לעומת אורגני מולקולות אנאורגניות

ההבחנה בין כימיה אורגנית לאי-אורגנית איננה טריוויאלית. מסלולי הלימוד באוניברסיטאות ברחבי העולם בנויים על פי ההבחנה. וגם בקרב אלה ללא הכשרה פורמלית בכימיה יש תחושה מעט אינטואיטיבית של ההבדל. סוכרים, עמילנים ושמנים מורכבים ממולקולות אורגניות. מים, חומצת סוללה ומלח שולחן אינם אורגניים. (אל תבלבלו זאת עם ההגדרה של מזון אורגני; זה עניין אחר שכולל יותר הבחנה חקלאית ופוליטית.)

•••xerviar / iStock / Getty Images

סימן ההיכר של מולקולות אורגניות הוא שהן מכילות פחמן. תפיסה מוקדמת של מולקולות אורגניות לעומת אורגניות הייתה שמולקולות אורגניות נגזרות בקפדנות מיצורים חיים. מסתבר שישנן מולקולות אורגניות שמקורן במקורות שאינם תהליכי חיים. אז באמת הופך שהתכונה המרכזית של מולקולות אורגניות היא נוכחות של פחמן. עם זאת, עדיין המקרה הוא שאולי רוב המולקולות האורגניות הידועות נובעות מתהליכי חיים.

•••לוקה פרנצ'סקו ג'ובאני ברטולי / iStock / Getty Images

אטומי פחמן יוצרים בקלות קשרים כימיים עם אטומי פחמן אחרים. הם גם יוצרים בקלות קשרים כימיים עם אטומי מימן. מולקולה המורכבת מאטומי פחמן ואטומי מימן ללא אלמנטים אחרים המעורבים נקראת פחמימן. פחמימנים הם תרכובות אורגניות נפוצות ומוכרות מאוד. בנזין הוא פחמימן; כך גם מתאן, אתאן, פרופאן ובוטאן.

•••דינו אבלקוביץ '/ iStock / Getty Images

מאפיין של אטום הפחמן הוא שהוא יוצר קשרים לאטומי פחמן אחרים, לרוב בשרשרת או בתצורת טבעת. ברגע שבתצורה זו, פחמן ייקשר גם כימית עם אטומים של יסודות אחרים.

ישנם שישה אלמנטים שעבורם יש לפחמן קשר מסוים. אלה כוללים פחמן עצמו וכן 1. מֵימָן; 2. חַמצָן; 3. חַנקָן; 4. זַרחָן; ו -5. גוֹפרִית.

שילובים שונים של יסודות אלה יוצרים את מה שמכונה בכימיה האורגנית קבוצות פונקציונליות. ישנן שבע מקבוצות פונקציונליות אלה בתרכובות אורגניות. (שימו לב שחמישה מהיסודות הם עצמם אורגניים, אך בשילוב עם פחמן הם הופכים לחלק ממולקולה אורגנית).

קבוצות פונקציונליות מעניקות תכונות אופייניות לכמה חומרים אורגניים מוכרים מאוד. אחד מהם הוא האלכוהול שאנו מכנים אתנול. אתנול הוא מולקולה אורגנית פשוטה יחסית המורכבת משני אטומי פחמן, שישה אטומי מימן וקבוצת פונקציה הידרוקסיל אחת כביכול. הקבוצה הפונקציונלית של הידרוקסיל היא עצמה גם יחסית פשוטה. זה רק אטום חמצן ואטום מימן. כמו בכל הכימיה - אורגנית או אנאורגנית - תוספת או חיסור של אטום אחד בלבד יכולה לשנות את תכונות המולקולה באופן דרמטי. מולקולת האתנול ללא קבוצת ההידרוקסיל אך עם אטום מימן בלבד במקומה אינה אתנול אלא היא האתאן התרכובת האורגנית. האתאן הוא אדי, לא נוזל, בתנאים רגילים ומשמש כקירור.

קבוצות פונקציונליות אחרות כוללות את מה שמכונה קבוצת קרבוקסיל, המורכבת מאטום פחמן, שני אטומי חמצן ואטום מימן. המולקולה האורגנית הפשוטה הכוללת אטום פחמן אחד וארבעה אטומי מימן היא התרכובת האורגנית מתאן או גז טבעי. החלפת אחד מאטומי המימן במולקולת המתאן בקבוצת קרבוקסיל יוצרת את התרכובת האורגנית חומצה אצטית. חומצה אצטית היא זו שמעניקה לחומץ את הריח והטעם המוכרים לה.

•••FU / amanaimagesRF / amana images / Getty Images

מולקולת המים - מולקולה אנאורגנית - היא מולקולה המפגינה קוטביות (מטען מגנטי). הסיבה לכך היא כי אטום החמצן במולקולת המים נוטה להיות מטען שלילי הקשור אליו. אטומי המימן נוטים להיות בעלי מטען חיובי. ההפכים הללו הם שמקפידים על מולקולת המים כיחידה. המטענים הללו הם גם שהופכים את מולקולת המים למה שמכונה מולקולה קוטבית. בצד החמצן של מולקולת המים יש מטען שלילי חלקי; בכל אחד מחלקי המימן של המולקולה יש מטענים חיוביים חלקיים.

מולקולות אורגניות המורכבות מפחמן ומימן בלבד (המכונות שוב פחמימנים), בהעדר קבוצות פונקציונליות, אינן פולניות. התצפית המוכרת ששמן ומים אינם מתערבבים נובעת בדיוק מפער זה. מים הם מולקולה קוטבית והם יתערבבו ו / או ימיסו מולקולות קוטביות אחרות. אך שמנים אינם קוטביים מבחינה כימית ויש דחייה העומדת בפני ערבוב והתמוססות.

•••AaronAmat / iStock / Getty Images

אחת הדרכים להשיג תחושה של מולקולות אורגניות לעומת אורגניות היא בעזרת כמה דוגמאות נפוצות. מים ושולחן הם תרכובות אורגניות. מלח שולחן הוא דוגמה למה שמכונה תרכובת יונית. נתרן יוצר יון טעון חיובי (קטיון) וכלור יוצר יון טעון שלילי (אניון). מטענים חשמליים אלה מחזיקים את מולקולת הנתרן כלוריד. נתרן כלורי עשוי להיות תרכובת חשובה ליצורים חיים אך מכיוון שהוא לא באמת מיוצר על ידי יצורים חיים והוא אינו מכיל פחמן, הוא מהווה דוגמה טובה למולקולה אנאורגנית. מים הם דוגמה נוספת לתרכובת שחשובה - חיונית למעשה - ליצורים חיים אך היא מורכבת בעצמה ממולקולות אנאורגניות. הוא משמש אך לא מיוצר על ידי יצורים חיים ואינו מכיל שום פחמן.