Rozdíl mezi organickou a anorganickou chemií není triviální. Studijní obory na univerzitách po celém světě jsou strukturovány na základě rozdílu. A dokonce i mezi těmi, kteří nemají formální vzdělání v chemii, existuje poněkud intuitivní pocit rozdílu. Cukry, škroby a oleje se skládají z organických molekul. Voda, kyselina z baterie a kuchyňská sůl jsou anorganické. (Nezaměňujte to s definicí biopotravin; to je jiná záležitost, která zahrnuje spíše zemědělské a politické rozdíly.)
Uhlík
•••xerviar / iStock / Getty Images
Charakteristickým znakem organických molekul je, že obsahují uhlík. Časná představa organických molekul versus anorganických byla, že organické molekuly byly striktně odvozeny od živých věcí. Ukazuje se, že existují organické molekuly, které pocházejí z jiných zdrojů, než jsou živé procesy. Takže se skutečně stává, že klíčovým rysem organických molekul je přítomnost uhlíku. Stále však platí, že možná většina známých organických molekul pochází z živých procesů.
Uhlovodíky
•••Luca Francesco Giovanni Bertolli / iStock / Getty Images
Atomy uhlíku snadno tvoří chemické vazby s jinými atomy uhlíku. Také snadno vytvářejí chemické vazby s atomy vodíku. Molekula složená z atomů uhlíku a atomů vodíku bez dalších prvků se nazývá uhlovodík. Uhlovodíky jsou velmi běžné a známé organické sloučeniny. Benzín je uhlovodík; stejně tak jsou metan, etan, propan a butan.
Funkční skupiny
•••Dino Ablakovic / iStock / Getty Images
Pro atom uhlíku je charakteristické, že bude vytvářet vazby na jiné atomy uhlíku, často v řetězci nebo ve formě kruhu. Jakmile je uhlík v této konfiguraci, bude se také chemicky vázat na atomy jiných prvků.
Existuje šest prvků, pro které má uhlík zvláštní asociaci. Patří mezi ně samotný uhlík i 1. vodík; 2. kyslík; 3. dusík; 4. fosfor; a 5. síra.
Různé kombinace těchto prvků tvoří to, co je v organické chemii známé jako funkční skupiny. V organických sloučeninách je těchto funkčních skupin sedm. (Všimněte si, že pět prvků je samo o sobě anorganických, ale v kombinaci s uhlíkem se stávají součástí organické molekuly.)
Funkční skupiny propůjčují charakteristické vlastnosti některým velmi známým organickým látkám. Jedním z nich je alkohol, kterému říkáme ethanol. Ethanol je relativně jednoduchá organická molekula složená ze dvou atomů uhlíku, šesti atomů vodíku a jedné takzvané hydroxylové funkční skupiny. Samotná hydroxylová funkční skupina je také relativně jednoduchá. Je to jen atom kyslíku a atom vodíku. Stejně jako u celé chemie - organické nebo anorganické - může přidání nebo odčítání pouze jednoho atomu dramaticky změnit vlastnosti molekuly. Molekula ethanolu bez hydroxylové funkční skupiny, ale s pouhým atomem vodíku, není ethanol, ale organická sloučenina ethan. Ethan je za normálních podmínek pára, nikoli kapalina, která slouží jako chladivo.
Mezi další funkční skupiny patří takzvaná karboxylová skupina, která se skládá z atomu uhlíku, dvou atomů kyslíku a atomu vodíku. Jednoduchá organická molekula s jedním atomem uhlíku a čtyřmi atomy vodíku je organická sloučenina metan nebo zemní plyn. Nahrazením jednoho z atomů vodíku v molekule methanu karboxylovou skupinou se vytvoří organická sloučenina kyselina octová. Kyselina octová je to, co dodává octu jeho známou vůni a chuť.
Polarita
•••FU / amanaimagesRF / amana images / Getty Images
Molekula vody - anorganická molekula - je molekula, která vykazuje polaritu (magnetický náboj). Je to proto, že atom kyslíku v molekule vody má tendenci mít s ním spojený negativní náboj. Atomy vodíku mají tendenci mít kladný náboj. Právě tyto protiklady udržují molekulu vody pohromadě jako celek. Jsou to také tyto náboje, díky nimž je molekula vody takzvaná polární molekula. Na kyslíkové straně molekuly vody je částečný záporný náboj; na každé z vodíkových částí molekuly jsou částečné kladné náboje.
Organické molekuly složené pouze z uhlíku a vodíku (opět známé jako uhlovodíky) jsou při absenci funkčních skupin v podstatě nepolární. Známé pozorování, že se olej a voda nemísí, je právě kvůli této nerovnosti. Voda je polární molekula a mísí se s jinými polárními molekulami a / nebo je rozpouští. Ale oleje jsou chemicky nepolární a existuje odpor, který odolává míchání a rozpouštění.
Příklady
•••AaronAmat / iStock / Getty Images
Jedním ze způsobů, jak získat smysl pro organické versus anorganické molekuly, je několik běžných příkladů. Voda a stolní jsou anorganické sloučeniny. Stolní sůl je příkladem toho, co se nazývá iontová sloučenina. Sodík tvoří kladně nabitý iont (kation) a chlor tvoří záporně nabitý iont (anion). Tyto elektrické náboje drží molekulu chloridu sodného pohromadě. Chlorid sodný může být důležitou sloučeninou pro živé bytosti, ale protože není skutečně produkován živými věcmi a neobsahuje žádný uhlík, je dobrým příkladem anorganické molekuly. Voda je dalším příkladem sloučeniny, která je důležitá - ve skutečnosti nezbytná - pro živé věci, ale sama se skládá z anorganických molekul. Používají ho, ale nevyrábí živé bytosti, a neobsahuje žádný uhlík.