Hvad er en organisk forbindelse?

Organiske forbindelser indeholder altid kulstof sammen med andre grundstoffer, der er nødvendige for at levende organismer kan fungere. Kulstof er nøgleelementet, fordi det har fire elektroner i en ydre elektronskal, der kan rumme otte elektroner. Som et resultat kan det danne mange typer bindinger med andre kulstofatomer og grundstoffer såsom brint, ilt og nitrogen. Kulbrinter og proteiner er gode eksempler på organiske molekyler, der kan danne lange kæder og komplekse strukturer. De organiske forbindelser, der består af disse molekyler, er grundlaget for kemiske reaktioner i celler og planter - reaktioner, der giver energi til at finde mad, til reproduktion og til alle andre processer, der er nødvendige for liv.

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

En organisk forbindelse er medlem af en klasse af kemikalier indeholdende kulstofatomer bundet til hinanden og til andre atomer ved kovalente bindinger og findes i cellerne i levende organismer. Brint, ilt og nitrogen er typiske elementer, der udgør organiske forbindelser ud over kulstof. Spor af andre grundstoffer såsom svovl, fosfor, jern og kobber kan også være til stede, når det er nødvendigt for specifikke organiske kemiske reaktioner. Hovedgrupperne af organiske forbindelser er carbonhydrider, lipider, proteiner og nukleinsyrer.

De fire typer organiske forbindelser er kulbrinter, lipider, proteiner og nukleinsyrer, og de udfører forskellige funktioner i en levende celle. Mens mange organiske forbindelser ikke er polære molekyler og derfor ikke opløses godt i vandet i en celle, opløses de ofte i andre organiske forbindelser. For eksempel, mens kulhydrater såsom sukker er let polære og opløses i vand, gør fedt ikke det. Men fedt opløses i andre organiske opløsningsmidler, såsom ethere. Når de er i opløsning, interagerer de fire typer organiske molekyler og danner nye forbindelser, når de kommer i kontakt i levende væv.

Organiske forbindelser spænder fra enkle stoffer med molekyler, der består af et par atomer med kun to grundstoffer til lange, komplekse polymerer, hvis molekyler indeholder mange grundstoffer. Kulbrinter består for eksempel kun af kulstof og brint. De kan danne enkle molekyler eller lange kæder af atomer og bruges til cellestruktur og som grundlæggende byggesten til mere komplekse molekyler.

Lipider er fedtstoffer og lignende materialer, der består af kulstof, brint og ilt. De hjælper med at danne cellevægge og membraner og er en vigtig bestanddel af mad. Proteiner består af kulstof, brint, ilt og kvælstof, og de har to hovedfunktioner i celler. De udgør en del af celle- og organstrukturer, men de er også enzymer, hormoner og andre organiske kemikalier, der deltager i kemiske reaktioner for at producere de livsvigtige materialer.

Nukleinsyrer består af kulstof, brint, ilt, nitrogen og fosfor. Som RNA og DNA gemmer de instruktionerne til kemiske processer, der involverer andre proteiner. De er de spiralformede molekyler i den genetiske kode. De fire typer organiske molekyler er alle baseret på kulstof og et par andre grundstoffer, men de har forskellige egenskaber.

Kulbrinter er de enkleste organiske forbindelser, og det enkleste carbonhydrid er CH₄ eller metan. Kulstofatomet deler elektroner med fire brintatomer for at fuldføre dets ydre elektronskal.

I stedet for kun at binde hydrogenatomer kan et carbonatom dele en eller to af dets ydre skalelektroner med et andet carbonatom og danne lange kæder. For eksempel butan, C₄H₁₀, består af en kæde med fire carbonatomer omgivet af 10 hydrogenatomer.

En mere kompliceret gruppe af organiske forbindelser er lipiderne eller fedtstofferne. De inkluderer en carbonhydridkæde, men har også en del, hvor kæden binder med ilt. Organiske forbindelser, der kun indeholder kul, brint og ilt kaldes kulhydrater.

Glycerol er et eksempel på en simpel lipid. Dens kemiske formel er C₃H₈O₃og den har en kæde på tre carbonatomer med et iltatom bundet til hver enkelt. Glycerol er en byggesten, der danner basen for mange mere komplekse lipider.

De fleste proteiner er meget store molekyler med komplekse strukturer, der giver dem mulighed for at påtage sig vigtige roller i organiske kemiske reaktioner. I sådanne reaktioner bryder dele af proteinerne fra hinanden, omarrangeres eller sammenføjes med nye kæder. Selv de enkleste proteiner har lange kæder og mange underafsnit.

For eksempel har 3-amino-2-butanol den kemiske formel C₄H₁₁NEJ, men det er virkelig en sekvens af carbonhydridafsnit med et nitrogen og et oxygenatom bundet. Det er tydeligere vist med formlen CH₃CH (NH₂) CH (OH) CH₃og aminosyren anvendes i kemiske reaktioner til at producere andre proteiner.

Nukleinsyrer danner basis for den genetiske kode for levende celler og er lange strenge af gentagne underenheder. For nukleinsyre deoxyribonukleinsyre eller DNA indeholder molekylerne for eksempel en phosphatgruppe, et sukker og de gentagne underenheder cytosin, guanin, thymin og adenin. Den del af et DNA-molekyle, der indeholder cytosin, har en kemisk formel C₉H₁₂O₆N₃P, og sektionerne, der indeholder forskellige underenheder, danner lange polymermolekyler placeret i cellens kerne.

Nogle organiske forbindelser er de mest komplekse molekyler, der findes, og de spejler kompleksiteten af ​​de kemiske reaktioner, der gør livet muligt. Selv med denne kompleksitet består molekylerne af relativt få grundstoffer, og alle har kulstof som en hovedkomponent.