Skillet mellom organisk og uorganisk kjemi er ikke trivielt. Studiekurs ved universiteter over hele verden er strukturert basert på skillet. Og selv blant de uten formell opplæring i kjemi er det en noe intuitiv følelse av forskjellen. Sukker, stivelse og oljer består av organiske molekyler. Vann, batterisyre og bordsalt er uorganisk. (Ikke forveksle dette med definisjonen av økologisk mat; det er en annen sak som innebærer mer en jordbruks- og politisk skille.)
Karbon
•••xerviar / iStock / Getty Images
Kjennetegnet ved organiske molekyler er at de inneholder karbon. En tidlig forestilling om organiske molekyler kontra uorganiske var at organiske molekyler var strengt avledet fra levende ting. Det viser seg at det er organiske molekyler som stammer fra andre kilder enn levende prosesser. Så det blir virkelig at nøkkelfunksjonen for organiske molekyler er tilstedeværelsen av karbon. Det er likevel slik at kanskje flertallet av kjente organiske molekyler skyldes levende prosesser.
Hydrokarboner
•••Luca Francesco Giovanni Bertolli / iStock / Getty Images
Karbonatomer danner lett kjemiske bindinger med andre karbonatomer. De danner også lett kjemiske bindinger med hydrogenatomer. Et molekyl som består av karbonatomer og hydrogenatomer uten andre involverte elementer kalles hydrokarbon. Hydrokarboner er veldig vanlige og kjente organiske forbindelser. Bensin er et hydrokarbon; det er også metan, etan, propan og butan.
Funksjonelle grupper
•••Dino Ablakovic / iStock / Getty Images
Et kjennetegn ved karbonatomet er at det vil danne bindinger til andre karbonatomer, ofte i en kjede eller en ringformasjon. En gang i denne konfigurasjonen vil karbon også kjemisk bindes med atomer av andre grunnstoffer.
Det er seks elementer som karbon har en bestemt tilknytning for. Disse inkluderer karbon i seg selv samt 1. hydrogen; 2. oksygen; 3. nitrogen; 4. fosfor; og 5. svovel.
Ulike kombinasjoner av disse elementene danner det som i organisk kjemi er kjent som funksjonelle grupper. Det er syv av disse funksjonelle gruppene i organiske forbindelser. (Merk at fem av elementene i seg selv er uorganiske, men når de kombineres med karbon blir de en del av et organisk molekyl.)
Funksjonelle grupper gir karakteristiske egenskaper til noen kjente organiske stoffer. En av disse er alkoholen vi kaller etanol. Etanol er et relativt enkelt organisk molekyl sammensatt av to karbonatomer, seks hydrogenatomer og en såkalt hydroksylfunksjonell gruppe. Den hydroksylfunksjonelle gruppen er i seg selv også relativt enkel. Det er bare et oksygenatom og et hydrogenatom. Som med all kjemi - organisk eller uorganisk - kan tilsetning eller subtraksjon av bare ett atom endre molekylets egenskaper dramatisk. Etanolmolekylet uten hydroksylfunksjonell gruppe, men med bare et hydrogenatom i stedet, er ikke etanol, men er den organiske forbindelsen etan. Etan er en damp, ikke en væske, under normale forhold og fungerer som kjølemiddel.
Andre funksjonelle grupper inkluderer den såkalte karboksylgruppen, som består av et karbonatom, to oksygenatomer og et hydrogenatom. Det enkle organiske molekylet med ett karbonatom og fire hydrogenatomer er den organiske forbindelsen metan eller naturgass. Å erstatte et av hydrogenatomene i metanmolekylet med en karboksylgruppe danner den organiske forbindelsen eddiksyre. Eddiksyre er det som gir eddik sin kjente lukt og smak.
Polaritet
•••FU / amanaimagesRF / amana images / Getty Images
Vannmolekylet - et uorganisk molekyl - er et molekyl som viser polaritet (en magnetisk ladning). Dette er fordi oksygenatomet i vannmolekylet har en negativ ladning assosiert med det. Hydrogenatomene har en tendens til å ha en positiv ladning. Det er disse motsetningene som holder vannmolekylet sammen som en enhet. Det er også disse ladningene som gjør vannmolekylet det som kalles et polært molekyl. På oksygensiden av vannmolekylet er det en delvis negativ ladning; på hver av hydrogendelene i molekylet er det delvis positive ladninger.
Organiske molekyler sammensatt av bare karbon og hydrogen (igjen kjent som hydrokarboner), i fravær av funksjonelle grupper, er i det vesentlige ikke-polare. Den kjente observasjonen at olje og vann ikke blandes, skyldes nettopp denne ulikheten. Vann er et polært molekyl og vil blandes med og / eller oppløse andre polare molekyler. Men oljer er kjemisk upolære, og det er en frastøting som motstår blanding og oppløsning.
Eksempler
•••AaronAmat / iStock / Getty Images
En måte å få en følelse av organiske versus uorganiske molekyler er med noen vanlige eksempler. Vann og bord er uorganiske forbindelser. Bordsalt er et eksempel på det som kalles en ionisk forbindelse. Natrium danner et positivt ladet ion (et kation) og klor danner et negativt ladet ion (et anion). Disse elektriske ladningene holder natriumkloridmolekylet sammen. Natriumklorid kan være en viktig forbindelse til levende ting, men siden det ikke egentlig produseres av levende ting og det ikke inneholder karbon, er det et godt eksempel på et uorganisk molekyl. Vann er et annet eksempel på en forbindelse som er viktig - faktisk viktig - for levende ting, men som selv består av uorganiske molekyler. Den brukes av men ikke produsert av levende ting og inneholder ikke karbon.