Какво е органично съединение?

Органичните съединения винаги съдържат въглерод заедно с други елементи, необходими за функционирането на живите организми. Въглеродът е ключовият елемент, защото има четири електрона във външна електронна обвивка, която може да побере осем електрона. В резултат на това той може да образува много видове връзки с други въглеродни атоми и елементи като водород, кислород и азот. Въглеводородите и протеините са добри примери за органични молекули, които могат да образуват дълги вериги и сложни структури. Органичните съединения, изградени от тези молекули, са основата за химични реакции в клетките на растенията и животните - реакции, които осигуряват енергия за намиране на храна, за размножаване и за всички други процеси, необходими за живот.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Органичното съединение е член на клас химикали, съдържащи въглеродни атоми, свързани помежду си и с други атоми чрез ковалентни връзки и открити в клетките на живите организми. Водородът, кислородът и азотът са типични елементи, които изграждат органични съединения в допълнение към въглерода. Следи от други елементи като сяра, фосфор, желязо и мед също могат да присъстват, когато са необходими за специфични органични химични реакции. Основните групи органични съединения са въглеводороди, липиди, протеини и нуклеинови киселини.

Четирите вида органични съединения са въглеводороди, липиди, протеини и нуклеинови киселини и те изпълняват различни функции в живата клетка. Въпреки че много органични съединения не са полярни молекули и следователно не се разтварят добре във водата на клетката, те често се разтварят в други органични съединения. Например, докато въглехидратите като захар са леко полярни и се разтварят във вода, мазнините не. Но мазнините се разтварят в други органични разтворители като етери. Когато са в разтвор, четирите вида органични молекули си взаимодействат и образуват нови съединения, когато влизат в контакт в живата тъкан.

Органичните съединения варират от прости вещества с молекули, съставени от няколко атома само на два елемента, до дълги, сложни полимери, чиито молекули включват много елементи. Въглеводородите например се състоят само от въглерод и водород. Те могат да образуват прости молекули или дълги вериги от атоми и се използват за клетъчна структура и като основни градивни елементи за по-сложни молекули.

Липидите са мазнини и подобни материали, които се състоят от въглерод, водород и кислород. Те помагат за образуването на клетъчни стени и мембрани и са основен компонент на храната. Протеините се състоят от въглерод, водород, кислород и азот и имат две основни функции в клетките. Те формират част от клетъчните и органните структури, но също така са ензими, хормони и други органични химикали, които участват в химични реакции, за да произведат материалите, необходими за живота.

Нуклеиновите киселини се състоят от въглерод, водород, кислород, азот и фосфор. Като РНК и ДНК, те съхраняват инструкциите за химични процеси, включващи други протеини. Те са спираловидни молекули на генетичния код. Четирите вида органични молекули се основават на въглерод и няколко други елемента, но имат различни свойства.

Въглеводородите са най-простите органични съединения, а най-простият въглеводород е СН₄ или метан. Въглеродният атом споделя електрони с четири водородни атома, за да завърши външната си електронна обвивка.

Вместо да се свързва само с водородни атоми, въглеродният атом може да споделя един или два от своите външни черупкови електрони с друг въглероден атом, образувайки дълги вериги. Например, бутан, С₄З.₁₀, се състои от верига от четири въглеродни атома, заобиколени от 10 водородни атома.

По-сложна група органични съединения са липидите или мазнините. Те включват въглеводородна верига, но също така имат част, където веригата се свързва с кислород. Органичните съединения, съдържащи само въглерод, водород и кислород, се наричат ​​въглехидрати.

Глицеролът е пример за обикновен липид. Химичната му формула е С₃З.₈О₃и има верига от три въглеродни атома с кислороден атом, свързан към всеки един. Глицеролът е градивен елемент, който формира основата на много по-сложни липиди.

Повечето протеини са много големи молекули със сложни структури, които им позволяват да поемат важни роли в органичните химични реакции. При такива реакции части от протеините се разпадат, пренареждат се или се свързват с нови вериги. Дори най-простите протеини имат дълги вериги и много подраздели.

Например, 3-амино-2-бутанолът има химическата формула С₄З.₁₁НЕ, но това е наистина последователност от въглеводородни секции с прикрепен азотен и кислороден атом. Това е по-ясно показано от формулата СН₃CH (NH₂) СН (ОН) СН₃, а аминокиселината се използва в химични реакции за производството на други протеини.

Нуклеиновите киселини формират основата на генетичния код на живите клетки и представляват дълги набори от повтарящи се субединици. За дезоксирибонуклеинова киселина или ДНК на нуклеинова киселина, например, молекулите съдържат фосфатна група, захар и повтарящите се субединици цитозин, гуанин, тимин и аденин. Частта от ДНК молекула, съдържаща цитозин, има химична формула С₉З.₁₂О₆н₃Р, а участъците, съдържащи различни субединици, образуват дълги полимерни молекули, разположени в ядрото на клетките.

Някои органични съединения са най-сложните съществуващи молекули и отразяват сложността на химичните реакции, които правят живота възможен. Дори и с тази сложност, молекулите се състоят от относително малко елементи и всички имат въглерод като основен компонент.