რა არის ორგანული ნაერთი?

ორგანული ნაერთები ყოველთვის შეიცავს ნახშირბადს სხვა ელემენტებთან ერთად, რომლებიც საჭიროა ცოცხალი ორგანიზმების ფუნქციონირებისთვის. ნახშირბადი არის მთავარი ელემენტი, რადგან მას აქვს ოთხი ელექტრონი გარეთა ელექტრონულ გარსში, რომელსაც შეუძლია რვა ელექტრონი შეიტანოს. შედეგად, მას შეუძლია შექმნას მრავალი სახის ბმა სხვა ნახშირბადის ატომებთან და ელემენტებთან, როგორიცაა წყალბადის, ჟანგბადის და აზოტის. ნახშირწყალბადები და ცილები ორგანული მოლეკულების კარგი მაგალითებია, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან გრძელი ჯაჭვები და რთული სტრუქტურები. ამ მოლეკულებისგან შემდგარი ორგანული ნაერთები მცენარეთა და ცხოველთა უჯრედებში ქიმიური რეაქციების საფუძველია - რეაქციები, რომლებიც უზრუნველყოფენ ენერგიას საკვების მოსაძებნად, გამრავლებისთვის და ყველა სხვა საჭირო პროცესისთვის სიცოცხლე

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ორგანული ნაერთი არის ქიმიკატების იმ ჯგუფის წევრი, რომელიც შეიცავს ნახშირბადის ატომებს, რომლებიც დაკავშირებულია ერთმანეთთან და სხვა ატომებთან კოვალენტური ბმებით და გვხვდება ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედებში. წყალბადის, ჟანგბადის და აზოტის ტიპიური ელემენტებია, რომლებიც ნახშირბადის გარდა ქმნიან ორგანულ ნაერთებს. სხვა ელემენტების კვალი, როგორიცაა გოგირდი, ფოსფორი, რკინა და სპილენძი, შეიძლება ასევე არსებობდეს, როდესაც ეს საჭიროა კონკრეტული ორგანული ქიმიური რეაქციებისათვის. ორგანული ნაერთების ძირითადი ჯგუფებია ნახშირწყალბადები, ლიპიდები, ცილები და ნუკლეინის მჟავები.

ორგანული ნაერთების ოთხი ტიპია ნახშირწყალბადები, ლიპიდები, ცილები და ნუკლეინის მჟავები და ისინი სხვადასხვა ფუნქციებს ასრულებენ ცოცხალ უჯრედში. მიუხედავად იმისა, რომ მრავალი ორგანული ნაერთი არ არის პოლარული მოლეკულა და ამიტომ კარგად არ იხსნება უჯრედის წყალში, ისინი ხშირად იხსნება სხვა ორგანულ ნაერთებში. მაგალითად, მაშინ როდესაც ნახშირწყლები, როგორიცაა შაქარი ოდნავ პოლარულია და იხსნება წყალში, ცხიმები არა. მაგრამ ცხიმები იხსნება სხვა ორგანულ გამხსნელებში, როგორიცაა ეთერები. ხსნარში ხსნისას, ორგანული მოლეკულების ოთხი ტიპი ურთიერთქმედებს და ქმნის ახალ ნაერთებს, რადგან ისინი კონტაქტში მოდიან ცოცხალი ქსოვილის შიგნით.

ორგანული ნაერთები მოიცავს მარტივი ნივთიერებებით მოლეკულებს, რომლებიც შედგება მხოლოდ ორი ელემენტის რამდენიმე ატომისგან, გრძელი და რთული პოლიმერებიდან, რომელთა მოლეკულები მრავალ ელემენტს შეიცავს. მაგალითად ნახშირწყალბადები მხოლოდ ნახშირბადისგან და წყალბადისგან შედგება. მათ შეუძლიათ შექმნან მარტივი მოლეკულები ან ატომების გრძელი ჯაჭვები და იყენებენ უჯრედების სტრუქტურისთვის და უფრო რთული მოლეკულების ძირითადი საშენი ბლოკები.

ლიპიდები არის ცხიმები და მსგავსი მასალები, რომლებიც შედგება ნახშირბადის, წყალბადის და ჟანგბადისგან. ისინი ხელს უწყობენ უჯრედის კედლებისა და მემბრანის ფორმირებას და საკვების ძირითადი კომპონენტია. ცილები შედგება ნახშირბადისგან, წყალბადისგან, ჟანგბადისგან და აზოტისგან და მათ უჯრედებში ორი ძირითადი ფუნქცია აქვთ. ისინი ქმნიან უჯრედისა და ორგანოს სტრუქტურების ნაწილს, მაგრამ ასევე არიან ფერმენტები, ჰორმონები და სხვა ორგანული ქიმიკატები, რომლებიც მონაწილეობენ ქიმიურ რეაქციებში, სიცოცხლისთვის აუცილებელი მასალების წარმოქმნის მიზნით.

ნუკლეინის მჟავები შედგება ნახშირბადის, წყალბადის, ჟანგბადის, აზოტის და ფოსფორისგან. როგორც RNA და დნმ, ისინი ინახავენ ქიმიური პროცესების ინსტრუქციებს, რომლებიც მოიცავს სხვა ცილებს. ისინი გენეტიკური კოდის სპირალის ფორმის მოლეკულებია. ორგანული მოლეკულების ოთხი ტიპი ყველა ემყარება ნახშირბადს და რამდენიმე სხვა ელემენტს, მაგრამ მათ განსხვავებული თვისებები აქვთ.

ნახშირწყალბადები არის უმარტივესი ორგანული ნაერთები, ხოლო ყველაზე მარტივი ნახშირწყალბადები არის CH₄ ან მეთანი. ნახშირბადის ატომი ელექტრონებს უზიარებს წყალბადის ოთხ ატომს, რათა დასრულდეს მისი გარე ელექტრონული გარსი.

ნახშირბადის ატომს მხოლოდ წყალბადის ატომებთან შეერთების ნაცვლად, შეუძლია გაანაწილოს მისი გარე გარსის ელექტრონები ერთი ან ორი სხვა ნახშირბადის ატომთან და შექმნას გრძელი ჯაჭვები. მაგალითად, ბუტანი, C₄ჰ₁₀, შედგება ნახშირბადის ოთხი ატომის ჯაჭვისგან, რომელიც გარშემორტყმულია 10 წყალბადის ატომით.

ორგანული ნაერთების უფრო რთული ჯგუფია ლიპიდები ან ცხიმები. მათში შედის ნახშირწყალბადების ჯაჭვი, მაგრამ ასევე აქვთ ნაწილი, სადაც ჯაჭვი უკავშირდება ჟანგბადს. ორგანულ ნაერთებს, რომლებიც შეიცავს მხოლოდ ნახშირბადს, წყალბადს და ჟანგბადს, ნახშირწყლებს უწოდებენ.

გლიცეროლი არის მარტივი ლიპიდის მაგალითი. მისი ქიმიური ფორმულაა C₃ჰ₈ო₃და მას აქვს სამი ნახშირბადის ატომების ჯაჭვი, რომელთანაც ჟანგბადის ატომია დაკავშირებული. გლიცეროლი არის საშენი მასალა, რომელიც ქმნის მრავალი უფრო რთული ლიპიდის ფუძეს.

ცილების უმეტესობა არის ძალიან დიდი მოლეკულები რთული სტრუქტურით, რაც მათ საშუალებას აძლევს მნიშვნელოვანი როლი მიიღონ ორგანულ ქიმიურ რეაქციებში. ამგვარი რეაქციების დროს, ცილების ნაწილები იშლება, აწყობენ ან უერთდებიან ახალ ჯაჭვებს. უმარტივეს ცილებსაც კი აქვთ გრძელი ჯაჭვები და მრავალი ქვეპუნქტი.

მაგალითად, 3-ამინო-2-ბუტანოლს აქვს ქიმიური ფორმულა C₄ჰ₁₁არა, მაგრამ ეს ნამდვილად არის ნახშირწყალბადების მონაკვეთების თანმიმდევრობა აზოტით და ჟანგბადის ატომით. ეს უფრო ნათლად ჩანს ფორმულით CH₃CH (NH)₂) CH (OH) CH₃და ამინომჟავა გამოიყენება ქიმიური რეაქციების დროს სხვა ცილების წარმოსაქმნელად.

ნუკლეინის მჟავები ქმნის ცოცხალი უჯრედების გენეტიკური კოდის საფუძველს და განმეორებითი ქვედანაყოფების გრძელი სიმებია. მაგალითად, ნუკლეინის მჟავას დეოქსირიბონუკლეინის მჟავას ან დნმ-სთვის, მოლეკულები შეიცავს ფოსფატის ჯგუფს, შაქარს და განმეორებად ქვედანაყოფებს ციტოზინს, გუანინს, თიმინს და ადენინს. ციტოზინის შემცველი დნმ-ის მოლეკულის ნაწილს აქვს ქიმიური ფორმულა C₉ჰ₁₂ო₆ნ₃P, და სხვადასხვა ქვედანაყოფების შემცველი განყოფილებები ქმნიან გრძელ პოლიმერულ მოლეკულებს, რომლებიც განლაგებულია უჯრედების ბირთვში.

ზოგიერთი ორგანული ნაერთი არის ყველაზე რთული მოლეკულები, რომლებიც არსებობენ და ისინი ასახავენ ქიმიური რეაქციების სირთულეს, რაც სიცოცხლის საშუალებას იძლევა. ამ სირთულის პირობებშიც კი, მოლეკულები შედარებით მცირე ელემენტებისგან შედგება და ყველა მათგანს ნახშირბადი აქვს, როგორც ძირითადი კომპონენტი.