Mi az a szerves vegyület?

A szerves vegyületek mindig tartalmaznak szenet más elemekkel együtt, amelyek az élő szervezetek működéséhez szükségesek. A szén a legfontosabb elem, mert négy elektron van egy külső elektronhéjban, amely nyolc elektron befogadására képes. Ennek eredményeként sokféle kötést képes kialakítani más szénatomokkal és elemekkel, például hidrogénnel, oxigénnel és nitrogénnel. A szénhidrogének és a fehérjék jó példák azokra a szerves molekulákra, amelyek hosszú láncokat és összetett struktúrákat alkothatnak. Az ezekből a molekulákból álló szerves vegyületek képezik a növények és állatok sejtjeinek kémiai reakcióinak alapját - reakciók, amelyek energiát szolgáltatnak az étel megtalálásához, a szaporodáshoz és az összes egyéb szükséges folyamathoz élet.

TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)

A szerves vegyület azon vegyi anyagok csoportjának tagja, amelyek szénatomokat tartalmaznak, amelyek kovalens kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz és más atomokhoz, és megtalálhatók az élő szervezetek sejtjeiben. A hidrogén, oxigén és nitrogén tipikus elemek, amelyek a szén mellett szerves vegyületeket alkotnak. Egyéb elemek, például kén, foszfor, vas és réz nyomai is jelen lehetnek, ha erre szükség van bizonyos szerves kémiai reakciókhoz. A szerves vegyületek fő csoportjai a szénhidrogének, lipidek, fehérjék és nukleinsavak.

A szerves vegyületek négy típusa: szénhidrogének, lipidek, fehérjék és nukleinsavak, és egy élő sejtben különböző funkciókat töltenek be. Bár sok szerves vegyület nem poláros molekula, ezért nem oldódik jól a sejt vizében, gyakran más szerves vegyületekben oldódik fel. Például, míg a szénhidrátok, például a cukor kissé polárosak és vízben oldódnak, a zsírok nem. De a zsírok más szerves oldószerekben, például éterekben oldódnak. Oldatban a négyféle szerves molekula kölcsönhatásba lépve új vegyületeket képez, amikor érintkezésbe kerülnek az élő szövetben.

A szerves vegyületek az egyszerű anyagoktól, amelyek molekulái csak két elem néhány atomjából állnak, egészen a hosszú, összetett polimerekig, amelyek molekulái sok elemet tartalmaznak. A szénhidrogének például csak szénből és hidrogénből állnak. Képezhetnek egyszerű molekulákat vagy hosszú atomláncokat, és felhasználják a sejtek felépítéséhez, valamint bonyolultabb molekulák alapvető építőköveiként.

A lipidek zsírok és hasonló anyagok, amelyek szénből, hidrogénből és oxigénből állnak. Segítenek a sejtfalak és a membránok kialakításában, és az élelmiszer fő alkotóelemei. A fehérjék szénből, hidrogénből, oxigénből és nitrogénből állnak, és két fő funkciójuk van a sejtekben. A sejt- és szervszerkezetek részét képezik, de enzimek, hormonok és egyéb szerves vegyi anyagok is, amelyek vegyi reakciókban vesznek részt az élethez nélkülözhetetlen anyagok előállításában.

A nukleinsavak szénből, hidrogénből, oxigénből, nitrogénből és foszforból állnak. RNS-ként és DNS-ként tárolják az utasításokat más fehérjéket érintő kémiai folyamatokhoz. Ezek a genetikai kód spirál alakú molekulái. A szerves molekulák négy típusa mind szénen és néhány más elemen alapul, de eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek.

A szénhidrogének a legegyszerűbb szerves vegyületek, a legegyszerűbb szénhidrogén pedig a CH₄ vagy metán. A szénatom négy hidrogénatommal osztja meg az elektronokat, hogy teljes legyen a külső elektronhéj.

Ahelyett, hogy csak hidrogénatomokkal kötődne össze, a szénatom megoszthatja egy vagy két külső héj elektronját egy másik szénatommal, hosszú láncokat alkotva. Például bután, C₄H₁₀, négy hidrogénatomból álló láncból áll, amelyet 10 hidrogénatom vesz körül.

A szerves vegyületek bonyolultabb csoportja a lipidek vagy zsírok. Tartalmaz egy szénhidrogén láncot, de van egy része is, ahol a lánc oxigénhez kötődik. A csak szenet, hidrogént és oxigént tartalmazó szerves vegyületeket szénhidrátoknak nevezzük.

A glicerin egy egyszerű lipid példája. Kémiai képlete C₃H₈O₃és három szénatomból álló lánca van, amelyekhez oxigénatom kapcsolódik. A glicerin egy építőelem, amely számos összetettebb lipid alapját képezi.

A legtöbb fehérje nagyon nagy molekula, bonyolult szerkezettel, amely lehetővé teszi számukra, hogy fontos szerepet töltsenek be a szerves kémiai reakciókban. Ilyen reakciók során a fehérjék egyes részei szétesnek, átrendeződnek vagy új láncokkal csatlakoznak. A legegyszerűbb fehérjék is hosszú láncúak és sok alszakasszal rendelkeznek.

Például a 3-amino-2-butanol kémiai képlete C₄H₁₁NO, de valójában szénhidrogén szakaszokból álló szekvencia, amelyhez nitrogén és oxigén atom kapcsolódik. Világosabban mutatja a CH képlet₃CH (NH₂) CH (OH) CH₃és az aminosavat kémiai reakciókban más fehérjék előállítására használják.

A nukleinsavak képezik az élő sejtek genetikai kódjának alapját, és az ismétlődő alegységek hosszú húrjai. Például a nukleinsav-dezoxiribonukleinsav vagy a DNS esetében a molekulák egy foszfátcsoportot, egy cukrot és az ismétlődő alegységeket citozint, guanint, timint és adenint tartalmaznak. A DNS-molekula citoszint tartalmazó részének kémiai képlete C₉H₁₂O₆N₃P, és a különböző alegységeket tartalmazó szakaszok hosszú polimer molekulákat alkotnak, amelyek a sejtmagban helyezkednek el.

Egyes szerves vegyületek a létező legösszetettebb molekulák, és tükrözik az életet lehetővé tevő kémiai reakciók összetettségét. Ennek a bonyolultságnak a ellenére is a molekulák viszonylag kevés elemből állnak, és mindegyik fő összetevője a szén.