Kas yra organinis junginys?

Organiniuose junginiuose visada yra anglies kartu su kitais elementais, reikalingais gyviems organizmams funkcionuoti. Anglis yra pagrindinis elementas, nes išoriniame elektronų apvalkale yra keturi elektronai, kuriuose telpa aštuoni elektronai. Dėl to jis gali sudaryti daugybę ryšių su kitais anglies atomais ir elementais, tokiais kaip vandenilis, deguonis ir azotas. Angliavandeniliai ir baltymai yra geri organinių molekulių, galinčių formuoti ilgas grandines ir sudėtingas struktūras, pavyzdžiai. Organiniai junginiai, sudaryti iš šių molekulių, yra pagrindas cheminėms reakcijoms augalų ir gyvūnų ląstelėse - reakcijos, suteikiančios energijos maisto paieškai, dauginimuisi ir visiems kitiems reikalingiems procesams gyvenimo.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Organinis junginys yra chemikalų, turinčių anglies atomų, sujungtų vienas su kitu ir su kitais atomais, kovalentiniais ryšiais ir randamas gyvų organizmų ląstelėse, klasės narys. Vandenilis, deguonis ir azotas yra tipiški elementai, kurie, be anglies, sudaro organinius junginius. Kai to reikia specifinėms organinėms cheminėms reakcijoms, taip pat gali būti kitų elementų, tokių kaip siera, fosforas, geležis ir varis, pėdsakų. Pagrindinės organinių junginių grupės yra angliavandeniliai, lipidai, baltymai ir nukleorūgštys.

Keturi organinių junginių tipai yra angliavandeniliai, lipidai, baltymai ir nukleorūgštys, jie gyvoje ląstelėje atlieka skirtingas funkcijas. Nors daugelis organinių junginių nėra polinės molekulės ir todėl gerai neištirpsta ląstelės vandenyje, jie dažnai ištirpsta kituose organiniuose junginiuose. Pavyzdžiui, nors angliavandeniai, tokie kaip cukrus, yra šiek tiek poliarūs ir tirpsta vandenyje, riebalai to nedaro. Tačiau riebalai tirpsta kituose organiniuose tirpikliuose, pavyzdžiui, eteriuose. Tirpaluose keturių tipų organinės molekulės sąveikauja ir sudaro naujus junginius, kai jos liečiasi gyvame audinyje.

Organiniai junginiai yra nuo paprastų medžiagų, kurių molekulės susideda iš kelių tik dviejų elementų atomų, iki ilgų, sudėtingų polimerų, kurių molekulėse yra daug elementų. Pavyzdžiui, angliavandenilius sudaro tik anglis ir vandenilis. Jie gali sudaryti paprastas molekules arba ilgas atomų grandines ir yra naudojami ląstelių struktūrai bei kaip pagrindiniai sudėtingesnių molekulių blokai.

Lipidai yra riebalai ir panašios medžiagos, sudarytos iš anglies, vandenilio ir deguonies. Jie padeda formuoti ląstelių sieneles ir membranas ir yra pagrindinis maisto komponentas. Baltymus sudaro anglis, vandenilis, deguonis ir azotas, jie ląstelėse atlieka dvi pagrindines funkcijas. Jie sudaro dalį ląstelių ir organų struktūrų, tačiau jie taip pat yra fermentai, hormonai ir kiti organiniai chemikalai, kurie dalyvauja cheminėse reakcijose, kad gautų gyvybei būtinas medžiagas.

Nukleorūgštis sudaro anglis, vandenilis, deguonis, azotas ir fosforas. Kaip RNR ir DNR, jie saugo instrukcijas cheminiams procesams, kuriuose dalyvauja kiti baltymai. Tai yra spiralės formos genetinio kodo molekulės. Visi keturi organinių molekulių tipai yra pagrįsti anglimi ir keliais kitais elementais, tačiau jie turi skirtingas savybes.

Angliavandeniliai yra paprasčiausi organiniai junginiai, o paprasčiausias angliavandenilis yra CH₄ arba metanas. Anglies atomas dalijasi elektronais su keturiais vandenilio atomais, kad užbaigtų savo išorinį elektronų apvalkalą.

Vietoj to, kad jungtųsi tik su vandenilio atomais, anglies atomas gali dalytis vienu ar dviem savo išorinio apvalkalo elektronais su kitu anglies atomu, formuodamas ilgas grandines. Pavyzdžiui, butanas, C.₄H₁₀, sudaro keturių anglies atomų grandinė, apsupta 10 vandenilio atomų.

Sudėtingesnė organinių junginių grupė yra lipidai arba riebalai. Jie apima angliavandenilių grandinę, tačiau taip pat turi dalį, kurioje grandinė jungiasi su deguonimi. Organiniai junginiai, turintys tik anglies, vandenilio ir deguonies, vadinami angliavandeniais.

Glicerolis yra paprasto lipido pavyzdys. Jo cheminė formulė yra C₃H₈O₃, ir ji turi trijų anglies atomų grandinę su deguonies atomu, sujungtu su kiekvienu. Glicerolis yra statybinė medžiaga, sudaranti daug sudėtingesnių lipidų pagrindą.

Dauguma baltymų yra labai didelės molekulės, turinčios sudėtingą struktūrą, leidžiančios jiems atlikti svarbų vaidmenį organinėse cheminėse reakcijose. Tokių reakcijų metu baltymų dalys išsiskiria, yra pertvarkomos arba sujungiamos su naujomis grandinėmis. Net paprasčiausi baltymai turi ilgas grandines ir daug poskyrių.

Pavyzdžiui, 3-amino-2-butanolis turi cheminę formulę C₄H₁₁NE, bet tai iš tikrųjų yra angliavandenilių sekcijų seka su prijungtu azoto ir deguonies atomu. Tai aiškiau parodo formulė CH₃CH (NH₂) CH (OH) CH₃, o aminorūgštis naudojama cheminėse reakcijose gaminant kitus baltymus.

Nukleorūgštys sudaro gyvų ląstelių genetinio kodo pagrindą ir yra ilgos besikartojančių subvienetų stygos. Pavyzdžiui, nukleorūgšties deoksiribonukleino rūgšties arba DNR molekulėse yra fosfatų grupė, cukrus ir besikartojantys subvienetai citozinas, guaninas, timinas ir adeninas. DNR molekulės dalis, kurioje yra citozinas, turi cheminę formulę C₉H₁₂O₆N₃P, o sekcijos, kuriose yra skirtingi subvienetai, sudaro ilgas polimero molekules, esančias ląstelių branduolyje.

Kai kurie organiniai junginiai yra sudėtingiausios egzistuojančios molekulės ir jie atspindi cheminių reakcijų, kurios daro gyvybę įmanoma, sudėtingumą. Net ir esant tokiam sudėtingumui, molekulės susideda iš palyginti nedaug elementų, o visų jų pagrindinis komponentas yra anglis.