo amminico si trova nell'atomo di carbonio a cui è attaccato il gruppo carbossilico. Ciò consente di creare un legame peptidico e sintetizzare le proteine.

Carboidrati e grassi

I carboidrati sono alcoli aldeidici o alcoli cheto. Questi sono composti con una struttura lineare o ciclica, nonché polimeri (amido, cellulosa e altri). Il loro ruolo più importante nella cellula è strutturale ed energetico. I grassi, o meglio i lipidi, svolgono le stesse funzioni, partecipano solo ad altre processi biochimici. Chimicamente, il grasso è un estere di acidi organici e glicerolo.

I composti organici sono classificati in base a due principali caratteristiche strutturali:

La struttura della catena di carbonio (scheletro di carbonio);

La presenza e la struttura dei gruppi funzionali.

Scheletro di carbonio (catena di carbonio) - una sequenza di atomi di carbonio legati chimicamente.

Gruppo funzionale: un atomo o un gruppo di atomi che determina se un composto appartiene a una determinata classe ed è responsabile delle sue proprietà chimiche.

Classificazione dei composti in base alla struttura della catena del carbonio

A seconda della struttura della catena del carbonio, i composti organici si dividono in aciclici e ciclici.

Composti aciclici - composti con aprire catena di carbonio (aperta). Queste connessioni sono anche chiamate alifatico.

Tra i composti aciclici si distinguono i composti limitanti (saturi), contenenti solo singoli nello scheletro Connessioni CC e illimitato(insaturo), inclusi legami multipli C = C e C C.

Composti aciclici

Limite:

Illimitato:

I composti aciclici sono anche suddivisi in composti a catena lineare e composti a catena ramificata. In questo caso, viene preso in considerazione il numero di legami di un atomo di carbonio con altri atomi di carbonio.

La catena, che comprende atomi di carbonio terziari o quaternari, è ramificata (spesso indicata dal prefisso "iso" nel nome).

Per esempio:

Atomi di carbonio:

Primario;

Secondario;

Terziario.

I composti ciclici sono composti con una catena di carbonio chiusa.

A seconda della natura degli atomi che compongono il ciclo, si distinguono composti carbociclici ed eterociclici.

I composti carbociclici contengono solo atomi di carbonio nel ciclo. Sono divisi in due gruppi che differiscono significativamente per proprietà chimiche: alifatici ciclici - aliciclici in breve - e composti aromatici.

Composti carbociclici

Aliciclico:

Aromatico:

I composti eterociclici contengono nel ciclo, oltre agli atomi di carbonio, uno o più atomi di altri elementi - eteroatomi(dal greco. etero- altro, diverso) - ossigeno, azoto, zolfo, ecc.

Composti eterociclici

Classificazione dei composti per gruppi funzionali

I composti contenenti solo carbonio e idrogeno sono chiamati idrocarburi.

Altri, più numerosi, composti organici possono essere considerati come derivati ​​degli idrocarburi, che si formano quando gruppi funzionali contenenti altri elementi vengono introdotti negli idrocarburi.

A seconda della natura dei gruppi funzionali, i composti organici sono suddivisi in classi. Nella tabella sono riportati alcuni dei gruppi funzionali più caratteristici e le relative classi di composti:

Classi di composti organici

Nota: i gruppi funzionali sono talvolta indicati come doppi e tripli legami.

Le molecole di composti organici possono contenere due o più gruppi funzionali identici o differenti.

Ad esempio: HO-CH 2 -CH 2 -OH (glicole etilenico); NH 2 -CH 2 - COOH (aminoacido glicina).

Tutte le classi di composti organici sono interconnesse. Il passaggio da una classe di composti all'altra avviene principalmente a causa della trasformazione di gruppi funzionali senza modificare lo scheletro di carbonio. I composti di ciascuna classe costituiscono una serie omologa.

Come sapete, tutte le sostanze possono essere suddivise in due grandi categorie: minerali e organiche. Si possono citare molti esempi di sostanze inorganiche o minerali: sale, soda, potassio. Ma quali tipi di connessioni rientrano nella seconda categoria? Le sostanze organiche sono presenti in qualsiasi organismo vivente.

Scoiattoli

L'esempio più importante di sostanze organiche sono le proteine. Includono azoto, idrogeno e ossigeno. Oltre a questi, a volte in alcune proteine ​​si possono trovare anche atomi di zolfo.

Le proteine ​​sono tra i composti organici più importanti e sono i più comunemente presenti in natura. A differenza di altri composti, le proteine ​​ne hanno alcuni tratti caratteriali. La loro proprietà principale è un enorme peso molecolare. Ad esempio, il peso molecolare di un atomo di alcol è 46, il benzene è 78 e l'emoglobina è 152000. Rispetto alle molecole di altre sostanze, le proteine ​​sono dei veri e propri giganti contenenti migliaia di atomi. A volte i biologi le chiamano macromolecole.

Le proteine ​​sono le più complesse di tutte edifici organici. Appartengono alla classe dei polimeri. Se osservi una molecola di polimero al microscopio, puoi vedere che si tratta di una catena composta da strutture più semplici. Sono chiamati monomeri e si ripetono molte volte nei polimeri.

Oltre alle proteine, esiste un gran numero di polimeri: gomma, cellulosa e amido ordinario. Inoltre, molti polimeri sono stati creati da mani umane: nylon, lavsan, polietilene.

Formazione di proteine

Come si formano le proteine? Sono un esempio di sostanze organiche la cui composizione negli organismi viventi è determinata dal codice genetico. Nella loro sintesi, nella stragrande maggioranza dei casi, vengono utilizzate varie combinazioni.

Inoltre, nuovi aminoacidi possono formarsi già quando la proteina inizia a funzionare nella cellula. Allo stesso tempo, in esso si trovano solo alfa-aminoacidi. La struttura primaria della sostanza descritta è determinata dalla sequenza di residui di composti amminoacidici. E nella maggior parte dei casi, la catena polipeptidica, durante la formazione di una proteina, si attorciglia in un'elica, i cui giri si trovano uno vicino all'altro. Come risultato della formazione di composti di idrogeno, ha una struttura abbastanza forte.

Grassi

I grassi sono un altro esempio di materia organica. Una persona conosce molti tipi di grassi: burro, grasso di manzo e di pesce, oli vegetali. In grandi quantità, i grassi si formano nei semi delle piante. Se un seme di girasole sbucciato viene posizionato su un foglio di carta e premuto, sul foglio rimarrà una macchia oleosa.

Carboidrati

Non meno importanti nella fauna selvatica sono i carboidrati. Si trovano in tutti gli organi vegetali. I carboidrati includono zucchero, amido e fibre. Sono ricchi di tuberi di patata, frutti di banana. È molto facile rilevare l'amido nelle patate. Quando reagito con lo iodio, questo carboidrato si trasforma in Colore blu. Puoi verificarlo facendo cadere un po' di iodio su una fetta di patata.

Gli zuccheri sono anche facili da individuare: hanno tutti un sapore dolce. Molti carboidrati di questa classe si trovano nei frutti di uva, angurie, meloni, meli. Sono esempi di sostanze organiche che vengono prodotte anche in condizioni artificiali. Ad esempio, lo zucchero viene estratto dalla canna da zucchero.

Come si formano i carboidrati in natura? al massimo semplice esempioè il processo di fotosintesi. I carboidrati sono sostanze organiche che contengono una catena di diversi atomi di carbonio. Contengono anche diversi gruppi ossidrile. Durante la fotosintesi, gli zuccheri inorganici si formano dal monossido di carbonio e dallo zolfo.

Cellulosa

La fibra è un altro esempio di materia organica. La maggior parte si trova nei semi di cotone, così come nei gambi delle piante e nelle loro foglie. La fibra è costituita da polimeri lineari, il suo peso molecolare varia da 500 mila a 2 milioni.

Nella sua forma pura, è una sostanza che non ha odore, sapore e colore. Viene utilizzato nella produzione di pellicole fotografiche, cellophane, esplosivi. Nel corpo umano la fibra non viene assorbita, ma è una parte necessaria della dieta, poiché stimola il lavoro dello stomaco e dell'intestino.

Sostanze organiche e inorganiche

Molti esempi di formazione di organici e secondi provengono sempre da minerali - quelli inanimati che si formano nelle profondità della terra. Fanno anche parte di varie rocce.

In condizioni naturali, nel processo di distruzione di minerali o sostanze organiche si formano sostanze inorganiche. D'altra parte, le sostanze organiche sono costantemente formate da minerali. Ad esempio, le piante assorbono l'acqua con i composti disciolti in essa, che successivamente si spostano da una categoria all'altra. Gli organismi viventi utilizzano principalmente la materia organica per il cibo.

Cause della diversità

Spesso gli scolari o gli studenti devono rispondere alla domanda su quali siano le ragioni della diversità delle sostanze organiche. Il fattore principale è che gli atomi di carbonio sono interconnessi utilizzando due tipi di legami: semplici e multipli. Possono anche formare catene. Un altro motivo è la varietà di diversi elementi chimici che sono inclusi nella materia organica. Inoltre, la diversità è dovuta anche all'allotropia, il fenomeno dell'esistenza dello stesso elemento in vari composti.

Come si formano le sostanze inorganiche? Le sostanze organiche naturali e sintetiche e i loro esempi sono studiate sia nelle scuole superiori che nell'istruzione superiore specializzata. istituzioni educative. La formazione di sostanze inorganiche non è un processo così complesso come la formazione di proteine ​​o carboidrati. Ad esempio, le persone estraggono la soda dai laghi di soda da tempo immemorabile. Nel 1791, il chimico Nicolas Leblanc propose di sintetizzarlo condizioni di laboratorio usando gesso, sale e acido solforico. C'era una volta la soda, che oggi è familiare a tutti, era un prodotto piuttosto costoso. Per eseguire l'esperimento, è stato necessario accendere il sale comune insieme all'acido, quindi calcinare il solfato risultante insieme al calcare e al carbone.

Un altro è il permanganato di potassio, o permanganato di potassio. Questa sostanza è ottenuta da ambiente industriale. Il processo di formazione consiste nell'elettrolisi di una soluzione di idrossido di potassio e di un anodo di manganese. In questo caso, l'anodo si dissolve gradualmente con la formazione di una soluzione viola- questo è il noto permanganato di potassio.