Orgaanilise ja anorgaanilise keemia eristamine pole tühine. Õppekursused kogu maailma ülikoolides on üles ehitatud vahet tehes. Ja isegi nende seas, kellel pole ametlikku keemiakoolitust, on erinevuse mõnevõrra intuitiivne tunne. Suhkrud, tärklised ja õlid koosnevad orgaanilistest molekulidest. Vesi, akuhape ja lauasool on anorgaanilised. (Ärge segage seda orgaaniliste toitude määratlusega; see on teine asi, mis hõlmab rohkem põllumajanduslikku ja poliitilist eristamist.)
Süsinik
•••xerviar / iStock / Getty Images
Orgaaniliste molekulide tunnus on see, et need sisaldavad süsinikku. Orgaaniliste molekulide ja anorgaaniliste ainete varasem ettekujutus oli see, et orgaanilised molekulid tulid rangelt elusolenditest. Selgub, et on olemas orgaanilisi molekule, mis pärinevad muudest allikatest kui elusprotsessid. Nii saab tõesti, et orgaaniliste molekulide põhijooneks on süsiniku olemasolu. Siiski on endiselt nii, et võib-olla suurem osa teadaolevatest orgaanilistest molekulidest tuleneb elusprotsessidest.
Süsivesinikud
•••Luca Francesco Giovanni Bertolli / iStock / Getty Images
Süsinikuaatomid moodustavad hõlpsasti keemilisi sidemeid teiste süsinikuaatomitega. Samuti moodustavad nad vesinikuaatomitega hõlpsasti keemilisi sidemeid. Molekuli, mis koosneb süsinikuaatomitest ja vesinikuaatomitest, milles pole muid elemente, nimetatakse süsivesinikeks. Süsivesinikud on väga levinud ja tuttavad orgaanilised ühendid. Bensiin on süsivesinik; nii on ka metaan, etaan, propaan ja butaan.
Funktsionaalsed rühmad
•••Dino Ablakovic / iStock / Getty Images
Süsinikuaatomi tunnuseks on see, et see moodustab sidemeid teiste süsinikuaatomitega, sageli ahelas või rõngas. Sellesse konfiguratsiooni sattudes seondub süsinik keemiliselt ka teiste elementide aatomitega.
On kuus elementi, mille puhul süsinikul on konkreetne seos. Nende hulka kuulub nii süsinik ise kui ka 1. vesinik; 2. hapnik; 3. lämmastik; 4. fosfor; ja 5. väävel.
Nende elementide erinevad kombinatsioonid moodustavad orgaanilises keemias tuntud funktsionaalsete rühmadena. Orgaanilistes ühendites on neid funktsionaalrühmi seitse. (Pange tähele, et viis elementi on ise anorgaanilised, kuid koos süsinikuga muutuvad nad orgaanilise molekuli osaks.)
Funktsionaalsed rühmad annavad mõnele väga tuttavale orgaanilisele ainele iseloomulikud omadused. Üks neist on alkohol, mida nimetame etanooliks. Etanool on suhteliselt lihtne orgaaniline molekul, mis koosneb kahest süsinikuaatomist, kuuest vesinikuaatomist ja ühest nn hüdroksüülfunktsionaalsest rühmast. Hüdroksüülrühm on ka ise suhteliselt lihtne. See on lihtsalt hapniku aatom ja vesiniku aatom. Nagu kogu keemilise - orgaanilise või anorgaanilise keemia puhul - võib ka ühe aatomi liitmine või lahutamine molekuli omadusi dramaatiliselt muuta. Etanoolimolekul ilma hüdroksüülfunktsionaalse rühmata, kuid selle asemel on ainult vesinikuaatom, ei ole etanool, vaid orgaaniline ühend etaan. Etaan on normaalsetes tingimustes aur, mitte vedelik ja toimib külmutusagensina.
Muud funktsionaalsed rühmad hõlmavad nn karboksüülrühma, mis koosneb süsinikuaatomist, kahest hapnikuaatomist ja vesinikuaatomist. Lihtne orgaaniline molekul, millel on üks süsinikuaatom ja neli vesiniku aatomit, on orgaaniline ühend metaan või maagaas. Metaanimolekuli ühe vesinikuaatomi asendamine karboksüülrühmaga moodustab orgaanilise ühendi äädikhappe. Äädikhape annab äädikale selle tuttava lõhna ja maitse.
Polaarsus
•••FU / amanaimagesRF / amana images / Getty Images
Veemolekul - anorgaaniline molekul - on molekul, millel on polaarsus (magnetlaeng). Seda seetõttu, et veemolekuli hapniku aatomil on sellega seotud negatiivne laeng. Vesiniku aatomitel on tavaliselt positiivne laeng. Just need vastandid hoiavad veemolekuli koos ühtsena. Need laengud muudavad veemolekuli ka polaarmolekuliks. Vee molekuli hapniku poolel on osaline negatiivne laeng; molekuli igas vesinikuosas on osalised positiivsed laengud.
Ainult süsinikust ja vesinikust koosnevad orgaanilised molekulid (tuntud ka kui süsivesinikud) funktsionaalsete rühmade puudumisel on põhimõtteliselt mittepolaarsed. Tuttav tähelepanek, et õli ja vesi ei segune, on tingitud just sellest erinevusest. Vesi on polaarne molekul ja see seguneks teiste polaarmolekulidega ja / või lahustaks neid. Kuid õlid on keemiliselt mittepolaarsed ja on tõrjumine, mis ei talu segamist ja lahustumist.
Näited
•••AaronAmat / iStock / Getty Images
Üks viis orgaaniliste ja anorgaaniliste molekulide tundma saamiseks on mõned levinumad näited. Vesi ja laud on anorgaanilised ühendid. Lauasool on näide nn ioonilisest ühendist. Naatrium moodustab positiivselt laetud iooni (katioon) ja kloor negatiivselt laetud iooni (anioon). Need elektrilaengud hoiavad naatriumkloriidi molekuli koos. Naatriumkloriid võib olla elusolendite oluline ühend, kuid kuna seda ei tooda elusolendid ja see ei sisalda süsinikku, on see anorgaanilise molekuli hea näide. Vesi on veel üks näide ühendist, mis on oluline - tegelikult oluline - elusolendite jaoks, kuid koosneb ise anorgaanilistest molekulidest. Seda kasutavad elusolendid, kuid ei tooda neid ega sisalda süsinikku.