Hva er en organisk forbindelse?

Organiske forbindelser inneholder alltid karbon sammen med andre elementer som er nødvendige for at levende organismer skal fungere. Karbon er nøkkelelementet fordi det har fire elektroner i et ytre elektronskall som kan holde åtte elektroner. Som et resultat kan det danne mange typer bindinger med andre karbonatomer og grunnstoffer som hydrogen, oksygen og nitrogen. Hydrokarboner og proteiner er gode eksempler på organiske molekyler som kan danne lange kjeder og komplekse strukturer. De organiske forbindelsene som består av disse molekylene er grunnlaget for kjemiske reaksjoner i cellene til planter og dyr - reaksjoner som gir energi til å finne mat, til reproduksjon og til alle andre prosesser som er nødvendige for liv.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

En organisk forbindelse er medlem av en klasse kjemikalier som inneholder karbonatomer bundet til hverandre og til andre atomer ved kovalente bindinger og finnes i cellene i levende organismer. Hydrogen, oksygen og nitrogen er typiske elementer som utgjør organiske forbindelser i tillegg til karbon. Spor av andre elementer som svovel, fosfor, jern og kobber kan også være tilstede når det er nødvendig for spesifikke organiske kjemiske reaksjoner. Hovedgruppene av organiske forbindelser er hydrokarboner, lipider, proteiner og nukleinsyrer.

De fire typene organiske forbindelser er hydrokarboner, lipider, proteiner og nukleinsyrer, og de utfører forskjellige funksjoner i en levende celle. Mens mange organiske forbindelser ikke er polare molekyler og derfor ikke oppløses godt i vannet i en celle, oppløses de ofte i andre organiske forbindelser. For eksempel, mens karbohydrater som sukker er litt polare og oppløses i vann, gjør ikke fett det. Men fett oppløses i andre organiske løsningsmidler som etere. Når de er i løsning, samhandler de fire typene organiske molekyler og danner nye forbindelser når de kommer i kontakt i levende vev.

Organiske forbindelser spenner fra enkle stoffer med molekyler som består av noen få atomer med bare to grunnstoffer til lange, komplekse polymerer der molekylene inneholder mange elementer. Hydrokarboner består for eksempel bare av karbon og hydrogen. De kan danne enkle molekyler eller lange kjeder av atomer og brukes til cellestruktur og som grunnleggende byggesteiner for mer komplekse molekyler.

Lipider er fett og lignende materialer som består av karbon, hydrogen og oksygen. De hjelper til med å danne cellevegger og membraner og er en viktig komponent i maten. Proteiner består av karbon, hydrogen, oksygen og nitrogen, og de har to hovedfunksjoner i celler. De utgjør en del av celle- og organstrukturer, men de er også enzymer, hormoner og andre organiske kjemikalier som deltar i kjemiske reaksjoner for å produsere materialene som er essensielle for livet.

Nukleinsyrer består av karbon, hydrogen, oksygen, nitrogen og fosfor. Som RNA og DNA lagrer de instruksjonene for kjemiske prosesser som involverer andre proteiner. De er de spiralformede molekylene i den genetiske koden. De fire typene organiske molekyler er alle basert på karbon og noen få andre elementer, men de har forskjellige egenskaper.

Hydrokarboner er de enkleste organiske forbindelsene, og det enkleste hydrokarbonet er CH₄ eller metan. Karbonatomet deler elektroner med fire hydrogenatomer for å fullføre det ytre elektronskallet.

I stedet for å binde seg til bare hydrogenatomer, kan et karbonatom dele en eller to av de ytre skallelektronene med et annet karbonatom og danne lange kjeder. For eksempel butan, C₄H₁₀, består av en kjede med fire karbonatomer omgitt av 10 hydrogenatomer.

En mer komplisert gruppe organiske forbindelser er lipider eller fettstoffer. De inkluderer en hydrokarbonkjede, men har også en del der kjeden binder seg med oksygen. Organiske forbindelser som bare inneholder karbon, hydrogen og oksygen kalles karbohydrater.

Glyserol er et eksempel på en enkel lipid. Den kjemiske formelen er C₃H₈O₃, og den har en kjede på tre karbonatomer med et oksygenatom bundet til hver enkelt. Glyserol er en byggestein som danner basen til mange mer komplekse lipider.

De fleste proteiner er veldig store molekyler med komplekse strukturer som gjør at de kan ta viktige roller i organiske kjemiske reaksjoner. I slike reaksjoner brytes deler av proteinene fra hverandre, omorganiseres eller sammenføyes med nye kjeder. Selv de enkleste proteinene har lange kjeder og mange underseksjoner.

For eksempel har 3-amino-2-butanol den kjemiske formelen C₄H₁₁NEI, men det er egentlig en sekvens av hydrokarbonseksjoner med et nitrogen og et oksygenatom festet. Det er tydeligere vist med formelen CH₃CH (NH₂) CH (OH) CH₃, og aminosyren brukes i kjemiske reaksjoner for å produsere andre proteiner.

Nukleinsyrer danner grunnlaget for den genetiske koden til levende celler og er lange strenger av gjentatte underenheter. For nukleinsyre deoksyribonukleinsyre eller DNA, for eksempel, inneholder molekylene en fosfatgruppe, et sukker og de gjentatte underenhetene cytosin, guanin, tymin og adenin. Delen av et DNA-molekyl som inneholder cytosin, har en kjemisk formel C₉H₁₂O₆N₃P, og seksjonene som inneholder forskjellige underenheter, danner lange polymermolekyler som ligger i cellens kjerne.

Noen organiske forbindelser er de mest komplekse molekylene som finnes, og de speiler kompleksiteten til de kjemiske reaksjonene som gjør livet mulig. Selv med denne kompleksiteten består molekylene av relativt få elementer, og alle har karbon som en hovedkomponent.