Organska tvar je ... Organska tvar je ... Organska kemija

Organska tvar je kemijski spoj u kojem je prisutan ugljik. Iznimke su samo karbonska kiselina, karbidi, karbonati, cijanidi i ugljični oksidi.

priča

Sam pojam "organske tvari" pojavio se u svakodnevnom životu znanstvenika na pozornici ranog razvoja kemije. U to je vrijeme dominirao vitalistički svjetonazori. To je bio nastavak tradicije Aristotela i Plinija. Tijekom tog razdoblja, učeni ljudi su sudjelovali u dijeljenju svijeta u živu i neživlju. Istodobno, sve tvari bez iznimke jasno su podijeljene u mineralne i organske tvari. Vjerovalo se da je potrebna posebna "snaga" za sintetiziranje spojeva "živih" tvari. Ona je inherentna u svim živim bićima, a bez nje organski elementi se ne mogu formirati.

Ova izjava, smiješna za modernu znanost, prevladala je vrlo dugo, sve dok 1828. Friedrich Wöhler eksperimentalno nije opovrgnuo. Bio je u mogućnosti dobiti organsku ureu iz anorganskog amonijevog cijanata. To je gurnulo kemiju naprijed. Međutim, podjela tvari u organske i anorganske tvari ostala je u sadašnjem vremenu. Temelj je klasifikacije. Poznato je gotovo 27 milijuna organskih spojeva.

Zašto tako mnogo organskih spojeva?

Organska materija je, uz neke iznimke, spoj ugljika. Zapravo, ovo je vrlo neobičan element. Ugljik je u stanju stvoriti lance od atoma. Vrlo je važno da je odnos između njih stabilan.

Osim toga, ugljik u organskim tvarima pokazuje valenciju - IV. Iz toga proizlazi da taj element može formirati s drugim spojevima tvari ne samo pojedinačno nego i dvostruko i trostruko. Kako se njihova mnoštva povećavaju, lanac koji se sastoji od atoma će postati kraći. Istovremeno, stabilnost komunikacije samo se povećava.

Također, ugljik ima sposobnost formiranja ravnih, linearnih i volumetrijskih struktura. Zato postoji mnogo različitih organskih tvari u prirodi.

struktura

Kao što je gore spomenuto, organska tvar je spoj ugljika. A ovo je vrlo važno. Organski spojevi nastaju kada je njegova veza s gotovo bilo kojim elementom periodičnog stola. U prirodi, najčešće u svom sastavu (uz ugljik) uključuju kisik, vodik, sumpor, dušik i fosfor. Ostali elementi su mnogo rjeđi.

nekretnine

Dakle, organska tvar je spoj ugljika. U ovom slučaju, postoji nekoliko važnih kriterija na koje mora odgovarati. Sve tvari organskog porijekla imaju uobičajena svojstva:

1. Različita tipologija veza između atoma neizbježno dovodi do pojave izomera. Prije svega, oni nastaju kombinacijom molekula ugljika. Izomeri su različite tvari koje imaju jednu molekularnu težinu i sastav, ali različita kemijsko-fizikalna svojstva. Taj se fenomen naziva izomerizam.

2. Još jedan kriterij je fenomen homologije. To su serija organskih spojeva, u njima formula susjednih supstanci razlikuje se od prethodnih od jedne CH skupine₂. Ovo važno svojstvo koristi se u znanosti o materijalima.

Koje su klase organskih tvari?

U organske spojeve uključuje nekoliko klasa. Svi su poznati. To su proteini, lipida i ugljikohidrata. Te se skupine mogu nazvati biološkim polimerima. Oni sudjeluju u metabolizmu na staničnoj razini u bilo kojem organizmu. Također su uključene u ovu skupinu nukleinske kiseline. Tako možemo reći da je organska tvar ono što svakodnevno konzumiraju, od čega smo načinjeni.

proteini

Proteini se sastoje od strukturnih komponenti - aminokiselina. Ovo su njihovi monomeri. Proteini se također nazivaju proteinima. Poznato je oko 200 vrsta aminokiselina. Svi se nalaze u živim organizmima. Ali njih dvadeset je sastavnica proteina. Pozvani su kao osnovni. Ali u literaturi se mogu naći i manje popularni pojmovi - aminokiseline proteinogenih i bjelančevina. Formula organske tvari ove klase sadrži amin (-NH₂) i karboksilne (-COOH) sastojke. Između njih povezani su istim ugljikovim vezama.

Funkcije proteina

Proteini u tijelu biljaka i životinja izvode mnoge važne funkcije. Ali glavni je strukturni. Proteini su glavni sastojci stanične membrane i matrice organela u stanicama. U našem tijelu svi zidovi arterija, vene i kapilare, tetive i hrskavice, nokti i kosa sastoje se uglavnom od različitih bjelančevina.

Sljedeća funkcija je enzimatska. Proteini djeluju kao enzimi. Oni kataliziraju tijek kemijskih reakcija u tijelu. Oni su odgovorni za razgradnju nutritivnih komponenti u probavnom traktu. U biljkama, enzimi fiksiraju položaj ugljika tijekom fotosinteze.

neki vrste proteina nositi u tijelu različite tvari, na primjer kisik. Organska tvar također je sposobna pridružiti im se. Tako se provodi funkcija transporta. Proteini nose metalne ione, masne kiseline, hormone i, naravno, ugljični dioksid i hemoglobin uz krvne žile. Prijevoz se događa na međustaničnoj razini.

Proteinski spojevi - imunoglobulini - odgovorni su za izvođenje zaštitne funkcije. To su antitijela krvi. Na primjer, trombin i fibrinogen aktivno su uključeni u proces koagulacije. Tako sprječavaju veliki gubitak krvi.

Proteini su odgovorni za kontraktilnu funkciju. Zbog činjenice da miozin i aktin protofibrili neprestano izvode klizne pokrete jedan u odnosu na drugu, mišićna vlakna ugovore. Ali čak iu jednostaničnim organizmima pojavljuju se slični procesi. Kretanje flagella bakterija također je izravno povezano s klizanjem mikrotubula, koje su prirode poput proteina.

Oksidacija organskih tvari oslobađa veliku količinu energije. Ali, u pravilu, bjelančevine se vrlo rijetko troše na potrebe za energijom. To se događa kada su sve zalihe iscrpljene. Najbolje je za taj fit lipide i ugljikohidrate. Stoga, bjelančevine mogu obavljati energetsku funkciju, ali samo pod određenim uvjetima.

lipidi

Organska tvar je masti poput spoja. Lipidi pripadaju najjednostavnijim biološkim molekulama. Netopljivi su u vodi, ali se raspadaju u nepolarnim otopinama, poput benzina, etera i kloroforma. Oni su dio svih živih stanica. Kemijski su lipidi esteri alkohola i karboksilnih kiselina. Najpoznatiji od njih su masti. U tijelu životinja i biljaka ove supstance izvode mnoge važne funkcije. Mnogi lipidi se koriste u medicini i industriji.

Funkcije lipida

Ove organske kemikalije zajedno s proteinima u stanicama čine biološke membrane. Ali njihova glavna funkcija je energija. Kada oksidiraju masne molekule, velika količina energije se oslobađa. Odlazi u obrazovanje u ATP stanicama. U obliku lipida u tijelu može akumulirati značajnu količinu rezervi energije. Ponekad su čak i više nego neophodni za provedbu normalnog života. S patološkim promjenama u metabolizmu "masnih" stanica postaje sve veće. Iako se radi pravde treba napomenuti da su takve prekomjerne zalihe jednostavno potrebne za životinje koje su hibernacije i za biljke. Mnogi ljudi vjeruju da se stabla i grmlja hrane na tlu tijekom hladne sezone. Zapravo, oni troše zalihe ulja i masti koje su napravili tijekom ljetnog razdoblja.

U ljudskom tijelu i životinjama, masti mogu obavljati zaštitnu funkciju. Oni se deponiju u potkožno tkivo i oko takvih organa kao bubrega i crijeva. Stoga, oni služe kao dobra zaštita od mehaničkih oštećenja, tj. Utjecaja.

Osim toga, masti imaju nisku razinu toplinske vodljivosti, što pomaže u održavanju topline. Ovo je vrlo važno, osobito u hladnim klimatskim uvjetima. U morskim životinjama subkutani sloj masti također doprinosi dobrom uzgona. Ali u pticama, lipidi također izvode funkcije vodootporne i podmazivanja. Vosak pokriva svoje perje i čini ih elastičnijim. Isti plak ima na lišćem nekih vrsta biljaka.

ugljikohidrati

Formula organske tvari C_n (H₂O)_m označava povezanost spoja s klasom ugljikohidrata. Ime ovih molekula ukazuje na činjenicu da sadrže kisik i vodik u istoj količini vode. Pored ovih kemijskih elemenata, na primjer, dušik može biti prisutan u spojevima.

Ugljikohidrati u stanici su glavna skupina organskih spojeva. To su primarni proizvodi proces fotosinteze. Oni su također početni proizvodi sinteze u biljkama drugih tvari, na primjer, alkohola, organskih kiselina i aminokiselina. Također ugljikohidrati su dio stanica životinja i gljivica. Pronađeni su među glavnim komponentama bakterija i protozoa. Dakle, u životinjskoj stanici oni su od 1 do 2%, au biljnoj ćeliji njihov broj može doseći 90%.

Do danas, postoje samo tri skupine ugljikohidrata:

- jednostavni šećeri (monosaharidi);

- oligosaharidi, koji se sastoje od nekoliko molekula uzastopno pridruženih jednostavnih šećera;

- polisaharidi, oni sadrže više od 10 molekula monosaharida i njihovih derivata.

Funkcije ugljikohidrata

Sve organske tvari u stanici izvode određene funkcije. Na primjer, glukoza je glavni izvor energije. Podijeljen je u sve stanice živi organizmi. Ovo je javlja se tijekom staničnog disanja. Glikogen i škrob čine glavnu zalihu energije, s prvom supstancom u životinjama, a drugo u biljkama.

Ugljikohidrati izvode strukturnu funkciju. Celuloza je glavna komponenta stanične stijenke biljaka. A kod artropoda ovu funkciju izvodi kitin. Također se nalazi u stanicama viših gljiva. Ako uzmemo kao primjer oligosaharide, oni su dio citoplazmatske membrane - u obliku glikolipida i glikoproteina. Također u stanicama, glikokalip je često detektiran. Pentoze su uključene u sintezu nukleinskih kiselina. U ovoj deoksiribozi je uključena u DNA i ribose - u RNA. Te komponente se također nalaze u koenzima, na primjer, u FAD, NADPH i NAD.

Ugljikohidrati također mogu izvesti zaštitnu funkciju u tijelu. Kod životinja, supstancija heparina aktivno sprječava brzo zgrušavanje krvi. Nastaje tijekom oštećenja tkiva i blokira stvaranje krvnih ugrušaka u posudama. Heparin se nalazi u velikom broju u mastocitima u granulama.

Nukleinske kiseline

Proteini, ugljikohidrati i lipidi nisu sve poznate klase organskih tvari. Kemija također uključuje nukleinske kiseline. To su biopolimeri koji sadrže fosfor. Oni, budući da su u stanici i citoplazmi svih živih bića, osiguravaju prijenos i pohranu genetskih podataka. Ove tvari su otkrivene zahvaljujući biokemičaru F. Misheru, koji je proučavao spermatozoide lososa. To je bilo "slučajno" otkriće. Malo kasnije RNA i DNA pronađene su u svim biljnim i životinjskim organizmima. Također, nukleinske kiseline su identificirani u stanicama bakterija i gljivica i virusa.

Ukupno se prirodno nalaze dvije vrste nukleokislot - ribonukleinske (RNK) i deoksiribonukleinske (DNA). Razlika je jasna iz naslova. Sastav DNA je deoksiriboza - šećer od pet ugljika. Riboza se nalazi u molekuli RNA.

Istraživanje nukleinskih kiselina bavi se organskom kemijom. Teme za istraživanje također diktiraju lijekovi. DNA kodovi skrivaju mnogo genetskih bolesti, koje znanstvenici tek trebaju otkriti.