Rozdiel medzi organickou a anorganickou chémiou nie je malicherný. Študijné odbory na univerzitách po celom svete sú štruktúrované na základe tohto rozlíšenia. A dokonca aj medzi tými, ktorí nemajú formálne vzdelanie v chémii, existuje trochu intuitívny pocit rozdielu. Cukry, škroby a oleje sú zložené z organických molekúl. Voda, kyselina z batérie a kuchynská soľ sú anorganické. (Nemýľte si to s definíciou ekologických potravín; to je iná záležitosť, ktorá spočíva viac v poľnohospodárskom a politickom rozlíšení.)
Uhlík
•••xerviar / iStock / Getty Images
Charakteristickým znakom organických molekúl je, že obsahujú uhlík. Skorá predstava organických molekúl oproti anorganickým spočívala v tom, že organické molekuly boli striktne odvodené od živých vecí. Ukazuje sa, že existujú organické molekuly, ktoré pochádzajú z iných zdrojov, ako sú živé procesy. Takže sa skutočne stáva, že kľúčovou vlastnosťou organických molekúl je prítomnosť uhlíka. Stále však platí, že pravdepodobne väčšina známych organických molekúl je výsledkom živých procesov.
Uhľovodíky
•••Luca Francesco Giovanni Bertolli / iStock / Getty Images
Atómy uhlíka ľahko vytvárajú chemické väzby s inými atómami uhlíka. Tiež ľahko vytvárajú chemické väzby s atómami vodíka. Molekula zložená z atómov uhlíka a atómov vodíka bez ďalších prvkov sa nazýva uhľovodík. Uhľovodíky sú veľmi bežné a známe organické zlúčeniny. Benzín je uhľovodík; rovnako aj metán, etán, propán a bután.
Funkčné skupiny
•••Dino Ablakovic / iStock / Getty Images
Atómom uhlíka je charakteristické, že bude vytvárať väzby s inými atómami uhlíka, často v reťazci alebo vo forme kruhu. V tejto konfigurácii bude uhlík tiež chemicky viazaný s atómami iných prvkov.
Existuje šesť prvkov, pre ktoré má uhlík osobitnú asociáciu. Patria sem samotný uhlík, ako aj 1. vodík; 2. kyslík; 3. dusík; 4. fosfor; a 5. síra.
Rôzne kombinácie týchto prvkov tvoria to, čo je v organickej chémii známe ako funkčné skupiny. V organických zlúčeninách je týchto funkčných skupín sedem. (Upozorňujeme, že päť prvkov je samo anorganických, ale v kombinácii s uhlíkom sa stanú súčasťou organickej molekuly.)
Funkčné skupiny prepožičiavajú charakteristické vlastnosti niektorým veľmi známym organickým látkam. Jedným z nich je alkohol, ktorý nazývame etanol. Etanol je pomerne jednoduchá organická molekula zložená z dvoch atómov uhlíka, šiestich atómov vodíka a jednej takzvanej hydroxylovej funkčnej skupiny. Samotná hydroxylová funkčná skupina je tiež relatívne jednoduchá. Je to iba atóm kyslíka a atóm vodíka. Rovnako ako v prípade celej chémie - organickej alebo anorganickej - aj pridanie alebo odčítanie iba jedného atómu môže dramaticky zmeniť vlastnosti molekuly. Molekula etanolu bez hydroxylovej funkčnej skupiny, ale iba s atómom vodíka, nie je etanol, ale je to organická zlúčenina etán. Etán je za normálnych podmienok para, nie kvapalina, ktorá slúži ako chladivo.
Medzi ďalšie funkčné skupiny patrí takzvaná karboxylová skupina, ktorá obsahuje atóm uhlíka, dva atómy kyslíka a atóm vodíka. Jednoduchá organická molekula s jedným atómom uhlíka a štyrmi atómami vodíka je organická zlúčenina metán alebo zemný plyn. Nahradením jedného z atómov vodíka v molekule metánu karboxylovou skupinou vzniká organická zlúčenina kyselina octová. Kyselina octová je to, čo dodáva octu jeho známu vôňu a chuť.
Polarita
•••FU / amanaimagesRF / amana images / Getty Images
Molekula vody - anorganická molekula - je molekula, ktorá vykazuje polaritu (magnetický náboj). Je to tak preto, lebo atóm kyslíka v molekule vody má tendenciu mať s ním spojený negatívny náboj. Atómy vodíka majú tendenciu mať kladný náboj. Práve tieto protiklady udržujú molekulu vody pohromade ako jednotku. Sú to tiež tieto náboje, ktoré vytvárajú molekulu vody, ktorá sa nazýva polárna molekula. Na kyslíkovej strane molekuly vody je čiastočný záporný náboj; na každej z vodíkových častí molekuly sú čiastočné kladné náboje.
Organické molekuly zložené iba z uhlíka a vodíka (opäť známe ako uhľovodíky) sú pri absencii funkčných skupín v podstate nepolárne. Známe pozorovanie, že olej a voda sa nemiešajú, je spôsobené práve týmito rozdielmi. Voda je polárna molekula a miešala by sa s alebo s inými polárnymi molekulami. Ale oleje sú chemicky nepolárne a existuje odpor, ktorý odoláva miešaniu a rozpúšťaniu.
Príklady
•••AaronAmat / iStock / Getty Images
Jedným zo spôsobov, ako získať predstavu o organických a anorganických molekulách, je niekoľko bežných príkladov. Voda a stoly sú anorganické zlúčeniny. Stolová soľ je príkladom toho, čo sa nazýva iónová zlúčenina. Sodík tvorí kladne nabitý ión (katión) a chlór záporne nabitý ión (anión). Tieto elektrické náboje držia molekulu chloridu sodného pohromade. Chlorid sodný môže byť dôležitou zlúčeninou pre živé veci, ale pretože ho reálne neprodukujú živé látky a neobsahuje uhlík, je dobrým príkladom anorganickej molekuly. Voda je ďalším príkladom zlúčeniny, ktorá je dôležitá - v skutočnosti nevyhnutná - pre živé veci, ale je sama o sebe zložená z anorganických molekúl. Používajú ho, ale nevyrábajú ho živé bytosti a neobsahuje žiadny uhlík.