Mikä on orgaaninen yhdiste?

Orgaaniset yhdisteet sisältävät aina hiiltä yhdessä muiden elementtien kanssa, joita tarvitaan elävien organismien toimintaan. Hiili on avainelementti, koska siinä on neljä elektronia ulommassa elektronikuoressa, johon mahtuu kahdeksan elektronia. Tämän seurauksena se voi muodostaa monenlaisia ​​sidoksia muiden hiiliatomien ja alkuaineiden, kuten vety, happi ja typpi, kanssa. Hiilivedyt ja proteiinit ovat hyviä esimerkkejä orgaanisista molekyyleistä, jotka voivat muodostaa pitkiä ketjuja ja monimutkaisia ​​rakenteita. Näistä molekyyleistä muodostuvat orgaaniset yhdisteet ovat perusta kemiallisille reaktioille kasvien ja eläinten soluissa - reaktiot, jotka antavat energiaa ruoan löytämiseen, lisääntymiseen ja kaikkiin muihin prosesseihin tarvittaviin prosesseihin elämää.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Orgaaninen yhdiste on kemikaaliluokan jäsen, joka sisältää hiiliatomeja, jotka on kytketty toisiinsa ja muihin atomiin kovalenttisilla sidoksilla ja joita esiintyy elävien organismien soluissa. Vety, happi ja typpi ovat tyypillisiä alkuaineita, jotka muodostavat orgaanisia yhdisteitä hiilen lisäksi. Muiden alkuaineiden, kuten rikin, fosforin, raudan ja kuparin, jälkiä voi myös olla läsnä, kun niitä tarvitaan erityisissä orgaanisissa kemiallisissa reaktioissa. Orgaanisten yhdisteiden pääryhmät ovat hiilivedyt, lipidit, proteiinit ja nukleiinihapot.

Orgaanisten yhdisteiden neljä tyyppiä ovat hiilivedyt, lipidit, proteiinit ja nukleiinihapot, ja ne suorittavat erilaisia ​​toimintoja elävässä solussa. Vaikka monet orgaaniset yhdisteet eivät ole polaarisia molekyylejä eivätkä siksi liukene hyvin solun veteen, ne liukenevat usein muihin orgaanisiin yhdisteisiin. Esimerkiksi hiilihydraatit, kuten sokeri, ovat hieman polaarisia ja liukenevat veteen, rasvat eivät. Rasvat kuitenkin liukenevat muihin orgaanisiin liuottimiin, kuten eettereihin. Liuoksessa ollessaan orgaanisten molekyylien neljä tyyppiä ovat vuorovaikutuksessa ja muodostavat uusia yhdisteitä joutuessaan kosketuksiin elävän kudoksen sisällä.

Orgaaniset yhdisteet vaihtelevat yksinkertaisista aineista, joiden molekyylit koostuvat muutamasta vain kahden alkuaineen atomista, pitkiin, monimutkaisiin polymeereihin, joiden molekyylit sisältävät monia elementtejä. Esimerkiksi hiilivedyt koostuvat vain hiilestä ja vedystä. Ne voivat muodostaa yksinkertaisia ​​molekyylejä tai pitkiä atomiketjuja, ja niitä käytetään solurakenteeseen ja perusrakenteina monimutkaisemmille molekyyleille.

Lipidit ovat rasvoja ja vastaavia materiaaleja, jotka koostuvat hiilestä, vedystä ja hapesta. Ne auttavat muodostamaan soluseinät ja kalvot ja ovat tärkeä osa ruokaa. Proteiinit koostuvat hiilestä, vedystä, hapesta ja typestä, ja niillä on kaksi päätehtävää soluissa. Ne muodostavat osan solu- ja elinrakenteista, mutta ne ovat myös entsyymejä, hormoneja ja muita orgaanisia kemikaaleja, jotka osallistuvat kemiallisiin reaktioihin tuottamaan elintärkeitä materiaaleja.

Nukleiinihapot koostuvat hiilestä, vedystä, hapesta, typestä ja fosforista. RNA: na ja DNA: na ne tallentavat ohjeet kemiallisille prosesseille, joihin liittyy muita proteiineja. Ne ovat geneettisen koodin heliksin muotoisia molekyylejä. Kaikki neljä orgaanisten molekyylien tyyppiä perustuvat hiileen ja muutamiin muihin alkuaineisiin, mutta niillä on erilaiset ominaisuudet.

Hiilivedyt ovat yksinkertaisia ​​orgaanisia yhdisteitä, ja yksinkertaisin hiilivety on CH₄ tai metaania. Hiiliatomi jakaa elektronit neljän vetyatomin kanssa täydentääkseen ulomman elektronikuorensa.

Sen sijaan, että sitoutuisi vain vetyatomeihin, hiiliatomi voi jakaa yhden tai kaksi ulkokuorielektroneistaan ​​toisen hiiliatomin kanssa muodostaen pitkät ketjut. Esimerkiksi butaani, C₄H₁₀, koostuu neljän hiiliatomin ketjusta, jota ympäröi 10 vetyatomia.

Orgaanisten yhdisteiden monimutkaisempi ryhmä ovat lipidit tai rasvat. Ne sisältävät hiilivetyketjun, mutta niillä on myös osa, jossa ketju sitoutuu happeen. Orgaanisia yhdisteitä, jotka sisältävät vain hiiltä, ​​vetyä ja happea, kutsutaan hiilihydraateiksi.

Glyseroli on esimerkki yksinkertaisesta lipidistä. Sen kemiallinen kaava on C₃H₈O₃, ja sillä on kolmen hiiliatomin ketju, johon on sitoutunut happiatomi. Glyseroli on rakennuspalikka, joka muodostaa perustan monille monimutkaisemmille lipideille.

Suurin osa proteiineista on erittäin suuria molekyylejä, joilla on monimutkaiset rakenteet, joiden avulla ne voivat ottaa tärkeän roolin orgaanisissa kemiallisissa reaktioissa. Tällaisissa reaktioissa proteiinien osat hajoavat, järjestyvät uudelleen tai liittyvät uusiin ketjuihin. Jopa yksinkertaisimmilla proteiineilla on pitkät ketjut ja monia osioita.

Esimerkiksi 3-amino-2-butanolilla on kemiallinen kaava C₄H₁₁EI, mutta se on todella sekvenssi hiilivetyleikkauksista, joihin on kiinnittynyt typpi- ja happiatomi. Se näkyy selkeämmin kaavalla CH₃CH (NH₂) CH (OH) CH₃ja aminohappoa käytetään kemiallisissa reaktioissa muiden proteiinien tuottamiseksi.

Nukleiinihapot muodostavat elävien solujen geneettisen koodin perustan ja ovat toistuvien alayksiköiden pitkiä jonoja. Esimerkiksi nukleiinihapon deoksiribonukleiinihapolle tai DNA: lle molekyylit sisältävät fosfaattiryhmän, sokerin ja toistuvat alayksiköt sytosiini, guaniini, tymiini ja adeniini. Sytosiinia sisältävällä DNA-molekyylin osalla on kemiallinen kaava C₉H₁₂O₆N₃P ja eri alayksiköitä sisältävät leikkeet muodostavat pitkät polymeerimolekyylit, jotka sijaitsevat solujen ytimessä.

Jotkut orgaaniset yhdisteet ovat monimutkaisimpia molekyylejä, jotka ovat olemassa, ja ne heijastavat elämän mahdollistavien kemiallisten reaktioiden monimutkaisuutta. Vaikka tämä monimutkaisuus onkin, molekyylit koostuvat suhteellisen harvoista alkuaineista, ja kaikilla on hiili pääkomponenttina.