สารประกอบอินทรีย์คืออะไร?

สารประกอบอินทรีย์มักประกอบด้วยคาร์บอนพร้อมกับองค์ประกอบอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตในการทำงาน คาร์บอนเป็นองค์ประกอบสำคัญเพราะมีอิเล็กตรอนสี่ตัวในเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกที่สามารถเก็บอิเล็กตรอนได้แปดตัว เป็นผลให้สามารถสร้างพันธะหลายประเภทกับอะตอมและองค์ประกอบคาร์บอนอื่น ๆ เช่นไฮโดรเจนออกซิเจนและไนโตรเจน ไฮโดรคาร์บอนและโปรตีนเป็นตัวอย่างที่ดีของโมเลกุลอินทรีย์ที่สามารถสร้างสายยาวและโครงสร้างที่ซับซ้อนได้ สารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยโมเลกุลเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของพืชและสัตว์ – ปฏิกิริยาที่ให้พลังงานในการหาอาหาร เพื่อการสืบพันธุ์ และกระบวนการอื่นๆ ที่จำเป็นสำหรับ necessary ชีวิต.

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

สารประกอบอินทรีย์เป็นสมาชิกของสารเคมีประเภทหนึ่งที่มีอะตอมของคาร์บอนเชื่อมโยงซึ่งกันและกันและกับอะตอมอื่น ๆ โดยพันธะโควาเลนต์และพบได้ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบทั่วไปที่ประกอบเป็นสารประกอบอินทรีย์นอกเหนือจากคาร์บอน อาจมีร่องรอยของธาตุอื่นๆ เช่น กำมะถัน ฟอสฟอรัส เหล็ก และทองแดง เมื่อจำเป็นสำหรับปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์จำเพาะ สารประกอบอินทรีย์กลุ่มหลัก ได้แก่ ไฮโดรคาร์บอน ลิปิด โปรตีน และกรดนิวคลีอิก

สารประกอบอินทรีย์สี่ประเภท ได้แก่ ไฮโดรคาร์บอน ลิปิด โปรตีน และกรดนิวคลีอิก และทำหน้าที่ต่างกันในเซลล์ที่มีชีวิต แม้ว่าสารประกอบอินทรีย์หลายชนิดจะไม่ใช่โมเลกุลที่มีขั้ว ดังนั้นจึงไม่สามารถละลายได้ดีในน้ำของเซลล์ แต่มักจะละลายในสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ตัวอย่างเช่น แม้ว่าคาร์โบไฮเดรตอย่างน้ำตาลจะมีขั้วเล็กน้อยและละลายในน้ำ แต่ไขมันกลับไม่ละลาย แต่ไขมันจะละลายในตัวทำละลายอินทรีย์อื่นๆ เช่น อีเทอร์ เมื่ออยู่ในสารละลาย โมเลกุลอินทรีย์ทั้งสี่ชนิดจะโต้ตอบและก่อตัวเป็นสารประกอบใหม่เมื่อสัมผัสกันภายในเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต

สารประกอบอินทรีย์มีตั้งแต่สารธรรมดาที่มีโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมเพียงไม่กี่อะตอมที่มีองค์ประกอบเพียงสององค์ประกอบ ไปจนถึงพอลิเมอร์ที่ซับซ้อนและยาวซึ่งโมเลกุลประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง ตัวอย่างเช่น ไฮโดรคาร์บอนประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจนเท่านั้น พวกมันสามารถสร้างโมเลกุลอย่างง่ายหรือเป็นสายโซ่ยาวของอะตอม และใช้สำหรับโครงสร้างเซลล์และเป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น

ลิปิดคือไขมันและวัสดุที่คล้ายกันซึ่งประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ช่วยสร้างผนังเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์และเป็นส่วนประกอบสำคัญของอาหาร โปรตีนประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน และมีหน้าที่หลักสองประการในเซลล์ พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างเซลล์และอวัยวะ แต่พวกมันยังเป็นเอนไซม์ ฮอร์โมน และสารเคมีอินทรีย์อื่นๆ ที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีเพื่อผลิตวัสดุที่จำเป็นสำหรับชีวิต

กรดนิวคลีอิกประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส ในฐานะที่เป็น RNA และ DNA พวกมันเก็บคำแนะนำสำหรับกระบวนการทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนอื่นๆ พวกมันคือโมเลกุลรูปเกลียวของรหัสพันธุกรรม โมเลกุลอินทรีย์ทั้งสี่ประเภทมีพื้นฐานมาจากคาร์บอนและองค์ประกอบอื่นๆ สองสามชนิด แต่มีคุณสมบัติต่างกัน

ไฮโดรคาร์บอนเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ง่ายที่สุด และไฮโดรคาร์บอนที่ง่ายที่สุดคือ CH₄ หรือมีเทน อะตอมของคาร์บอนใช้อิเล็กตรอนร่วมกับไฮโดรเจนสี่อะตอมเพื่อทำให้เปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกสมบูรณ์

แทนที่จะผูกมัดกับอะตอมของไฮโดรเจนเพียงอย่างเดียว อะตอมของคาร์บอนสามารถแบ่งอิเล็กตรอนของเปลือกนอกหนึ่งหรือสองอิเล็กตรอนกับอะตอมของคาร์บอนอีกตัวหนึ่ง ก่อตัวเป็นสายโซ่ยาวได้ ตัวอย่างเช่น บิวเทน C₄โฮ₁₀ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน 4 อะตอม ล้อมรอบด้วยไฮโดรเจน 10 อะตอม

สารประกอบอินทรีย์กลุ่มที่ซับซ้อนกว่านั้นคือไขมันหรือไขมัน ประกอบด้วยสายโซ่ไฮโดรคาร์บอน แต่ยังมีส่วนที่โซ่จับกับออกซิเจน สารประกอบอินทรีย์ที่มีคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนเท่านั้นเรียกว่าคาร์โบไฮเดรต

กลีเซอรอลเป็นตัวอย่างหนึ่งของไขมันอย่างง่าย สูตรทางเคมีของมันคือ C₃โฮ₈อู๋₃และมีสายโซ่คาร์บอนสามอะตอมที่มีอะตอมออกซิเจนผูกมัดกัน กลีเซอรอลเป็นส่วนประกอบสำคัญที่สร้างฐานของไขมันที่ซับซ้อนมากขึ้น

โปรตีนส่วนใหญ่เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่มากซึ่งมีโครงสร้างซับซ้อนที่ช่วยให้มีบทบาทสำคัญในปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์ ในปฏิกิริยาดังกล่าว บางส่วนของโปรตีนจะแตกออกจากกัน ถูกจัดเรียงใหม่หรือรวมเข้ากับสายโซ่ใหม่ แม้แต่โปรตีนที่ง่ายที่สุดก็มีสายโซ่ยาวและส่วนย่อยมากมาย

ตัวอย่างเช่น 3-amino-2-butanol มีสูตรทางเคมี C₄โฮ₁₁ไม่ใช่ แต่จริงๆ แล้วมันเป็นลำดับของส่วนไฮโดรคาร์บอนที่มีไนโตรเจนและอะตอมออกซิเจนติดอยู่ มันแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนมากขึ้นโดยสูตร CH₃CH(NH .)₂)CH(OH)CH₃และกรดอะมิโนถูกใช้ในปฏิกิริยาเคมีเพื่อผลิตโปรตีนอื่นๆ

กรดนิวคลีอิกเป็นพื้นฐานของรหัสพันธุกรรมของเซลล์ที่มีชีวิตและเป็นสายยาวของหน่วยย่อยที่เกิดซ้ำ สำหรับกรดนิวคลีอิกกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกหรือดีเอ็นเอ ตัวอย่างเช่น โมเลกุลประกอบด้วยหมู่ฟอสเฟต น้ำตาล และหน่วยย่อยที่ทำซ้ำคือ ไซโตซีน กัวนีน ไทมีน และอะดีนีน ส่วนของโมเลกุล DNA ที่มี cytosine มีสูตรทางเคมี C₉โฮ₁₂อู๋₆นู๋₃P และส่วนต่างๆ ที่มีหน่วยย่อยต่างกันจะสร้างโมเลกุลพอลิเมอร์ขนาดยาวที่อยู่ในนิวเคลียสของเซลล์

สารประกอบอินทรีย์บางชนิดเป็นโมเลกุลที่ซับซ้อนที่สุดที่มีอยู่ และสะท้อนความซับซ้อนของปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้ชีวิตเป็นไปได้ แม้จะมีความซับซ้อนเช่นนี้ โมเลกุลก็ยังประกอบด้วยองค์ประกอบค่อนข้างน้อย และทั้งหมดก็มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก