Organic vs. Molecule anorganice

Distincția dintre chimia organică și cea anorganică nu este una banală. Cursurile de studii din universitățile din întreaga lume sunt structurate pe baza distincției. Și chiar și printre cei fără pregătire formală în chimie există un sens oarecum intuitiv al diferenței. Zaharurile, amidonul și uleiurile sunt compuse din molecule organice. Apa, acidul din baterie și sarea de masă sunt anorganice. (Nu confundați acest lucru cu definiția alimentelor organice; aceasta este o chestiune diferită care implică mai mult o distincție agricolă și politică.)

•••xerviar / iStock / Getty Images

Semnul distinctiv al moleculelor organice este că acestea conțin carbon. O noțiune timpurie de molecule organice față de anorganice a fost că moleculele organice au fost derivate strict din viețuitoare. Se pare că există molecule organice care provin din alte surse decât procesele vii. Așadar, devine cu adevărat că caracteristica cheie pentru moleculele organice este prezența carbonului. Cu toate acestea, este încă cazul că probabil majoritatea moleculelor organice cunoscute rezultă din procese vii.

•••Luca Francesco Giovanni Bertolli / iStock / Getty Images

Atomii de carbon formează cu ușurință legături chimice cu alți atomi de carbon. De asemenea, formează cu ușurință legături chimice cu atomii de hidrogen. O moleculă compusă din atomi de carbon și atomi de hidrogen fără alte elemente implicate se numește hidrocarbură. Hidrocarburile sunt compuși organici foarte obișnuiți și familiarizați. Benzina este o hidrocarbură; la fel și metanul, etanul, propanul și butanul.

•••Dino Ablakovic / iStock / Getty Images

O caracteristică a atomului de carbon este că va forma legături cu alți atomi de carbon, adesea într-un lanț sau o formație inelară. Odată ajuns în această configurație, carbonul se va lega și chimic de atomii altor elemente.

Există șase elemente pentru care carbonul are o asociere specială. Acestea includ carbonul în sine, precum și 1. hidrogen; 2. oxigen; 3. azot; 4. fosfor; și 5. sulf.

Diverse combinații ale acestor elemente formează ceea ce sunt cunoscute în chimia organică drept grupuri funcționale. Există șapte dintre aceste grupe funcționale în compușii organici. (Rețineți că cinci dintre elemente sunt ele însele anorganice, dar atunci când sunt combinate cu carbon devin parte a unei molecule organice.)

Grupurile funcționale conferă proprietăți caracteristice unor substanțe organice foarte familiare. Unul dintre acestea este alcoolul pe care îl numim etanol. Etanolul este o moleculă organică relativ simplă compusă din doi atomi de carbon, șase atomi de hidrogen și o așa-numită grupă funcțională hidroxil. Gruparea funcțională hidroxil este, de asemenea, relativ simplă. Este doar un atom de oxigen și un atom de hidrogen. La fel ca în întreaga chimie - organică sau anorganică - adunarea sau scăderea unui singur atom poate schimba dramatic proprietățile unei molecule. Molecula de etanol fără gruparea funcțională hidroxil, dar cu doar un atom de hidrogen în locul său, nu este etanol, ci este compusul organic etan. Etanul este un vapor, nu un lichid, în condiții normale și servește ca agent frigorific.

Alte grupe funcționale includ așa-numita grupă carboxil, formată dintr-un atom de carbon, doi atomi de oxigen și un atom de hidrogen. Molecula organică simplă care conține un atom de carbon și patru atomi de hidrogen este compusul organic metan sau gaz natural. Înlocuirea unuia dintre atomii de hidrogen din molecula de metan cu o grupare carboxil formează compusul organic acid acetic. Acidul acetic este ceea ce conferă oțetului mirosul și gustul familiar.

•••FU / amanaimages RF / amana images / Getty Images

Molecula de apă - o moleculă anorganică - este o moleculă care prezintă polaritate (o sarcină magnetică). Acest lucru se datorează faptului că atomul de oxigen din molecula de apă tinde să aibă o sarcină negativă asociată cu acesta. Atomii de hidrogen tind să aibă o sarcină pozitivă. Aceste opuse sunt cele care mențin molecula de apă împreună ca o unitate. De asemenea, aceste sarcini fac din molecula de apă ceea ce se numește moleculă polară. Pe partea de oxigen a moleculei de apă există o sarcină negativă parțială; pe fiecare dintre părțile de hidrogen ale moleculei există sarcini parțiale pozitive.

Moleculele organice compuse doar din carbon și hidrogen (cunoscute din nou sub numele de hidrocarburi), în absența grupărilor funcționale, sunt în esență nepolare. Observația familiară că uleiul și apa nu se amestecă se datorează tocmai acestei disparități. Apa este o moleculă polară și s-ar amesteca și / sau dizolva alte molecule polare. Dar uleiurile sunt chimic nepolare și există o respingere care rezistă la amestecare și dizolvare.

•••AaronAmat / iStock / Getty Images

O modalitate de a obține un sentiment de molecule organice versus molecule anorganice este cu câteva exemple comune. Apa și masa sunt compuși anorganici. Sarea de masă este un exemplu de ceea ce se numește un compus ionic. Sodiul formează un ion încărcat pozitiv (un cation) și clorul formează un ion încărcat negativ (un anion). Aceste sarcini electrice mențin molecula de clorură de sodiu laolaltă. Clorura de sodiu poate fi un compus important pentru ființele vii, dar din moment ce nu este produsă în mod real de viețuitoare și nu conține carbon, este un bun exemplu de moleculă anorganică. Apa este un alt exemplu de compus care este important - de fapt esențial - pentru viețuitoarele, dar este el însuși compus din molecule anorganice. Este folosit de, dar nu este fabricat de către viețuitoare și nu conține carbon.