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 se učeni moški ukvarjali z delitvijo sveta v živi in ​​neživi. Hkrati so bile vse snovi brez izjeme jasno razčlenjene na mineralne in organske snovi. Menili so, 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 prevladovala 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 razdelitev 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 je ta element sposoben, da z drugimi snovmi tvori povezave ne samo z enim, ampak tudi z dvojnim in trojnim. Ker se njihova množina poveča, se veriga, sestavljena iz atomov, postane krajša. Istočasno se stabilnost komuniciranja poveča.

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

Sestava

Kot je navedeno zgoraj, je organska snov ogljikova spojina. In to je zelo pomembno. Organske spojine nastanejo pri njegovi povezavi s skoraj vsakim elementom periodne 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, ki jih mora ustrezati. Vse snovi organskega izvora imajo skupne lastnosti:

1. Različna tipologija vezi, ki obstaja med atomi, neizogibno vodi v nastanek izomerov. Prvič, nastanejo 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, v njih se formula sosednjih snovi razlikuje od prejšnjih z 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 današnja poraba, od kar smo izdelani.

Beljakovine

Beljakovine sestavljajo strukturne komponente - aminokisline. To so njihovi monomeri. Beljakovine imenujemo tudi proteini. Znano je približno 200 vrst aminokislin. Vse najdemo v živih organizmih. Samo dvajset od njih pa so sestavine beljakovin. Imenujejo se osnovni. Toda v literaturi najdemo manj priljubljene izraze - beljakovinske in belinske aminokisline. Formula organske snovi tega razreda vsebuje amin (-NH₂) in karboksilne (-COOH) sestavine. Med njimi so povezani z istimi ogljikovimi vezmi.

Funkcije beljakovin

Beljakovine v telesu rastlin in živali opravljajo številne pomembne funkcije. Toda glavna je strukturna. Proteini so glavne sestavine celične membrane in matriks organelov v celicah. V našem telesu so vse stene arterij, žil in kapilar, kite in hrustanca, nohtov in las sestavljene 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.

Nekateri vrste proteinov nosijo v telesu različne snovi, na primer kisik. Tudi organska snov se jim lahko pridruži. Tako se izvaja transportna funkcija. Proteini 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 pogodbeno delovanje. Zaradi dejstva, da protofibril miozina in aktina nenehno izvaja drsna gibanja relativno drug na drugega, se mišična vlakna sklenejo. Toda tudi v enoceličnih organizmih se pojavljajo podobni procesi. Premikanje bakterij flagella je prav tako neposredno povezano z zdrsom mikrotubul, ki so po naravi podobne beljakovinam.

Oksidacija organskih snovi sprošča veliko količino energije. Ampak, praviloma se beljakovine zelo redko porabljajo za potrebe energije. To se zgodi, ko so vse zaloge izčrpane. Najboljše 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 alkoholi in karboksilne kisline. 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 molekul 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 v metabolizmu "maščobnih" celic postane večje. Čeprav je treba zaradi pravičnosti opozoriti, da so takšni prekomerni zalogi preprosto potrebni za živali, ki so v stanju mirovanja, in za rastline. Mnogi ljudje verjamejo, da drevesa in grmičevje hranijo na tleh v hladnem obdobju. Dejansko porabijo olja in masti, ki so jih naredili v poletnem obdobju.

V človeškem telesu in živalih lahko maščobe izvajajo 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 vplivi.

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 odvajanje vode in mazanje. Vosek zajema njihovo perje in jih naredi bolj elastičen. Ista plošča ima na listih nekaterih vrst rastlin.

Ogljikovi hidrati

Formula organske snovi C_n (H₂O)_m označuje pripadnost spojine razredu ogljikovih hidratov. Ime teh molekul kaže na dejstvo, da vsebujejo kisik in vodik v isti količini kot voda. Poleg teh kemičnih elementov, na primer, dušik lahko vsebuje tudi spojine.

Ogljikovi hidrati v celici so glavna skupina organskih spojin. To so primarni izdelki proces fotosinteze. So tudi začetni produkti sinteze v rastlinah drugih snovi, na primer alkohola, organskih kislin in aminokislin. Ogljikovi hidrati so tudi del celic živali in gliv. Najdeni so med glavnimi sestavinami bakterij in protozoa. Torej, v živalski celici so od 1 do 2%, v rastlinski celici pa lahko njihovo število doseže 90%.

Do danes obstajajo samo tri skupine ogljikovih hidratov:

- preprosti sladkorji (monosaharidi);

- oligosaharidi, sestavljeni iz več molekul zaporedno pridruženih 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 je se pojavi 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 v členonožcih to funkcijo opravlja chitin. 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 dezoksiribozi je vključen v DNA in riboza - 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 krvnih strdkov 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. Nekoliko kasneje smo odkrili 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 DNK je deoksiriboza - 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.