Vad är en organisk förening?

Organiska föreningar innehåller alltid kol tillsammans med andra element som behövs för att levande organismer ska fungera. Kol är nyckelelementet eftersom det har fyra elektroner i ett yttre elektronskal som kan rymma åtta elektroner. Som ett resultat kan den bilda många typer av bindningar med andra kolatomer och element som väte, syre och kväve. Kolväten och proteiner är bra exempel på organiska molekyler som kan bilda långa kedjor och komplexa strukturer. De organiska föreningarna som består av dessa molekyler är grunden för kemiska reaktioner i cellerna hos växter och djur - reaktioner som ger energi för att hitta mat, för reproduktion och för alla andra processer som är nödvändiga för liv.

TL; DR (för lång; Läste inte)

En organisk förening är medlem i en klass av kemikalier som innehåller kolatomer kopplade till varandra och till andra atomer genom kovalenta bindningar och finns i cellerna i levande organismer. Väte, syre och kväve är typiska element som utgör organiska föreningar förutom kol. Spår av andra grundämnen såsom svavel, fosfor, järn och koppar kan också vara närvarande när det behövs för specifika organiska kemiska reaktioner. Huvudgrupperna av organiska föreningar är kolväten, lipider, proteiner och nukleinsyror.

De fyra typerna av organiska föreningar är kolväten, lipider, proteiner och nukleinsyror, och de utför olika funktioner i en levande cell. Medan många organiska föreningar inte är polära molekyler och därför inte löser sig bra i vattnet i en cell, löses de ofta i andra organiska föreningar. Till exempel, medan kolhydrater som socker är något polära och löser sig i vatten, gör inte fett det. Men fetter löses upp i andra organiska lösningsmedel som etrar. När de är i lösning interagerar de fyra typerna av organiska molekyler och bildar nya föreningar när de kommer i kontakt i levande vävnad.

Organiska föreningar sträcker sig från enkla ämnen med molekyler som består av några atomer med endast två element till långa, komplexa polymerer vars molekyler innehåller många element. Kolväten består till exempel av endast kol och väte. De kan bilda enkla molekyler eller långa kedjor av atomer och används för cellstruktur och som grundläggande byggstenar för mer komplexa molekyler.

Lipider är fetter och liknande material som består av kol, väte och syre. De hjälper till att bilda cellväggar och membran och är en viktig del av maten. Proteiner består av kol, väte, syre och kväve, och de har två huvudfunktioner i celler. De utgör en del av cell- och organstrukturerna, men de är också enzymer, hormoner och andra organiska kemikalier som deltar i kemiska reaktioner för att producera material som är livsviktiga.

Nukleinsyror består av kol, väte, syre, kväve och fosfor. Som RNA och DNA lagrar de instruktionerna för kemiska processer som involverar andra proteiner. De är de spiralformade molekylerna i den genetiska koden. De fyra typerna av organiska molekyler är alla baserade på kol och några andra element, men de har olika egenskaper.

Kolväten är de enklaste organiska föreningarna och det enklaste kolvätet är CH₄ eller metan. Kolatomen delar elektroner med fyra väteatomer för att slutföra sitt yttre elektronskal.

I stället för att binda med endast väteatomer kan en kolatom dela en eller två av dess yttre skalelektroner med en annan kolatom och bilda långa kedjor. Till exempel butan, C₄H₁₀, består av en kedja med fyra kolatomer omgiven av 10 väteatomer.

En mer komplicerad grupp organiska föreningar är lipiderna eller fetterna. De inkluderar en kolvätekedja men har också en del där kedjan binder med syre. Organiska föreningar som endast innehåller kol, väte och syre kallas kolhydrater.

Glycerol är ett exempel på en enkel lipid. Dess kemiska formel är C₃H₈O₃och den har en kedja med tre kolatomer med en syreatom bunden till var och en. Glycerol är en byggsten som utgör basen för många mer komplexa lipider.

De flesta proteiner är mycket stora molekyler med komplexa strukturer som gör att de kan ta viktiga roller i organiska kemiska reaktioner. I sådana reaktioner bryts delar av proteinerna isär, ordnas om eller förenas med nya kedjor. Även de enklaste proteinerna har långa kedjor och många underavsnitt.

Till exempel har 3-amino-2-butanol den kemiska formeln C₄H₁₁NEJ, men det är verkligen en sekvens av kolvätesektioner med kväve och en syreatom fäst. Det visas tydligare med formeln CH₃CH (NH₂) CH (OH) CH₃och aminosyran används i kemiska reaktioner för att producera andra proteiner.

Nukleinsyror utgör grunden för den levande cellens genetiska kod och är långa strängar av upprepande underenheter. För nukleinsyra deoxiribonukleinsyra eller DNA, till exempel, innehåller molekylerna en fosfatgrupp, ett socker och de upprepande underenheterna cytosin, guanin, tymin och adenin. Den del av en DNA-molekyl som innehåller cytosin har en kemisk formel C₉H₁₂O₆N₃P, och sektionerna som innehåller olika underenheter bildar långa polymermolekyler belägna i cellkärnan.

Vissa organiska föreningar är de mest komplexa molekyler som finns, och de speglar komplexiteten hos de kemiska reaktioner som gör livet möjligt. Även med denna komplexitet består molekylerna av relativt få element och har alla kol som en huvudkomponent.