Что такое органическое соединение?

Органические соединения всегда содержат углерод вместе с другими элементами, которые необходимы для функционирования живых организмов. Углерод является ключевым элементом, потому что он имеет четыре электрона на внешней электронной оболочке, которая может удерживать восемь электронов. В результате он может образовывать много типов связей с другими атомами углерода и элементами, такими как водород, кислород и азот. Углеводороды и белки - хорошие примеры органических молекул, которые могут образовывать длинные цепи и сложные структуры. Органические соединения, состоящие из этих молекул, являются основой химических реакций в клетках растений и животных. - реакции, дающие энергию для поиска пищи, воспроизводства и всех других процессов, необходимых для жизнь.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

Органическое соединение является членом класса химических веществ, содержащих атомы углерода, связанные друг с другом и с другими атомами ковалентными связями и обнаруженные в клетках живых организмов. Водород, кислород и азот являются типичными элементами, входящими в состав органических соединений помимо углерода. Следы других элементов, таких как сера, фосфор, железо и медь, также могут присутствовать, когда это необходимо для конкретных органических химических реакций. Основные группы органических соединений - углеводороды, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.

Четыре типа органических соединений - это углеводороды, липиды, белки и нуклеиновые кислоты, и они выполняют разные функции в живой клетке. Хотя многие органические соединения не являются полярными молекулами и поэтому плохо растворяются в воде клетки, они часто растворяются в других органических соединениях. Например, в то время как углеводы, такие как сахар, слабо полярны и растворяются в воде, жиры - нет. Но жиры растворяются в других органических растворителях, например в простых эфирах. Находясь в растворе, четыре типа органических молекул взаимодействуют и образуют новые соединения при контакте с живой тканью.

Органические соединения варьируются от простых веществ с молекулами, состоящими из нескольких атомов всего двух элементов, до длинных сложных полимеров, молекулы которых включают множество элементов. Например, углеводороды состоят только из углерода и водорода. Они могут образовывать простые молекулы или длинные цепочки атомов и используются для клеточной структуры и в качестве основных строительных блоков для более сложных молекул.

Липиды - это жиры и подобные материалы, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Они помогают формировать клеточные стенки и мембраны и являются основным компонентом пищи. Белки состоят из углерода, водорода, кислорода и азота и выполняют в клетках две основные функции. Они являются частью структур клеток и органов, но они также являются ферментами, гормонами и другими органическими химическими веществами, которые принимают участие в химических реакциях для производства материалов, необходимых для жизни.

Нуклеиновые кислоты состоят из углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора. Как РНК и ДНК, они хранят инструкции для химических процессов с участием других белков. Это спиралевидные молекулы генетического кода. Все четыре типа органических молекул основаны на углероде и некоторых других элементах, но имеют разные свойства.

Углеводороды - это простейшие органические соединения, а самым простым углеводородом является CH.₄ или метан. Атом углерода делит электроны с четырьмя атомами водорода, образуя внешнюю электронную оболочку.

Вместо того, чтобы связываться только с атомами водорода, атом углерода может делить один или два электрона своей внешней оболочки с другим атомом углерода, образуя длинные цепи. Например, бутан, C₄ЧАС₁₀, состоит из цепочки из четырех атомов углерода, окруженных 10 атомами водорода.

Более сложная группа органических соединений - это липиды или жиры. Они включают углеводородную цепь, но также имеют часть, в которой цепь связывается с кислородом. Органические соединения, содержащие только углерод, водород и кислород, называются углеводами.

Глицерин - это пример простого липида. Его химическая формула - C₃ЧАС₈О₃, и он имеет цепочку из трех атомов углерода, с каждым из которых связан атом кислорода. Глицерин - это строительный блок, который составляет основу многих более сложных липидов.

Большинство белков - это очень большие молекулы со сложной структурой, которые позволяют им играть важную роль в органических химических реакциях. В таких реакциях части белков распадаются, перестраиваются или соединяются в новые цепи. Даже самые простые белки имеют длинные цепи и множество подразделов.

Например, 3-амино-2-бутанол имеет химическую формулу C₄ЧАС₁₁НЕТ, но на самом деле это последовательность углеводородных участков с присоединенными атомами азота и кислорода. Более наглядно это показывает формула CH₃CH (NH₂) СН (ОН) СН₃, а аминокислота используется в химических реакциях для производства других белков.

Нуклеиновые кислоты составляют основу генетического кода живых клеток и представляют собой длинные цепочки повторяющихся субъединиц. Например, для дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК нуклеиновой кислоты молекулы содержат фосфатную группу, сахар и повторяющиеся субъединицы цитозин, гуанин, тимин и аденин. Часть молекулы ДНК, содержащая цитозин, имеет химическую формулу C₉ЧАС₁₂О₆N₃P, а участки, содержащие разные субъединицы, образуют длинные полимерные молекулы, расположенные в ядре клетки.

Некоторые органические соединения являются наиболее сложными молекулами из существующих, и они отражают сложность химических реакций, которые делают возможной жизнь. Даже при такой сложности молекулы состоят из относительно небольшого количества элементов, и все они имеют углерод в качестве основного компонента.