Organisk materiale er ... Organisk stof er ... Organisk kemi

Et organisk stof er en kemisk forbindelse, hvori kulstof er til stede. Undtagelser er kun kulsyre, karbider, carbonater, cyanider og carbonoxider.

historie

Udtrykket "organiske stoffer" optrådte ihverdagen for forskere på scenen for tidlig udvikling af kemi. På den tid dominerede vitalistiske verdensudsigter. Dette var en fortsættelse af Aristoteles og Plinius traditioner. I løbet af denne periode var de lærde mænd engageret i at opdele verden til en levende og ikke-levende. Samtidig blev alle stoffer uden undtagelse klart opdelt i mineralske og organiske stoffer. Det blev antaget, at der var behov for en særlig "kraft" for at syntetisere forbindelser af "levende" stoffer. Det er iboende i alle levende væsener, og uden det kan organiske elementer ikke dannes.

Dette er en sjov påstand for moderne videnskabdomineret i meget lang tid, indtil i 1828 Friedrich Wöhler eksperimentelt afvist det. Han kunne få organisk urinstof fra det uorganiske ammoniumcyanat. Dette skubbede kemi fremad. Opdelingen af ​​stoffer i organiske og uorganiske stoffer har imidlertid været i nutiden. Det er underlagt klassificeringen. Næsten 27 millioner organiske forbindelser er kendt.

Hvorfor så mange organiske forbindelser?

Organisk materiale er efter nogleundtagelsen er carbonforbindelsen. Faktisk er dette et meget nysgerrig element. Carbonet er i stand til at danne kæder fra dets atomer. Det er meget vigtigt, at forholdet mellem dem er stabilt.

Derudover kulstof i organiske stofferviser valence - IV. Heraf følger, at dette element er i stand til at danne sammen med andre stoffer forbindelser ikke kun enkelt, men også dobbelt og tredobbelt. Da deres mangfoldighed stiger, bliver kæden, der består af atomer, kortere. Samtidig øges kommunikationsstabiliteten kun.

Kulstof har også evnen til at danne flade, lineære og volumetriske strukturer. Derfor er der så mange forskellige organiske stoffer i naturen.

struktur

Som nævnt ovenfor, organisk stof -disse er carbonforbindelser. Og det er meget vigtigt. Organiske forbindelser forekommer, når det er forbundet med næsten ethvert element i det periodiske bord. I naturen indbefatter de oftest i deres sammensætning (ud over kulstof) oxygen, hydrogen, svovl, nitrogen og fosfor. Resten af ​​elementerne er meget mindre almindelige.

egenskaber

Så organisk stof er kulstofTilslut. I dette tilfælde er der flere vigtige kriterier, som det skal svare til. Alle stoffer af organisk oprindelse har fælles egenskaber:

1. Den eksisterende typologi af bindinger mellem atomer fører uundgåeligt til udseendet af isomerer. Først og fremmest dannes de af kombinationen af ​​carbonmolekyler. Isomerer er forskellige stoffer med en molekylvægt og sammensætning, men forskellige kemiske-fysiske egenskaber. Dette fænomen kaldes isomerisme.

2. Et andet kriterium er fænomenet homologi. Disse er serier af organiske forbindelser, i dem er formlen af ​​nabostoffer forskellig fra de foregående af en CH-gruppe₂. Denne vigtige egenskab anvendes i materialevidenskab.

Hvad er klasserne af organiske stoffer?

Til organiske forbindelser indbefatter flereklasser. De er kendt for alle. Disse er proteiner, lipider og kulhydrater. Disse grupper kan kaldes biologiske polymerer. De deltager i metabolisme på cellulær niveau i enhver organisme. Også inkluderet i denne gruppe er nukleinsyrer. Så vi kan sige, at organisk stof er det, vi bruger dagligt, hvad vi er lavet af.

proteiner

Proteiner består af strukturelle komponenter -aminosyrer. Disse er deres monomerer. Proteiner kaldes også proteiner. Omkring 200 slags aminosyrer er kendt. Alle findes i levende organismer. Men kun 20 af dem er bestanddele af proteiner. De kaldes grundlæggende. Men i litteraturen kan man også finde mindre populære udtryk - proteinogene og hvide dannende aminosyrer. Formlen for det organiske stof i denne klasse indeholder amin (-NH₂) og carboxylsyre (-COOH) bestanddele. Mellem dem er de forbundet med de samme carbonbindinger.

Funktioner af proteiner

Proteiner i planter og dyr udførersæt af vigtige funktioner. Men den vigtigste er strukturel. Proteiner er hovedkomponenterne i cellemembranen og matrixen af ​​organeller i celler. I vores krop består alle væggene i arterier, vener og kapillærer, sener og brusk, negle og hår hovedsageligt af forskellige proteiner.

Den næste funktion er enzymatisk. Proteiner virker som enzymer. De katalyserer løbet af kemiske reaktioner i kroppen. De er ansvarlige for nedbrydning af ernæringsmæssige komponenter i fordøjelseskanalen. I planter fastgør enzymer carbonpositionen under fotosyntese.

Nogle typer af proteiner overføres i kroppenforskellige stoffer, for eksempel ilt. Økologisk stof er også i stand til at slutte sig til dem. Sådan udføres transportfunktionen. Proteiner bærer metalioner, fedtsyrer, hormoner og selvfølgelig kuldioxid og hæmoglobin langs blodkarrene. Transport foregår på intercellulært niveau.

Proteinforbindelser - immunoglobuliner - svarertil udførelse af en beskyttende funktion. Disse er antistoffer af blod. For eksempel er thrombin og fibrinogen aktivt involveret i koagulationsprocessen. Således forhindrer de stort blodtab.

Proteiner er ansvarlige for kontraktilitetenfunktion. På grund af det faktum, at myosin- og actinproteibrillerne konstant udfører glidende bevægelser i forhold til hinanden, sammentrækker muskelfibre. Men selv i unicellular organismer forekommer lignende processer. Bevægelsen af ​​flagella bakterier er også direkte relateret til glidning af mikrotubuli, som er proteinlignende i naturen.

Oxidering af organiske stoffer frigøren stor mængde energi. Men som regel anvendes proteiner meget sjældent på energibehov. Dette sker, når alle lagrene er opbrugt. Bedst til dette passer til lipider og kulhydrater. Derfor kan proteiner udføre en energifunktion, men kun under visse betingelser.

lipider

Det organiske stof er også fedtigtTilslut. Lipider tilhører de enkleste biologiske molekyler. De er uopløselige i vand, men de opløses i ikke-polære opløsninger, såsom benzin, ether og chloroform. De er en del af alle levende celler. Kemisk er lipider estere af alkoholer og carboxylsyrer. De mest kendte af dem er fedtstoffer. I krop af dyr og planter udfører disse stoffer mange vigtige funktioner. Mange lipider anvendes i medicin og industri.

Funktioner af lipider

Disse organiske kemikalier sammen medproteiner i celler danner biologiske membraner. Men deres vigtigste funktion er energi. Ved oxidation af fedtmolekyler frigøres en enorm mængde energi. Det går til uddannelse i ATP-celler. I form af lipider i kroppen kan der akkumuleres en betydelig mængde energireserver. Nogle gange er de endnu mere end nødvendige til gennemførelse af det normale liv. Med patologiske ændringer i metabolisme af "fede" celler bliver større. Selv om det af hensyn til retfærdighed skal bemærkes, at sådanne overdrevne lagre simpelthen er nødvendige for dvalende dyr og planter. Mange mennesker tror, ​​at træer og buske spiser på jorden i den kolde årstid. Faktisk bruger de forsyninger af olier og fedtstoffer, som de lavede i sommeren.

Hos mennesker og dyr kan fedtstofferudføre og beskyttende funktion. De deponeres i det subkutane væv og omkring sådanne organer som nyrerne og tarmene. Således tjener de som en god beskyttelse mod mekanisk skade, det vil sige påvirkninger.

Derudover har fedtstoffer et lavt niveauvarmeledningsevne, som hjælper med at opretholde varmen. Dette er meget vigtigt, især i kolde klimaer. I marine dyr bidrager det subkutane fedtlag også til god opdrift. Men hos fugle udfører lipider også vandafstødende og smørende funktioner. Voks dækker deres fjer og gør dem mere elastiske. Den samme plak har på blade af nogle arter af planter.

kulhydrater

Formlen for organisk stof C_n (H₂O)_m indikerer at forbindelsen tilhører klassenkulhydrater. Navnet på disse molekyler indikerer det faktum, at de indeholder ilt og hydrogen i samme mængde som vand. Foruden disse kemiske elementer kan for eksempel nitrogen være til stede i forbindelserne.

Kulhydrater i cellen er hovedgruppenorganiske forbindelser. Disse er de primære produkter i processen med fotosyntese. De er også de første synteseprodukter i planter af andre stoffer, for eksempel alkoholer, organiske syrer og aminosyrer. Også kulhydrater er en del af cellerne hos dyr og svampe. De findes blandt hovedkomponenterne i bakterier og protozoer. Så i dyrcellen er de fra 1 til 2%, og i plantecellen kan deres tal nå 90%.

Hidtil er der kun tre grupper af kulhydrater:

- simple sukkerarter (monosaccharider)

- oligosaccharider bestående af flere molekyler af sammenhængende sammenføjede simple sukkerarter

- Polysaccharider, de indeholder mere end 10 molekyler monosaccharider og deres derivater.

Funktioner af kulhydrater

Alle organiske stoffer i cellen udførervisse funktioner. For eksempel er glucose den vigtigste energikilde. Det er opdelt i cellerne af alle levende organismer. Dette sker under cellulær respiration. Glykogen og stivelse udgør den største bestand af energi, med det første stof i dyr, og det andet i planter.

Kulhydrater udfører en strukturel funktion. Cellulose er hovedkomponenten i plantens cellevæg. Og hos leddyr udføres denne funktion af chitin. Det findes også i cellerne af højere svampe. Hvis vi for eksempel tager oligosaccharider, er de en del af den cytoplasmiske membran - i form af glycolipider og glycoproteiner. Også i celler detekteres ofte glycocalyx. Pentoses er involveret i syntese af nukleinsyrer. I denne deoxyribose er inkluderet i DNA, og ribose - i RNA. Disse komponenter findes også i coenzymer, fx i FAD, NADPH og NAD.

Kulhydrater kan også udføre i kroppen ogbeskyttende funktion. Hos dyr forhindrer stof heparin aktivt hurtig blodkoagulation. Det dannes under vævsskade og blokerer dannelsen af ​​blodpropper i karrene. Heparin findes i store mængder i mastceller i granuler.

Nukleinsyrer

Proteiner, kulhydrater og lipider er ikke alle kendtklasser af organiske stoffer. Kemi inkluderer også nukleinsyrer. Disse er fosforholdige biopolymerer. De er i cellekernen og cytoplasmaet af alle levende væsener, sikrer overførsel og opbevaring af genetiske data. Disse stoffer blev opdaget takket være biokemikeren F. Misher, som studerede laksesperma. Det var en "utilsigtet" opdagelse. Lidt senere blev RNA og DNA fundet i alle plante- og dyreorganismer. Nukleinsyrer blev også isoleret i cellerne af svampe og bakterier såvel som vira.

I alt er to typer nukleinsyrer- ribonukleinsyre (RNA) og deoxyribonukleinsyre (DNA). Forskellen er tydelig fra titlen. DNA-sammensætningen indbefatter deoxyribose-fem-carbon-sukker. Ribose findes i RNA molekylet.

Undersøgelsen af ​​nukleinsyrer erorganisk kemi. Temaer til forskning er også dikteret af medicin. DNA-koderne skjuler mange genetiske sygdomme, som forskere endnu ikke har opdaget.