Органічні проти Неорганічні молекули

Різниця між органічною та неорганічною хімією не є тривіальною. Курси навчання в університетах по всьому світу структуровані на основі відмінностей. І навіть серед тих, хто не має офіційної підготовки з хімії, існує дещо інтуїтивне відчуття різниці. Цукри, крохмалі та олії складаються з органічних молекул. Вода, акумуляторна кислота та кухонна сіль є неорганічними. (Не плутайте це з визначенням органічної їжі; це інша справа, яка передбачає більше сільськогосподарських та політичних відмінностей.)

•••xerviar / iStock / Getty Images

Відмінною рисою органічних молекул є те, що вони містять вуглець. Ранні уявлення про органічні молекули проти неорганічних полягали в тому, що органічні молекули суворо походять від живих істот. Виявляється, є органічні молекули, які походять з інших джерел, крім живих процесів. Отже, справді стає, що ключовою особливістю органічних молекул є наявність вуглецю. Проте все ще буває так, що, мабуть, більшість відомих органічних молекул є результатом живих процесів.

•••Лука Франческо Джованні Бертоллі / iStock / Getty Images

Атоми вуглецю легко утворюють хімічні зв’язки з іншими атомами вуглецю. Вони також легко утворюють хімічні зв’язки з атомами водню. Молекула, що складається з атомів вуглецю та атомів водню без участі інших елементів, називається вуглеводнем. Вуглеводні - дуже поширені і звичні органічні сполуки. Бензин - вуглеводень; так само є метан, етан, пропан та бутан.

•••Діно Аблакович / iStock / Getty Images

Характеристика атома вуглецю полягає в тому, що він буде утворювати зв’язки з іншими атомами вуглецю, часто в ланцюговій або кільцевій формації. Опинившись у цій конфігурації, вуглець також хімічно зв’язується з атомами інших елементів.

Існує шість елементів, для яких вуглець має певну асоціацію. Сюди входить сам вуглець, а також 1. водень; 2. кисень; 3. азот; 4. фосфор; та 5. сірка.

Різні комбінації цих елементів утворюють те, що відомо в органічній хімії як функціональні групи. У органічних сполуках сім таких функціональних груп. (Зверніть увагу, що п’ять елементів самі по собі є неорганічними, але в поєднанні з вуглецем вони стають частиною органічної молекули.)

Функціональні групи надають характерні властивості деяким дуже звичним органічним речовинам. Одним з них є алкоголь, який ми називаємо етанолом. Етанол - це відносно проста органічна молекула, що складається з двох атомів вуглецю, шести атомів водню і однієї так званої гідроксильної функціональної групи. Гідроксильна функціональна група сама по собі також відносно проста. Це просто атом кисню та атом водню. Як і вся хімія - органічна чи неорганічна - додавання або віднімання лише одного атома може кардинально змінити властивості молекули. Молекула етанолу без гідроксильної функціональної групи, але лише на місці атома водню, не є етанолом, а є органічною сполукою етаном. Етан у звичайних умовах є парою, а не рідиною і служить холодоагентом.

Інші функціональні групи включають так звану карбоксильну групу, що складається з атома вуглецю, двох атомів кисню та атома водню. Проста органічна молекула з одним атомом вуглецю та чотирма атомами водню - це органічна сполука метан або природний газ. Заміна одного з атомів водню в молекулі метану на карбоксильну групу утворює органічну сполуку оцтову кислоту. Оцтова кислота - це те, що надає оцту звичний запах і смак.

•••FU / amanaimagesRF / amana images / Getty Images

Молекула води - неорганічна молекула - це молекула, яка проявляє полярність (магнітний заряд). Це пов’язано з тим, що атом кисню в молекулі води, як правило, пов’язаний із цим негативним зарядом. Атоми водню, як правило, мають позитивний заряд. Саме ці протилежності утримують молекулу води разом як одиницю. Також ці заряди роблять молекулу води так званою полярною молекулою. На кисневій стороні молекули води є частковий негативний заряд; на кожній з водневих частин молекули є часткові позитивні заряди.

Органічні молекули, що складаються лише з вуглецю та водню (знову відомі як вуглеводні), за відсутності функціональних груп, по суті неполярні. Звичне спостереження, що нафта та вода не змішуються, саме завдяки цій нерівності. Вода є полярною молекулою і змішується з та / або розчиняє інші полярні молекули. Але масла хімічно неполярні, і існує відштовхування, яке протистоїть змішуванню та розчиненню.

•••AaronAmat / iStock / Getty Images

Одним із способів отримати уявлення про органічні та неорганічні молекули є деякі загальні приклади. Вода і стіл - це неорганічні сполуки. Кухонна сіль є прикладом того, що називають іонною сполукою. Натрій утворює позитивно заряджений іон (катіон), а хлор - негативно заряджений іон (аніон). Ці електричні заряди утримують молекулу хлориду натрію разом. Хлорид натрію може бути важливою сполукою для живих істот, але оскільки він насправді не виробляється живими істотами і не містить вуглецю, це хороший приклад неорганічної молекули. Вода - ще один приклад сполуки, яка важлива - насправді необхідна - для живих істот, але сама складається з неорганічних молекул. Він використовується живими істотами, але не виробляється і не містить вуглецю.