Razlika između organske i anorganske kemije nije trivijalna. Tečajevi studija na sveučilištima širom svijeta strukturirani su na temelju razlika. Pa čak i među onima koji nemaju formalno obrazovanje iz kemije, pomalo je intuitivan osjećaj razlike. Šećeri, škrob i ulja sastoje se od organskih molekula. Voda, akumulatorska kiselina i kuhinjska sol su anorganske. (Ne miješajte ovo s definicijom organske hrane; to je druga stvar koja uključuje više poljoprivredne i političke razlike.)
Ugljik
•••xerviar / iStock / Getty Images
Obilježje organskih molekula je da sadrže ugljik. Rani pojam organskih molekula u odnosu na anorganske bio je da su organske molekule strogo izvedene iz živih bića. Ispada da postoje organske molekule koje potječu iz izvora koji nisu živi procesi. Tako doista postaje ključno svojstvo organskih molekula prisutnost ugljika. Ipak je još uvijek slučaj da možda većina poznatih organskih molekula proizlazi iz živih procesa.
Ugljikovodici
•••Luca Francesco Giovanni Bertolli / iStock / Getty Images
Atomi ugljika lako tvore kemijske veze s ostalim atomima ugljika. Također lako tvore kemijske veze s atomima vodika. Molekula sastavljena od atoma ugljika i atoma vodika bez ikakvih ostalih elemenata naziva se ugljikovodik. Ugljikovodici su vrlo česti i poznati organski spojevi. Benzin je ugljikovodik; tako su i metan, etan, propan i butan.
Funkcionalne skupine
•••Dino Ablaković / iStock / Getty Images
Karakteristika atoma ugljika je da će tvoriti veze s drugim atomima ugljika, često u lancu ili prstenastoj formaciji. Jednom u ovoj konfiguraciji, ugljik će se također kemijski povezati s atomima drugih elemenata.
Šest je elemenata za koje ugljik ima određenu povezanost. To uključuje sam ugljik, kao i 1. vodik; 2. kisik; 3. dušik; 4. fosfor; i 5. sumpor.
Razne kombinacije ovih elemenata tvore ono što je u organskoj kemiji poznato kao funkcionalne skupine. Postoji sedam ovih funkcionalnih skupina u organskim spojevima. (Imajte na umu da su pet elemenata sami po sebi anorganski, ali u kombinaciji s ugljikom postaju dijelom organske molekule.)
Funkcionalne skupine daju karakteristična svojstva nekim vrlo poznatim organskim tvarima. Jedan od njih je alkohol koji nazivamo etanolom. Etanol je relativno jednostavna organska molekula koja se sastoji od dva atoma ugljika, šest atoma vodika i jedne takozvane hidroksilne funkcionalne skupine. Hidroksilna funkcionalna skupina sama je također relativno jednostavna. To je samo atom kisika i atom vodika. Kao i u čitavoj kemiji - organskoj ili anorganskoj - dodavanje ili oduzimanje samo jednog atoma može dramatično promijeniti svojstva molekule. Molekula etanola bez hidroksilne funkcionalne skupine, ali sa samo atomom vodika na svom mjestu, nije etanol, već je organski spoj etan. Etan je para, a ne tekućina, u normalnim uvjetima i služi kao rashladno sredstvo.
Ostale funkcionalne skupine uključuju takozvanu karboksilnu skupinu, koja se sastoji od atoma ugljika, dva atoma kisika i atoma vodika. Jednostavna organska molekula koja sadrži jedan atom ugljika i četiri atoma vodika je organski spoj metan ili prirodni plin. Zamjenom jednog od atoma vodika u molekuli metana karboksilnom skupinom nastaje organski spoj octena kiselina. Octena kiselina je ono što octu daje poznati miris i okus.
Polaritet
•••FU / amanaimagesRF / amana slike / Getty Images
Molekula vode - anorganska molekula - je molekula koja pokazuje polaritet (magnetski naboj). To je zato što je atom kisika u molekuli vode povezan s negativnim nabojem. Atomi vodika imaju tendenciju pozitivnog naboja. Upravo te suprotnosti molekulu vode drže zajedno kao jedinicu. Također ti naboji čine molekulu vode onom što se naziva polarnom molekulom. Na kisikovoj strani molekule vode postoji djelomični negativni naboj; na svakom od vodikovih dijelova molekule postoje djelomični pozitivni naboji.
Organske molekule sastavljene samo od ugljika i vodika (opet poznate kao ugljikovodici), u odsustvu funkcionalnih skupina, u osnovi su nepolarne. Poznato zapažanje da se ulje i voda ne miješaju upravo je zbog ovog nesrazmjera. Voda je polarna molekula i miješala bi se i / ili otapala druge polarne molekule. Ali ulja su kemijski nepolarna i postoji odbojnost koja se opire miješanju i otapanju.
Primjeri
•••AaronAmat / iStock / Getty Images
Jedan od načina da se stekne osjećaj organske ili anorganske molekule je nekoliko uobičajenih primjera. Voda i stol anorganski su spojevi. Stolna sol primjer je onoga što se naziva ionskim spojem. Natrij tvori pozitivno nabijeni ion (kation), a klor negativno nabijeni ion (anion). Ti električni naboji drže molekulu natrijevog klorida na okupu. Natrijev klorid može biti važan spoj živih bića, ali budući da ga stvarno ne proizvode živa bića i ne sadrži ugljik, dobar je primjer anorganske molekule. Voda je još jedan primjer spoja koji je važan - zapravo neophodan - za živa bića, ali i sam se sastoji od anorganskih molekula. Koriste ga živa bića, ali ga ne proizvode i ne sadrži ugljik.