La matèria orgànica és ... La matèria orgànica és ... La química orgànica

Una substància orgànica és un compost químic en el qual el carboni està present. Les excepcions són només àcid carbònic, carburs, carbonats, cianurs i òxids de carboni.

Història

El terme "substàncies orgàniques" va aparèixer en la vida quotidiana dels científics en l'etapa de desenvolupament primerenc de la química. En aquella època dominaven les visions del món vital. Aquesta va ser una continuació de les tradicions d'Aristòtil i Plinio. Durant aquest període, els aprenents van estar ocupats separant el món a la vida i als sense vida. Al mateix temps, totes les substàncies sense excepció es van dividir clarament en substàncies minerals i orgàniques. Es creia que es necessitava una "força" especial per sintetitzar compostos de substàncies "vives". És inherent a tots els éssers vius, i sense ella no es poden formar elements orgànics.

Aquesta afirmació, ridícula per a la ciència moderna, va regnar durant molt de temps, fins que en 1828 Friedrich Wöhler la refutó experimentalment. Va aconseguir obtenir urea orgànica del cianat inorgànic d'amoni. Això va avançar la química. No obstant això, la divisió de substàncies en substàncies orgàniques i inorgàniques s'ha mantingut en temps present. Sota la classificació. Es coneixen gairebé 27 milions de compostos orgànics.

Per què tants compostos orgànics?

La matèria orgànica és, amb algunes excepcions, un compost de carboni. De fet, aquest és un element molt curiós. El carboni és capaç de formar cadenes dels seus àtoms. És molt important que la relació entre ells sigui estable.

A més, el carboni en substàncies orgàniques presenta valència - IV. D'això es dedueix que aquest element és capaç de formar amb altres substàncies connexions no soles, sinó també dobles i triples. A mesura que augmenten les multiplicitats, la cadena que consta d'àtoms es tornarà més curta. Al mateix temps, l'estabilitat de la comunicació només augmenta.

A més, el carboni té la capacitat de formar estructures planes, lineals i volumètriques. Per això hi ha tantes substàncies orgàniques diferents en la naturalesa.

Composició

Com s'ha dit anteriorment, la matèria orgànica és un compost de carboni. I això és molt important. Els compostos orgànics es produeixen quan està connectat amb gairebé qualsevol element de la taula periòdica. A la natura, amb més freqüència en la seva composició (a més del carboni) s'inclouen l'oxigen, l'hidrogen, el sofre, el nitrogen i el fòsfor. La resta d'elements són molt menys comuns.

Propietats

Per tant, la matèria orgànica és un compost de carboni. En aquest cas, hi ha diversos criteris importants als quals ha de correspondre. Totes les substàncies d'origen orgànic tenen propietats comunes:

1. La diferent tipologia de vincles existents entre àtoms condueix inevitablement a l'aparició d'isòmers. En primer lloc, estan formats per la combinació de molècules de carboni. Els isòmers són diferents substàncies que tenen un pes i composició molecular, però diferents propietats químiques-físiques. Aquest fenomen es denomina isomerisme.

2. Un altre criteri és el fenomen de l'homologia. Són sèries de compostos orgànics, en què la fórmula de substàncies veïnes difereix de les anteriors en un grup CH ₂ . Aquesta propietat important s'utilitza en la ciència dels materials.

Quines són les classes de substàncies orgàniques?

Els compostos orgànics inclouen diverses classes. Són coneguts per tots. Es tracta de proteïnes, lípids i carbohidrats. Aquests grups es poden anomenar polímers biològics. Participen en el metabolisme a nivell cel·lular en qualsevol organisme. També s'inclouen en aquest grup els àcids nucleics. Per tant, podem dir que la matèria orgànica és el que consumim diàriament, de què estem fets.

Proteïnes

Les proteïnes consten de components estructurals: aminoàcids. Són els seus monòmers. Les proteïnes també s'anomenen proteïnes. Es coneixen prop de 200 tipus d'aminoàcids. Tots ells es troben en organismes vius. Però només vint d'ells són constituents de proteïnes. Es diuen bàsics. Però a la literatura, també es poden trobar termes menys populars: aminoàcids proteicogenics i de formació de blancs. La fórmula de la substància orgànica d'aquesta classe conté constituents d'amina (-NH2) i carboxil (-COOH). Entre ells estan connectats pels mateixos vincles de carboni.

Funcions de proteïnes

Les proteïnes en el cos de plantes i animals realitzen moltes funcions importants. Però el principal és estructural. Les proteïnes són els components principals de la membrana cel·lular i la matriu d'orgànuls a les cèl·lules. Al nostre cos, totes les parets de les artèries, les venes i els capilars, els tendons i els cartílags, les ungles i els cabells consten principalment de diferents proteïnes.

La següent funció és enzimàtica. Les proteïnes actuen com a enzims. Catalizan el curs de les reaccions químiques al cos. Són responsables de la descomposició dels components nutricionals en el tracte digestiu. A les plantes, els enzims arreglen la posició del carboni durant la fotosíntesi.

Alguns tipus de proteïnes porten diverses substàncies al cos, per exemple, l'oxigen. La matèria orgànica també és capaç d'unir-se a ells. Així es fa la funció de transport. Les proteïnes porten ions metàl·lics, àcids grassos, hormones i, per descomptat, diòxid de carboni i hemoglobina al llarg dels vasos sanguinis. El transport es produeix a nivell intercelular.

Els compostos de proteïnes - immunoglobulines - són responsables del rendiment de la funció de protecció. Són anticossos de sang. Per exemple, la trombina i el fibrinògen participen activament en el procés de coagulació. D'aquesta manera, prevenen grans pèrdues de sang.

Les proteïnes són responsables del funcionament de la funció contràctil. Degut al fet que les protofibrils de miosina i actina produeixen constantment moviments corredisses relatius entre si, hi ha una reducció de les fibres musculars. Però en els organismes unicel·lulars, es produeixen processos similars. El moviment dels flagels de bacteris també està directament relacionat amb el deslizamiento dels microtúbuls, que són de naturalesa proteica.

L'oxidació de substàncies orgàniques allibera una gran quantitat d'energia. Però, per regla general, les proteïnes es gasten molt poques vegades per necessitats energètiques. Això passa quan s'esgoten totes les existències. El millor per als lípids i els carbohidrats. Per tant, les proteïnes poden exercir una funció energètica, però només sota certes condicions.

Lípids

Una substància orgànica és un compost semblant a greixos. Els lípids pertanyen a les molècules biològiques més simples. Són insolubles en l'aigua, però es desintegren en solucions no polítiques, com la gasolina, l'èter i el cloroform. Formen part de totes les cèl·lules vives. Químicament, els lípids són èsters d' alcohols i àcids carboxílics. El més famós d'ells són els greixos. En el cos d'animals i plantes, aquestes substàncies realitzen moltes funcions importants. Molts lípids s'utilitzen en medicina i indústria.

Funcions dels lípids

Aquests productes químics orgànics juntament amb proteïnes en les cèl·lules formen membranes biològiques. Però la seva funció principal és l'energia. Quan es oxiden les molècules de greix, s'allibera una gran quantitat d'energia. Va a l'educació en cèl·lules ATP. En forma de lípids al cos es poden acumular una quantitat significativa de reserves d'energia. De vegades són fins i tot més del necessari per a la implementació de la vida normal. Amb canvis patològics en el metabolisme de les cèl·lules "grasses" es fa més gran. Encara que, en nom de la justícia, cal assenyalar que aquestes reserves excessives són simplement necessàries per als animals que estan hivernant i per a les plantes. Molts creuen que els arbres i arbustos en el període fred s'alimenten del sòl. En realitat, estan gastant els subministraments d'olis i greixos que van fer durant l'estiu.

En humans i animals, els greixos també poden realitzar una funció protectora. Es dipositen en el teixit subcutani i al voltant d'òrgans com els ronyons i els intestins. D'aquesta manera, serveixen com una bona protecció contra el dany mecànic, és a dir, els impactes.

A més, els greixos tenen un baix nivell de conductivitat tèrmica, que ajuda a mantenir la calor. Això és molt important, especialment en climes freds. En animals marins, la capa de greix subcutània també contribueix a una bona flotabilitat. Però en els ocells, els lípids també realitzen funcions de repel·lent i lubrificant. La cera cobreix les seves plomes i les fa més elàstiques. La mateixa placa té sobre les fulles d'algunes espècies de plantes.

Hidrats de carboni

La fórmula de la substància orgànica C _n (H ₂ O) _m indica que el compost pertany a la classe d'hidrats de carboni. El nom d'aquestes molècules indica que contenen oxigen i hidrogen en la mateixa quantitat que l'aigua. A més d'aquests elements químics, per exemple, el nitrogen pot estar present en els compostos.

Els hidrats de carboni a la cèl·lula són el principal grup de compostos orgànics. Aquests són els productes primaris del procés de fotosíntesi. Són també els productes inicials de síntesi en plantes d'altres substàncies, per exemple, alcohols, àcids orgànics i aminoàcids. A més, els hidrats de carboni formen part de cèl·lules animals i de fongs. Es troben entre els principals components de bacteris i protozous. Així, en una gàbia d'animals són d'1 a 2%, i en una planta les seves quantitats poden arribar al 90%.

Fins ara, només hi ha tres grups d'hidrats de carboni:

- sucres simples (monosacàrids);

- oligosacàrids formats per diverses molècules de sucres simples consecutivament units;

- polisacàrids, contenen més de 10 molècules de monosacàrids i els seus derivats.

Funcions dels carbohidrats

Totes les substàncies orgàniques de la cel·la realitzen determinades funcions. Per exemple, la glucosa és la principal font d'energia. Es divideix en les cèl·lules de tots els organismes vius. Això passa durant la respiració cel·lular. El glucogen i el midó constitueixen el principal estoc d'energia, amb la primera substància en animals, i la segona en plantes.

Els hidrats de carboni realitzen una funció estructural. La cel·lulosa és el principal component de la paret cel·lular de les plantes. I en artròpodes el xitin fa el mateix. També es troba en cèl·lules de fongs superiors. Si prenem com a exemple oligosacàrids, formen part de la membrana citoplasmàtica, en forma de glicolípids i glicoproteïnes. També a les cèl·lules, sovint es detecta glicocalix. Les àtoses estan implicades en la síntesi d'àcids nucleics. En aquesta desoxirribosa s'inclou en la composició de l'ADN i la ribosa-en l'ARN. Aquests components també es troben en coenzims, per exemple, en FAD, NADPH i NAD.

Els hidrats de carboni també poden realitzar una funció protectora en el cos. En animals, la substància de l'heparina impedeix activament la coagulació ràpida de la sang. Es forma durant el dany tissular i bloqueja la formació de trombos en els vasos. L'heparina es troba en grans quantitats en cèl·lules de mastel en grànuls.

Àcids nucleics

Les proteïnes, els carbohidrats i els lípids no són totes classes conegudes de substàncies orgàniques. La química també inclou àcids nucleics. Són biopolímers que contenen fòsfor. Ells, estant en el nucli cel·lular i el citoplasma de tots els éssers vius, asseguren la transferència i emmagatzematge de dades genètiques. Aquestes substàncies es van descobrir gràcies al bioquímic F. Misher, que va estudiar els espermatozoides de salmó. Va ser un descobriment "accidentat". Una mica més tard ARN i ADN es van trobar en tots els organismes vegetals i animals. Els àcids nucleics també es van aïllar a les cèl·lules dels fongs i bacteris, així com els virus.

En total, s'han trobat dos tipus d'àcids nucleics-ribonucleic (ARN) i desoxirribonucleic (ADN) a la natura. La diferència es desprèn del títol. La composició de l'ADN inclou desoxirribosa, cinc sucres de carboni. El ribosa es troba a la molècula d'ARN.

L'estudi dels àcids nucleics s'ocupa de la química orgànica. Els temes de recerca també són dictats per la medicina. Els codis d'ADN amaguen moltes malalties genètiques, que els científics encara no han descobert.