Qu'est-ce qu'un composé organique ?

Les composés organiques contiennent toujours du carbone ainsi que d'autres éléments nécessaires au fonctionnement des organismes vivants. Le carbone est l'élément clé car il a quatre électrons dans une couche externe d'électrons qui peut contenir huit électrons. En conséquence, il peut former de nombreux types de liaisons avec d'autres atomes de carbone et éléments tels que l'hydrogène, l'oxygène et l'azote. Les hydrocarbures et les protéines sont de bons exemples de molécules organiques qui peuvent former de longues chaînes et des structures complexes. Les composés organiques constitués de ces molécules sont à la base des réactions chimiques dans les cellules des plantes et des animaux – des réactions qui fournissent l'énergie pour trouver de la nourriture, pour la reproduction et pour tous les autres processus nécessaires à vie.

TL; DR (trop long; n'a pas lu)

Un composé organique fait partie d'une classe de produits chimiques contenant des atomes de carbone liés les uns aux autres et à d'autres atomes par des liaisons covalentes et trouvés dans les cellules des organismes vivants. L'hydrogène, l'oxygène et l'azote sont des éléments typiques qui composent des composés organiques en plus du carbone. Des traces d'autres éléments tels que le soufre, le phosphore, le fer et le cuivre peuvent également être présentes lorsque cela est nécessaire pour des réactions chimiques organiques spécifiques. Les principaux groupes de composés organiques sont les hydrocarbures, les lipides, les protéines et les acides nucléiques.

Les quatre types de composés organiques sont les hydrocarbures, les lipides, les protéines et les acides nucléiques, et ils remplissent différentes fonctions dans une cellule vivante. Alors que de nombreux composés organiques ne sont pas des molécules polaires et ne se dissolvent donc pas bien dans l'eau d'une cellule, ils se dissolvent souvent dans d'autres composés organiques. Par exemple, alors que les glucides tels que le sucre sont légèrement polaires et se dissolvent dans l'eau, ce n'est pas le cas des graisses. Mais les graisses se dissolvent dans d'autres solvants organiques tels que les éthers. Lorsqu'ils sont en solution, les quatre types de molécules organiques interagissent et forment de nouveaux composés lorsqu'ils entrent en contact avec les tissus vivants.

Les composés organiques vont des substances simples avec des molécules composées de quelques atomes de seulement deux éléments aux polymères longs et complexes dont les molécules comprennent de nombreux éléments. Les hydrocarbures, par exemple, sont composés uniquement de carbone et d'hydrogène. Ils peuvent former des molécules simples ou de longues chaînes d'atomes et sont utilisés pour la structure cellulaire et comme éléments de base pour des molécules plus complexes.

Les lipides sont des graisses et des matières similaires constituées de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Ils aident à former les parois cellulaires et les membranes et sont un composant majeur de la nourriture. Les protéines sont constituées de carbone, d'hydrogène, d'oxygène et d'azote, et elles ont deux fonctions principales dans les cellules. Ils font partie des structures cellulaires et organiques, mais ce sont aussi des enzymes, des hormones et d'autres produits chimiques organiques qui participent à des réactions chimiques pour produire les matériaux essentiels à la vie.

Les acides nucléiques sont constitués de carbone, d'hydrogène, d'oxygène, d'azote et de phosphore. En tant qu'ARN et ADN, ils stockent les instructions des processus chimiques impliquant d'autres protéines. Ce sont les molécules en forme d'hélice du code génétique. Les quatre types de molécules organiques sont tous à base de carbone et de quelques autres éléments, mais ils ont des propriétés différentes.

Les hydrocarbures sont les composés organiques les plus simples, et l'hydrocarbure le plus simple est CH₄ ou le méthane. L'atome de carbone partage des électrons avec quatre atomes d'hydrogène pour compléter sa couche externe d'électrons.

Au lieu de se lier uniquement avec des atomes d'hydrogène, un atome de carbone peut partager un ou deux de ses électrons de couche externe avec un autre atome de carbone, formant de longues chaînes. Par exemple, le butane, C₄H₁₀, est constitué d'une chaîne de quatre atomes de carbone entourée de 10 atomes d'hydrogène.

Un groupe plus compliqué de composés organiques sont les lipides ou les graisses. Ils comprennent une chaîne hydrocarbonée mais ont également une partie où la chaîne se lie à l'oxygène. Les composés organiques ne contenant que du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène sont appelés glucides.

Le glycérol est un exemple de simple lipide. Sa formule chimique est C₃H₈O₃, et il a une chaîne de trois atomes de carbone avec un atome d'oxygène lié à chacun. Le glycérol est un élément constitutif qui forme la base de nombreux lipides plus complexes.

La plupart des protéines sont de très grosses molécules avec des structures complexes qui leur permettent de jouer un rôle important dans les réactions chimiques organiques. Dans de telles réactions, des parties des protéines se séparent, sont réarrangées ou se joignent à de nouvelles chaînes. Même les protéines les plus simples ont de longues chaînes et de nombreuses sous-sections.

Par exemple, le 3-amino-2-butanol a la formule chimique C₄H₁₁NON, mais c'est vraiment une séquence de sections d'hydrocarbures avec un atome d'azote et un atome d'oxygène attachés. Il est plus clairement représenté par la formule CH₃CH(NH₂)CH(OH)CH₃, et l'acide aminé est utilisé dans des réactions chimiques pour produire d'autres protéines.

Les acides nucléiques forment la base du code génétique des cellules vivantes et sont de longues chaînes de sous-unités répétitives. Pour l'acide nucléique désoxyribonucléique ou ADN, par exemple, les molécules contiennent un groupe phosphate, un sucre et les sous-unités répétitives cytosine, guanine, thymine et adénine. La partie d'une molécule d'ADN contenant de la cytosine a une formule chimique C₉H₁₂O₆N₃P, et les sections contenant différentes sous-unités forment de longues molécules de polymère situées dans le noyau des cellules.

Certains composés organiques sont les molécules les plus complexes qui existent, et ils reflètent la complexité des réactions chimiques qui rendent la vie possible. Même avec cette complexité, les molécules sont constituées de relativement peu d'éléments et ont toutes du carbone comme composant majeur.