Sondringen mellem organisk og uorganisk kemi er ikke trivielt. Studiekurser på universiteter over hele verden er struktureret ud fra forskellen. Og selv blandt dem uden formel uddannelse i kemi er der en noget intuitiv fornemmelse af forskellen. Sukker, stivelse og olier er sammensat af organiske molekyler. Vand, batterisyre og bordsalt er uorganiske. (Forveks ikke med definitionen af økologiske fødevarer; det er en anden sag, der involverer mere en landbrugs- og politisk skelnen.)
Kulstof
•••xerviar / iStock / Getty Images
Kendetegnende for organiske molekyler er, at de indeholder kulstof. En tidlig forestilling om organiske molekyler versus uorganiske var, at organiske molekyler strengt stammer fra levende ting. Det viser sig, at der er organiske molekyler, der stammer fra andre kilder end levende processer. Så det bliver virkelig, at nøglefunktionen for organiske molekyler er tilstedeværelsen af kulstof. Det er dog stadig tilfældet, at måske størstedelen af kendte organiske molekyler skyldes levende processer.
Kulbrinter
•••Luca Francesco Giovanni Bertolli / iStock / Getty Images
Kulstofatomer danner let kemiske bindinger med andre kulstofatomer. De danner også let kemiske bindinger med brintatomer. Et molekyle sammensat af carbonatomer og hydrogenatomer uden andre involverede grundstoffer kaldes et carbonhydrid. Kulbrinter er meget almindelige og velkendte organiske forbindelser. Benzin er et carbonhydrid; det gælder også metan, ethan, propan og butan.
Funktionelle grupper
•••Dino Ablakovic / iStock / Getty Images
Et kendetegn ved kulstofatomet er, at det vil danne bindinger til andre kulstofatomer, ofte i en kæde eller en ringdannelse. En gang i denne konfiguration vil kulstof også binde kemisk med atomer af andre grundstoffer.
Der er seks elementer, som kulstof har en særlig tilknytning til. Disse inkluderer kulstof i sig selv såvel som 1. hydrogen; 2. ilt; 3. nitrogen; 4. fosfor; og 5. svovl.
Forskellige kombinationer af disse elementer danner det, der i organisk kemi er kendt som funktionelle grupper. Der er syv af disse funktionelle grupper i organiske forbindelser. (Bemærk, at fem af elementerne selv er uorganiske, men når de kombineres med kulstof, bliver de en del af et organisk molekyle.)
Funktionelle grupper giver karakteristiske egenskaber til nogle meget velkendte organiske stoffer. En af disse er den alkohol, vi kalder ethanol. Ethanol er et relativt simpelt organisk molekyle, der består af to carbonatomer, seks hydrogenatomer og en såkaldt hydroxylfunktionel gruppe. Den hydroxylfunktionelle gruppe er i sig selv også relativt enkel. Det er bare et iltatom og et brintatom. Som med al kemi - organisk eller uorganisk - kan addition eller subtraktion af kun et atom ændre et molekyls egenskaber dramatisk. Ethanolmolekylet uden den hydroxylfunktionelle gruppe, men med et hydrogenatom i stedet, er ikke ethanol, men er den organiske forbindelse ethan. Ethan er en damp, ikke en væske, under normale forhold og fungerer som kølemiddel.
Andre funktionelle grupper inkluderer den såkaldte carboxylgruppe, der består af et carbonatom, to oxygenatomer og et hydrogenatom. Det enkle organiske molekyle med et carbonatom og fire hydrogenatomer er den organiske forbindelse metan eller naturgas. Udskiftning af et af hydrogenatomer i methanmolekylet med en carboxylgruppe danner den organiske forbindelse eddikesyre. Eddikesyre er det, der giver eddike sin velkendte lugt og smag.
Polaritet
•••FU / amanaimagesRF / amana images / Getty Images
Vandmolekylet - et uorganisk molekyle - er et molekyle, der udviser polaritet (en magnetisk ladning). Dette skyldes, at iltatomet i vandmolekylet har en negativ ladning forbundet med det. Brintatomerne har tendens til at have en positiv ladning. Det er disse modsætninger, der holder vandmolekylet sammen som en enhed. Det er også disse ladninger, der gør vandmolekylet til det, der kaldes et polært molekyle. På ilt siden af vandmolekylet er der en delvis negativ ladning; på hver af hydrogendelene i molekylet er der delvis positive ladninger.
Organiske molekyler sammensat af kun kul og brint (igen kendt som carbonhydrider), i fravær af funktionelle grupper, er i det væsentlige ikke-polære. Den velkendte observation, at olie og vand ikke blandes, skyldes netop denne forskel. Vand er et polært molekyle og vil blandes med og / eller opløse andre polære molekyler. Men olier er kemisk ikke-polære, og der er en frastødning, der modstår blanding og opløsning.
Eksempler
•••AaronAmat / iStock / Getty Images
En måde at få en fornemmelse af organiske versus uorganiske molekyler er med nogle almindelige eksempler. Vand og bord er uorganiske forbindelser. Bordsalt er et eksempel på, hvad der kaldes en ionisk forbindelse. Natrium danner en positivt ladet ion (en kation) og chlor danner en negativt ladet ion (en anion). Disse elektriske ladninger holder natriumchloridmolekylet sammen. Natriumchlorid kan være en vigtig forbindelse til levende ting, men da det ikke virkelig produceres af levende ting, og det ikke indeholder kulstof, er det et godt eksempel på et uorganisk molekyle. Vand er et andet eksempel på en forbindelse, der er vigtig - faktisk essentiel - for levende ting, men i sig selv består af uorganiske molekyler. Det bruges af men ikke fremstillet af levende ting og indeholder intet kulstof.