Organische stof is ... Organische stof is ... Organische chemie

Een organische stof is een chemische verbinding waarin koolstof aanwezig is. Uitzonderingen zijn alleen koolzuur, carbiden, carbonaten, cyaniden en koolstofoxiden.

verhaal

De hele term "organische stoffen" verscheen inhet dagelijks leven van wetenschappers in het stadium van de vroege ontwikkeling van de chemie. Destijds domineerden vitalistische wereldbeelden. Dit was een voortzetting van de tradities van Aristoteles en Plinius. Gedurende deze periode waren de geleerde mannen bezig met het verdelen van de wereld in een levende en niet-levende wereld. Tegelijkertijd werden alle stoffen zonder uitzondering duidelijk onderverdeeld in minerale en organische stoffen. Men geloofde dat een speciale "kracht" nodig was om verbindingen van "levende" stoffen te synthetiseren. Het is inherent aan alle levende wezens, en zonder het kunnen organische elementen niet worden gevormd.

Dit is een grappige verklaring voor de moderne wetenschapgedomineerd voor een zeer lange tijd, totdat in 1828 Friedrich Wöhler het experimenteel weerlegde. Hij was in staat om organisch ureum uit het anorganische ammoniumcyanaat te krijgen. Dit duwde de chemie vooruit. De verdeling van stoffen in organische en anorganische stoffen is echter in de tegenwoordige tijd gebleven. Het ligt ten grondslag aan de classificatie. Bijna 27 miljoen organische verbindingen zijn bekend.

Waarom zoveel organische verbindingen?

Organische stof is, na sommigende uitzondering is de koolstofverbinding. In feite is dit een zeer merkwaardig element. De koolstof is in staat om ketens van zijn atomen te vormen. Het is erg belangrijk dat de relatie tussen hen stabiel is.

Bovendien koolstof in organische stoffentoont valentie - IV. Hieruit volgt dat dit element in staat is om met andere substanties verbindingen te vormen, niet alleen, maar ook dubbel en drievoudig. Naarmate hun multipliciteit toeneemt, zal de keten bestaande uit atomen korter worden. Tegelijkertijd neemt de stabiliteit van communicatie alleen maar toe.

Ook heeft koolstof het vermogen om vlakke, lineaire en volumetrische structuren te vormen. Dat is de reden waarom er zoveel verschillende organische stoffen in de natuur zijn.

structuur

Zoals hierboven vermeld, organische stof -dit zijn koolstofverbindingen. En dit is erg belangrijk. Organische verbindingen komen voor wanneer het wordt geassocieerd met bijna elk element van het periodiek systeem. In de natuur omvatten de meeste in hun samenstelling (naast koolstof) zuurstof, waterstof, zwavel, stikstof en fosfor. De rest van de elementen komen veel minder vaak voor.

eigenschappen

Dus organische materie is koolstofSluit. In dit geval zijn er verschillende belangrijke criteria waaraan het moet voldoen. Alle stoffen van organische oorsprong hebben gemeenschappelijke eigenschappen:

1. De bestaande typologie van bindingen tussen atomen leidt onvermijdelijk tot het verschijnen van isomeren. Allereerst worden ze gevormd door de combinatie van koolstofmoleculen. Isomeren zijn verschillende stoffen met één molecuulgewicht en samenstelling, maar met verschillende chemisch-fysische eigenschappen. Dit fenomeen wordt isomerisme genoemd.

2. Een ander criterium is het fenomeen homologie. Dit zijn reeksen organische verbindingen, in hen verschilt de formule van naburige stoffen van de vorige door één groep CH₂. Deze belangrijke eigenschap wordt gebruikt in de materiaalwetenschap.

Wat zijn de klassen van organische stoffen?

Organische verbindingen omvatten verschillendeklassen. Ze zijn bij iedereen bekend. Dit zijn eiwitten, lipiden en koolhydraten. Deze groepen kunnen biologische polymeren worden genoemd. Ze zijn betrokken bij het metabolisme op cellulair niveau in elk organisme. Ook inbegrepen in deze groep zijn nucleïnezuren. Dus het kan gezegd worden dat organische stof is wat we dagelijks consumeren in voedsel, waar we uit bestaan.

eiwitten

Eiwitten bestaan ​​uit structurele componenten -aminozuren. Dit zijn hun monomeren. Eiwitten worden ook eiwitten genoemd. Ongeveer 200 soorten aminozuren zijn bekend. Ze zijn allemaal te vinden in levende organismen. Maar slechts twintig van hen zijn componenten van eiwitten. Ze worden majoor genoemd. Maar in de literatuur kun je ook minder populaire termen vinden - proteïnogene en eiwitvormende aminozuren. De formule van organisch materiaal van deze klasse bevat amine (-NH₂) en carboxyl (-COOH) -bestanddelen. Samen zijn ze allemaal verbonden door dezelfde koolstofbruggen.

Functies van eiwitten

Eiwitten in het lichaam van planten en dieren presterenveel belangrijke functies. Maar de belangrijkste is structureel. Eiwitten zijn de belangrijkste componenten van het celmembraan en de matrix van organellen in cellen. In ons lichaam bestaan ​​alle wanden van slagaders, aderen en haarvaten, pezen en kraakbeen, nagels en haar voornamelijk uit verschillende eiwitten.

De volgende functie is enzymatisch. Eiwitten werken als enzymen. Ze katalyseren de stroom van chemische reacties in het lichaam. Ze zijn verantwoordelijk voor de afbraak van voedingscomponenten in het spijsverteringskanaal. In planten bepalen enzymen de positie van koolstof tijdens fotosynthese.

Sommige soorten eiwitten worden in het lichaam gedragen.verschillende stoffen, zoals zuurstof. Organische stof kan zich ook bij hen voegen. Zo ook de transportfunctie. Eiwitten dragen metaalionen, vetzuren, hormonen en natuurlijk koolstofdioxide en hemoglobine door de bloedvaten. Transport vindt plaats op het extracellulaire niveau.

Eiwitverbindingen - immunoglobulinen - reagerenvoor het uitvoeren van een beschermende functie. Dit zijn bloedantistoffen. Trombine en fibrinogeen zijn bijvoorbeeld actief betrokken bij het proces van stolling. Zo voorkomen ze meer bloedverlies.

Eiwitten zijn ook verantwoordelijk voor het uitvoeren van samentrekkend-functie. Vanwege het feit dat de myosine- en actineprotofibrillen constant schuifbewegingen ten opzichte van elkaar uitvoeren, is er een vermindering van spiervezels. Maar eencellige organismen ondergaan ook vergelijkbare processen. De beweging van bacteriële flagellen is ook direct gerelateerd aan het uitglijden van microtubuli, die eiwitachtig zijn.

De oxidatie van organisch materiaal vrijkomtgrote hoeveelheid energie. Maar in de regel worden eiwitten heel weinig besteed aan energiebehoeften. Dit gebeurt wanneer alle aandelen uitgeput zijn. Lipiden en koolhydraten zijn hiervoor het beste. Daarom kunnen eiwitten een energiefunctie uitvoeren, maar alleen onder bepaalde omstandigheden.

lipiden

Organische materie is vetachtigSluit. Lipiden behoren tot de eenvoudigste biologische moleculen. Ze zijn onoplosbaar in water, maar desintegreren in niet-polaire oplossingen, zoals benzine, ether en chloroform. Ze maken deel uit van alle levende cellen. Chemisch gezien zijn lipiden esters van alcoholen en carbonzuren. De beroemdste zijn vetten. In het lichaam van dieren en planten vervullen deze stoffen veel belangrijke functies. Veel lipiden worden gebruikt in de geneeskunde en de industrie.

Lipidenfuncties

Deze organische chemicaliën samen meteiwitten in de cellen vormen biologische membranen. Maar hun hoofdfunctie is energie. Met de oxidatie van vetmoleculen komt een enorme hoeveelheid energie vrij. Ze gaat naar het onderwijs in ATP-cellen. In de vorm van lipiden in het lichaam kan een aanzienlijke hoeveelheid energiereserves worden geaccumuleerd. Soms zijn ze zelfs meer dan noodzakelijk voor de implementatie van het normale leven. Met pathologische veranderingen in het metabolisme van "vetcellen" worden cellen groter. Hoewel in alle eerlijkheid moet worden opgemerkt dat dergelijke overmatige voorraden eenvoudig noodzakelijk zijn voor het overwinteren van dieren en planten. Velen geloven dat bomen en struiken in de koude periode zich voeden met aarde. In feite consumeren ze voorraden oliën en vetten, die tijdens de zomerperiode zijn gemaakt.

Bij mensen en dieren kunnen vettenpresteren en beschermende functie. Ze worden afgezet in het onderhuidse weefsel en rond organen zoals de nieren en darmen. Ze dienen dus als een goede bescherming tegen mechanische schade, dat wil zeggen shock.

Bovendien hebben vetten lage niveaus.thermische geleidbaarheid die helpt warm te blijven. Dit is erg belangrijk, vooral in koude klimaten. Bij zeedieren draagt ​​de onderhuidse vetlaag ook bij tot een goed drijfvermogen. Maar bij vogels voeren lipiden ook waterafstotende en smerende functies uit. De was bedekt hun veren en maakt ze veerkrachtiger. Sommige plantensoorten hebben dezelfde plaque op de bladeren.

koolhydraten

Formula Organic C_n (H₂O)_m geeft aan dat de verbinding tot de klasse behoortkoolhydraten. De naam van deze moleculen geeft aan dat ze zuurstof en waterstof bevatten in dezelfde hoeveelheid als water. Naast deze chemische elementen kan bijvoorbeeld stikstof in de verbindingen aanwezig zijn.

Koolhydraten in de cel vormen de hoofdgroep.organische verbindingen. Dit zijn de primaire producten van het fotosyntheseproces. Ze zijn ook de eerste producten van de synthese in planten van andere stoffen, bijvoorbeeld alcoholen, organische zuren en aminozuren. Ook maken koolhydraten deel uit van de cellen van dieren en schimmels. Ze worden gevonden onder de belangrijkste componenten van bacteriën en protozoa. Zo variëren ze in een dierlijke cel van 1 tot 2%, terwijl in een plantencel hun aantal 90% kan bedragen.

Tot op heden zijn er slechts drie groepen koolhydraten:

- eenvoudige suikers (monosacchariden);

- Oligosacchariden bestaande uit verschillende moleculen van opeenvolgend verbonden eenvoudige suikers;

- polysacchariden, ze bevatten meer dan 10 moleculen monosachariden en hun derivaten.

Functies van koolhydraten

Alle organische materie in de cel presterenbepaalde functies. Zo is glucose de belangrijkste energiebron. Het splitst zich in de cellen van alle levende organismen. Het komt voor tijdens cellulaire ademhaling. Glycogeen en zetmeel vormen het grootste deel van de energie, met de eerste stof in dieren en de tweede in planten.

Koolhydraten en een structurele functie vervullen. Cellulose is het hoofdbestanddeel van de plantencelwand. En bij geleedpotigen vervult chitine dezelfde functie. Het wordt ook gevonden in de cellen van hogere schimmels. Als we oligosacchariden als voorbeeld nemen, maken ze deel uit van het cytoplasmamembraan - in de vorm van glycolipiden en glycoproteïnen. Ook in de cellen wordt vaak glycocalyx gedetecteerd. Pentosen zijn betrokken bij de synthese van nucleïnezuren. Tegelijkertijd wordt deoxyribose opgenomen in DNA en wordt ribose opgenomen in RNA. Deze componenten worden ook gevonden in co-enzymen, bijvoorbeeld in FAD, NADPH en NAD.

Koolhydraten kunnen ook presteren in het lichaam enbeschermende functie. Bij dieren remt de stof heparine actief de snelle bloedstolling. Het wordt gevormd tijdens weefselschade en blokkeert de vorming van bloedstolsels in de bloedvaten. Heparine wordt in grote hoeveelheden aangetroffen in mestcellen in korrels.

Nucleïnezuren

Eiwitten, koolhydraten en lipiden zijn niet allemaal bekend.klassen van organische stoffen. Chemie omvat ook nucleïnezuren. Deze fosforhoudende biopolymeren. Omdat ze zich in de celkern en het cytoplasma van alle levende wezens bevinden, zorgen ze voor de overdracht en opslag van genetische gegevens. Deze stoffen werden ontdekt dankzij de biochemicus F. Micher, die zich bezighield met de studie van zalmspermatozoa. Het was een "willekeurige" ontdekking. Iets later werden RNA en DNA gedetecteerd in alle plantaardige en dierlijke organismen. Nucleïnezuren in de cellen van schimmels en bacteriën, evenals virussen, zijn ook geïsoleerd.

In totaal worden twee soorten nucleozuren gevonden in de natuur.- ribonucleïnezuur (RNA) en deoxyribonucleïnezuur (DNA). Het verschil is duidelijk uit de titel. De samenstelling van het DNA is deoxyribose - vijf-koolstofsuiker. En in het RNA-molecuul wordt ribose gedetecteerd.

De studie van nucleïnezuren is betrokkenorganische chemie. De onderwerpen voor onderzoek zijn ook gedicteerd door de geneeskunde. Veel genetische ziektes zijn verborgen in de DNA-codes, die wetenschappers nog moeten ontdekken.