La distinción entre química orgánica e inorgánica no es trivial. Los cursos de estudio en universidades de todo el mundo se estructuran en base a la distinción. E incluso entre los que no tienen una formación formal en química hay una sensación algo intuitiva de la diferencia. Los azúcares, almidones y aceites están compuestos por moléculas orgánicas. El agua, el ácido de batería y la sal de mesa son inorgánicos. (No confunda esto con la definición de alimentos orgánicos; ese es un asunto diferente que involucra más una distinción agrícola y política).
Carbón
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El sello distintivo de las moléculas orgánicas es que contienen carbono. Una de las primeras nociones de moléculas orgánicas frente a inorgánicas era que las moléculas orgánicas se derivaban estrictamente de los seres vivos. Resulta que hay moléculas orgánicas que se originan a partir de fuentes distintas de los procesos vivos. Entonces realmente se convierte en que la característica clave de las moléculas orgánicas es la presencia de carbono. Sin embargo, todavía es cierto que quizás la mayoría de las moléculas orgánicas conocidas sean el resultado de procesos vivos.
Hidrocarburos
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Los átomos de carbono forman fácilmente enlaces químicos con otros átomos de carbono. También forman fácilmente enlaces químicos con átomos de hidrógeno. Una molécula compuesta de átomos de carbono y átomos de hidrógeno sin otros elementos involucrados se llama hidrocarburo. Los hidrocarburos son compuestos orgánicos muy comunes y familiares. La gasolina es un hidrocarburo; también lo son el metano, etano, propano y butano.
Grupos funcionales
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Una característica del átomo de carbono es que formará enlaces con otros átomos de carbono, a menudo en forma de cadena o anillo. Una vez en esta configuración, el carbono también se unirá químicamente con átomos de otros elementos.
Hay seis elementos para los que el carbono tiene una asociación particular. Estos incluyen el carbono en sí, así como 1. hidrógeno; 2. oxígeno; 3. nitrógeno; 4. fósforo; y 5. azufre.
Varias combinaciones de estos elementos forman lo que se conoce en química orgánica como grupos funcionales. Hay siete de estos grupos funcionales en compuestos orgánicos. (Tenga en cuenta que cinco de los elementos son en sí mismos inorgánicos, pero cuando se combinan con el carbono se convierten en parte de una molécula orgánica).
Los grupos funcionales otorgan propiedades características a algunas sustancias orgánicas muy familiares. Uno de ellos es el alcohol que llamamos etanol. El etanol es una molécula orgánica relativamente simple compuesta por dos átomos de carbono, seis átomos de hidrógeno y un grupo funcional denominado hidroxilo. El grupo funcional hidroxilo es en sí mismo también relativamente simple. Es solo un átomo de oxígeno y un átomo de hidrógeno. Como ocurre con toda la química, orgánica o inorgánica, la adición o sustracción de un solo átomo puede cambiar las propiedades de una molécula de manera espectacular. La molécula de etanol sin el grupo funcional hidroxilo pero con solo un átomo de hidrógeno en su lugar no es el etanol sino el compuesto orgánico etano. El etano es un vapor, no un líquido, en condiciones normales y sirve como refrigerante.
Otros grupos funcionales incluyen el llamado grupo carboxilo, que consta de un átomo de carbono, dos átomos de oxígeno y un átomo de hidrógeno. La molécula orgánica simple con un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno es el compuesto orgánico metano o gas natural. Reemplazar uno de los átomos de hidrógeno en la molécula de metano con un grupo carboxilo forma el compuesto orgánico ácido acético. El ácido acético es lo que le da al vinagre su olor y sabor familiar.
Polaridad
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La molécula de agua, una molécula inorgánica, es una molécula que exhibe polaridad (una carga magnética). Esto se debe a que el átomo de oxígeno en la molécula de agua tiende a tener una carga negativa asociada. Los átomos de hidrógeno tienden a tener carga positiva. Son estos opuestos los que mantienen unida a la molécula de agua como una unidad. También son estas cargas las que hacen que la molécula de agua sea lo que se llama molécula polar. En el lado del oxígeno de la molécula de agua hay una carga negativa parcial; en cada una de las partes de hidrógeno de la molécula hay cargas positivas parciales.
Las moléculas orgánicas compuestas únicamente de carbono e hidrógeno (también conocidas como hidrocarburos), en ausencia de grupos funcionales, son esencialmente apolares. La conocida observación de que el agua y el aceite no se mezclan se debe precisamente a esta disparidad. El agua es una molécula polar y se mezclaría y / o disolvería otras moléculas polares. Pero los aceites son químicamente apolares y hay una repulsión que se resiste a mezclarse y disolverse.
Ejemplos de
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Una forma de tener una idea de las moléculas orgánicas frente a las inorgánicas es con algunos ejemplos comunes. El agua y la mesa son compuestos inorgánicos. La sal de mesa es un ejemplo de lo que se llama un compuesto iónico. El sodio forma un ion cargado positivamente (un catión) y el cloro forma un ion cargado negativamente (un anión). Estas cargas eléctricas mantienen unida a la molécula de cloruro de sodio. El cloruro de sodio puede ser un compuesto importante para los seres vivos, pero como no lo producen realmente los seres vivos y no contiene carbono, es un buen ejemplo de molécula inorgánica. El agua es otro ejemplo de un compuesto que es importante —en realidad esencial— para los seres vivos, pero que en sí mismo está compuesto de moléculas inorgánicas. Es utilizado pero no fabricado por seres vivos y no contiene carbono.