Najčešći u organskim molekulima. Čudesni svijet organskih proizvoda

Od Gost >>

1. Kako se zove organska supstanca čiji molekuli sadrže atome C, O, H, koji vrše energetsku i građevnu funkciju?
A-nukleinska kiselina B-protein
B-ugljikohidrat G-ATP
2. Koji su ugljikohidrati polimeri?
A-monosaharidi B-disaharidi B-polisaharidi
3. Grupa monosaharida uključuje:
A-glukoza B-saharoza B-celuloza
4. Koji ugljikohidrati su nerastvorljivi u vodi?
A-glukoza, fruktoza B-skrob B-riboza, deoksiriboza
5. Molekuli masti nastaju:
A-iz glicerola, više karboksilne kiseline B-iz glukoze
B-iz aminokiselina, voda D-iz etil alkohola, viših karboksilnih kiselina
6. Masti obavljaju funkciju u ćeliji:
A-transport B-energija
B-katalitičke G-informacije
7. Koja su jedinjenja u odnosu na vodu lipidi?
A-hidrofilni B-hidrofobni
8. Kakav je značaj životinjskih masti?
A-struktura membrana B-termoregulacija
B-izvor energije D-izvor vode E-sve navedeno
9. Proteinski monomeri su:
A-nukleotidi B-amino kiseline C-glukoza G-masti
10. Najvažnija organska supstanca, koja je dio ćelija svih carstava žive prirode, koja ima primarnu linearnu konfiguraciju, je:
A- do polisaharida B- do lipida
B-to ATP G-polipeptidi
2. Napišite funkcije proteina, navedite primjere.
3. Zadatak: Prema lancu DNK AATGCGATGCTAGTTTAGG potrebno je kompletirati komplementarni lanac i odrediti dužinu DNK

1. Odaberite jedan tačan odgovor
1. Koliko poznatih aminokiselina je uključeno u sintezu proteina?
A-20 B-100 V-23
2. Koji dio molekula aminokiselina ih razlikuje jedne od drugih?
A-radikal B-karboksilna grupa C-amino grupa
3. Koja su jedinjenja uključena u ATP?
A- adenin, ugljikohidrat riboza, 3 molekula fosforne kiseline
B- gvanin, fruktozni šećer, ostatak fosforne kiseline.
B-riboza, glicerol i bilo koja aminokiselina
4. Koja je uloga ATP molekula u ćeliji?
A-omogućiti transportnu funkciju B-prenijeti nasljedne informacije
B-obezbeđuju vitalne procese energijom G-ubrzavaju biohemijske reakcije
5. Monomeri nukleinske kiseline su:
A-aminokiseline B-masti
B-nukleotidi G-glukoza
6. Kojoj klasi hemijskih supstanci pripada riboza?
A-protein B-ugljikohidrat C-lipid
7. Koji nukleotid nije dio molekula DNK?
A-adenil B-uridil
B-guanil G-timidil
8. Koja od nukleinskih kiselina ima najveću dužinu?
A-DNK B-RNA
9. Guanil nukleotid je komplementaran nukleotidu:
A-timidil B-citidil
B-adenil G-uridil
10. Proces udvostručavanja molekula DNK naziva se:
A-replikacija B-transkripcija
B-komplementarnost G-translacija.
2. Napišite funkcije lipida, navedite primjere.
3. Zadatak. U kom nizu će se nukleotidi nalaziti u i-RNA, ako lanac DNK ima sljedeći sastav: GGTATAGCGTTAAGCCTT, odredite dužinu i-RNA.

Od Gost >>

1. Kako se zove organska supstanca čiji molekuli sadrže atome C, O, H, koji vrše energetsku i građevnu funkciju?
A-nukleinska kiselina B-protein
B-ugljikohidrat G-ATP
2. Koji su ugljikohidrati polimeri?
A-monosaharidi B-disaharidi B-polisaharidi
3. Grupa monosaharida uključuje:
A-glukoza B-saharoza B-celuloza
4. Koji ugljikohidrati su nerastvorljivi u vodi?
A-glukoza, fruktoza B-skrob B-riboza, deoksiriboza
5. Molekuli masti nastaju:
A-iz glicerola, više karboksilne kiseline B-iz glukoze
B-iz aminokiselina, voda D-iz etil alkohola, viših karboksilnih kiselina
6. Masti obavljaju funkciju u ćeliji:
A-transport B-energija
B-katalitičke G-informacije
7. Koja su jedinjenja u odnosu na vodu lipidi?
A-hidrofilni B-hidrofobni
8. Kakav je značaj životinjskih masti?
A-struktura membrana B-termoregulacija
B-izvor energije D-izvor vode E-sve navedeno
9. Proteinski monomeri su:
A-nukleotidi B-amino kiseline C-glukoza G-masti
10. Najvažnija organska supstanca, koja je dio ćelija svih carstava žive prirode, koja ima primarnu linearnu konfiguraciju, je:
A- do polisaharida B- do lipida
B-to ATP G-polipeptidi
2. Napišite funkcije proteina, navedite primjere.
3. Zadatak: Prema lancu DNK AATGCGATGCTAGTTTAGG potrebno je kompletirati komplementarni lanac i odrediti dužinu DNK
1. Odaberite jedan tačan odgovor
1. Koliko poznatih aminokiselina je uključeno u sintezu proteina?
A-20 B-100 V-23
2. Koji dio molekula aminokiselina ih razlikuje jedne od drugih?
A-radikal B-karboksilna grupa C-amino grupa
3. Koja su jedinjenja uključena u ATP?
A- adenin, ugljikohidrat riboza, 3 molekula fosforne kiseline
B- gvanin, fruktozni šećer, ostatak fosforne kiseline.
B-riboza, glicerol i bilo koja aminokiselina
4. Koja je uloga ATP molekula u ćeliji?
A-omogućiti transportnu funkciju B-prenijeti nasljedne informacije
B-obezbeđuju vitalne procese energijom G-ubrzavaju biohemijske reakcije
5. Monomeri nukleinske kiseline su:
A-aminokiseline B-masti
B-nukleotidi G-glukoza
6. Kojoj klasi hemijskih supstanci pripada riboza?
A-protein B-ugljikohidrat C-lipid
7. Koji nukleotid nije dio molekula DNK?
A-adenil B-uridil
B-guanil G-timidil
8. Koja od nukleinskih kiselina ima najveću dužinu?
A-DNK B-RNA
9. Guanil nukleotid je komplementaran nukleotidu:
A-timidil B-citidil
B-adenil G-uridil
10. Proces udvostručavanja molekula DNK naziva se:
A-replikacija B-transkripcija
B-komplementarnost G-translacija.
2. Napišite funkcije lipida, navedite primjere.
3. Zadatak. U kom nizu će se nukleotidi nalaziti u i-RNA, ako lanac DNK ima sljedeći sastav: GGTATAGCGTTAAGCCTT, odredite dužinu i-RNA.

Klasifikacija organskih supstanci

Ovisno o vrsti strukture ugljičnog lanca, organske tvari se dijele na:

• aciklične i ciklične.
• marginalne (zasićene) i nezasićene (nezasićene).
• karbociklične i heterociklične.
• aliciklične i aromatične.

Aciklična jedinjenja su organska jedinjenja u čijim molekulima nema ciklusa i svi atomi ugljenika su međusobno povezani u ravnim ili razgranatim otvorenim lancima.

Zauzvrat, među acikličkim jedinjenjima razlikuju se ograničavajuća (ili zasićena) jedinjenja, koja sadrže samo jednostruke veze ugljik-ugljik (C-C) u ugljičnom kosturu i nezasićena (ili nezasićena) jedinjenja koja sadrže višestruke - dvostruke (C \u003d C) ili trostruke (C ≡ C) komunikacije.

Ciklična jedinjenja su hemijska jedinjenja u kojima postoje tri ili više vezanih atoma koji formiraju prsten.

U zavisnosti od kojih atoma nastaju prstenovi, razlikuju se karbociklična jedinjenja i heterociklična jedinjenja.

Karbociklična jedinjenja (ili izociklična) sadrže samo atome ugljenika u svojim ciklusima. Ova jedinjenja se pak dele na aliciklična jedinjenja (alifatska ciklična) i aromatična jedinjenja.

Heterociklična jedinjenja sadrže jedan ili više heteroatoma u ciklusu ugljikovodika, najčešće atoma kisika, dušika ili sumpora.

Najjednostavnija klasa organskih supstanci su ugljovodonici - jedinjenja koja nastaju isključivo od atoma ugljika i vodika, tj. formalno nemaju funkcionalne grupe.

Budući da ugljikovodici nemaju funkcionalne grupe, mogu se klasificirati samo prema vrsti ugljičnog skeleta. Ugljikovodici se, ovisno o vrsti njihovog ugljičnog skeleta, dijele na podklase:

1) Ograničavajući aciklični ugljovodonici nazivaju se alkani. Opća molekularna formula alkana je zapisana kao C n H 2n+2, gdje je n broj atoma ugljika u molekulu ugljikovodika. Ova jedinjenja nemaju međuklasne izomere.

2) Aciklički nezasićeni ugljovodonici se dijele na:

a) alkeni - sadrže samo jedan višestruki, odnosno jednu dvostruku C \u003d C vezu, opća formula alkena je C n H 2n,

b) alkini - u molekulima alkina postoji i samo jedna višestruka, odnosno trostruka C≡C veza. Opšta molekularna formula alkina je C n H 2n-2

c) alkadieni - u molekulima alkadiena postoje dvije dvostruke C=C veze. Opšta molekularna formula alkadiena je C n H 2n-2

3) Ciklični zasićeni ugljovodonici nazivaju se cikloalkani i imaju opštu molekulsku formulu C n H 2n.

Preostale organske supstance u organskoj hemiji smatraju se derivatima ugljovodonika, nastalim uvođenjem tzv. funkcionalnih grupa u molekule ugljovodonika, koje sadrže druge hemijske elemente.

Dakle, formula spojeva s jednom funkcionalnom grupom može se napisati kao R-X, gdje je R ugljikovodični radikal, a X funkcionalna grupa. Ugljikovodični radikal je fragment molekule ugljikovodika bez jednog ili više atoma vodika.

Prema prisustvu određenih funkcionalnih grupa, spojevi se dijele na klase. Glavne funkcionalne grupe i klase spojeva u koje su uključene prikazane su u tabeli:

Dakle, različite kombinacije tipova ugljikovih skeleta s različitim funkcionalnim grupama daju široku paletu varijanti organskih spojeva.

Halogeni derivati ​​ugljovodonika

Halogeni derivati ​​ugljikovodika su spojevi dobiveni zamjenom jednog ili više atoma vodika u molekulu bilo kojeg početnog ugljovodonika sa jednim ili više atoma halogena, respektivno.

Neka neki ugljovodonik ima formulu C n H m, zatim prilikom zamjene u svom molekulu X atomi vodonika uključeni X atoma halogena, formula za derivat halogena će izgledati ovako C n H m-X Hal X. Dakle, monohlorni derivati ​​alkana imaju formulu C n H 2n+1 Cl, dihloro derivati C n H 2n Cl 2 itd.

Alkoholi i fenoli

Alkoholi su derivati ​​ugljikovodika u kojima je jedan ili više atoma vodika zamijenjeno hidroksilnom grupom -OH. Zovu se alkoholi sa jednom hidroksilnom grupom jednoatomski, sa dva - dijatomski, sa tri triatomski itd. Na primjer:

Nazivaju se i alkoholi sa dvije ili više hidroksilnih grupa polihidričnim alkoholima. Opšta formula graničnih monohidroksilnih alkohola je C n H 2n+1 OH ili C n H 2n+2 O. Opšta formula ograničavajućih polihidričnih alkohola je C n H 2n+2 O x, gdje je x atomizam alkohola.

Alkoholi mogu biti i aromatični. Na primjer:

benzil alkohol

Opšta formula takvih monohidričnih aromatičnih alkohola je C n H 2n-6 O.

Međutim, treba jasno shvatiti da su derivati ​​aromatičnih ugljikovodika u kojima je jedan ili više atoma vodika u aromatičnom jezgru zamijenjeno hidroksilnim grupama ne primjenjivati na alkohole. Oni pripadaju klasi fenola . Na primjer, ovo jedinjenje je alkohol:

A ovo je fenol:

Razlog zašto se fenoli ne klasifikuju kao alkoholi leži u njihovim specifičnim hemijskim svojstvima, po kojima se u velikoj meri razlikuju od alkohola. Lako je vidjeti da su monohidrični fenoli izomerni prema monohidričnim aromatičnim alkoholima, tj. takođe imaju opštu molekulsku formulu C n H 2n-6 O.

Amini

Amini nazivaju se derivati ​​amonijaka u kojima su jedan, dva ili sva tri atoma vodika zamijenjena ugljikovodičnim radikalom.

Amini u kojima je samo jedan atom vodika zamijenjen ugljikovodičnim radikalom, tj. koji imaju opštu formulu R-NH 2 se nazivaju primarni amini.

Amini u kojima su dva atoma vodika zamijenjena ugljikovodičnim radikalima nazivaju se sekundarnih amina. Formula za sekundarni amin može se napisati kao R-NH-R'. U ovom slučaju, radikali R i R' mogu biti ili isti ili različiti. Na primjer:

Ako na atomu dušika u aminima nema atoma vodika, tj. sva tri atoma vodika u molekuli amonijaka zamijenjena su ugljikovodičnim radikalom, tada se takvi amini nazivaju tercijarni amini. Generalno, formula tercijarnog amina može se napisati kao:

U ovom slučaju, radikali R, R', R'' mogu biti ili potpuno identični, ili su sva tri različita.

Opća molekulska formula primarnih, sekundarnih i tercijalnih ograničavajućih amina je C n H 2 n +3 N.

Aromatični amini sa samo jednim nezasićenim supstituentom imaju opštu formulu C n H 2 n -5 N

Aldehidi i ketoni

Aldehidi nazivaju derivati ​​ugljovodonika, kod kojih su kod primarnog atoma ugljika dva atoma vodika zamijenjena jednim atomom kisika, tj. derivati ​​ugljovodonika u čijoj strukturi se nalazi aldehidna grupa –CH=O. Opšta formula za aldehide može se napisati kao R-CH=O. Na primjer:

Ketoni se nazivaju derivati ​​ugljikovodika, u kojima su dva atoma vodika na sekundarnom atomu ugljika zamijenjena atomom kisika, tj. spojevi u čijoj strukturi postoji karbonilna grupa -C (O) -.

Opšta formula za ketone može se napisati kao R-C(O)-R'. U ovom slučaju, radikali R, R' mogu biti ili isti ili različiti.

Na primjer:

propan je li on	butan je li on

Kao što vidite, aldehidi i ketoni su vrlo slični po strukturi, ali se i dalje razlikuju kao klase, jer imaju značajne razlike u hemijskim svojstvima.

Opća molekulska formula zasićenih ketona i aldehida je ista i ima oblik C n H 2 n O

karboksilne kiseline

karboksilne kiseline nazivaju se derivati ​​ugljovodonika u kojima se nalazi karboksilna grupa -COOH.

Ako kiselina ima dvije karboksilne grupe, kiselina se naziva dikarboksilna kiselina.

Granične monokarboksilne kiseline (sa jednom -COOH grupom) imaju opću molekularnu formulu oblika C n H 2 n O 2

Aromatične monokarboksilne kiseline imaju opštu formulu C n H 2 n -8 O 2

Eteri

eteri - organski spojevi u kojima su dva ugljikovodična radikala indirektno povezana preko atoma kisika, tj. imaju formulu oblika R-O-R'. U ovom slučaju, radikali R i R' mogu biti ili isti ili različiti.

Na primjer:

Opšta formula zasićenih etera je ista kao i za zasićene monohidrične alkohole, tj. C n H 2 n +1 OH ili C n H 2 n +2 O.

Esteri

Estri su klasa spojeva baziranih na organskim karboksilnim kiselinama, u kojima je atom vodika u hidroksilnoj grupi zamijenjen ugljovodoničnim radikalom R. Opšti oblik estera može se napisati kao:

Na primjer:

Nitro spojevi

Nitro spojevi- derivati ​​ugljikovodika, u kojima je jedan ili više atoma vodika zamijenjeno nitro grupom -NO2.

Granična nitro jedinjenja sa jednom nitro grupom imaju opštu molekulsku formulu C n H 2 n +1 NO 2

Amino kiseline

Jedinjenja koja u svojoj strukturi istovremeno imaju dvije funkcionalne grupe - amino NH 2 i karboksil - COOH. Na primjer,

NH 2 -CH 2 -COOH

Limitirajuće aminokiseline sa jednim karboksilom i jednom amino grupom su izomerne prema odgovarajućim limitirajućim nitro spojevima, tj. kao da imaju opštu molekulsku formulu C n H 2 n +1 NO 2

U USE zadacima za klasifikaciju organskih supstanci važno je znati zapisati opšte molekularne formule homolognog niza različitih vrsta jedinjenja, poznavajući strukturne karakteristike ugljeničnog skeleta i prisustvo određenih funkcionalnih grupa. Kako bi naučili kako odrediti opće molekularne formule organskih spojeva različitih klasa, materijal na ovu temu bit će koristan.

Nomenklatura organskih jedinjenja

Karakteristike strukture i hemijska svojstva jedinjenja ogledaju se u nomenklaturi. Glavne vrste nomenklature su sistematično i trivijalan.

Sistematska nomenklatura zapravo propisuje algoritme prema kojima se jedno ili drugo ime sastavlja u strogom skladu sa strukturnim karakteristikama molekule organske tvari ili, grubo rečeno, njenom strukturnom formulom.

Razmotrite pravila za imenovanje organskih jedinjenja prema sistematskoj nomenklaturi.

Prilikom imenovanja organskih supstanci prema sistematskoj nomenklaturi, najvažnije je pravilno odrediti broj atoma ugljika u najdužem lancu ugljika ili prebrojati broj atoma ugljika u ciklusu.

Ovisno o broju atoma ugljika u glavnom lancu ugljika, spojevi će imati drugačiji korijen u svom nazivu:

Broj C atoma u glavnom ugljičnom lancu	Ime root
	prop-
	pent-
	hex-
	hept-
	dec(c)-

Druga važna komponenta koja se uzima u obzir pri sastavljanju imena je prisustvo/odsustvo višestrukih veza ili funkcionalne grupe, koje su navedene u gornjoj tabeli.

Pokušajmo dati ime tvari koja ima strukturnu formulu:

1. Glavni (i jedini) ugljikov lanac ovog molekula sadrži 4 atoma ugljika, tako da će naziv sadržavati korijen but-;

2. U ugljeničnom skeletu nema višestrukih veza, stoga će sufiks koji će se koristiti iza korena reči biti -an, kao u slučaju odgovarajućih zasićenih acikličkih ugljovodonika (alkana);

3. Prisustvo funkcionalne grupe -OH, pod uslovom da više nema starijih funkcionalnih grupa, dodaje se iza korena i sufiksa iz stava 2. drugi sufiks - "ol";

4. U molekulima koji sadrže višestruke veze ili funkcionalne grupe, numerisanje atoma ugljika glavnog lanca počinje od strane molekula kojoj su bliži.

Pogledajmo još jedan primjer:

Prisutnost četiri atoma ugljika u glavnom lancu ugljika govori nam da je korijen “ali-” osnova imena, a odsustvo višestrukih veza ukazuje na sufiks “-an”, koji će slijediti odmah iza korijena. Najstarija grupa u ovom spoju je karboksilna, što određuje da li ova supstanca pripada klasi karboksilnih kiselina. Stoga će završetak imena biti "-ovoic acid". Na drugom atomu ugljika nalazi se amino grupa NH2 -, dakle, ova supstanca spada u aminokiseline. Također na trećem atomu ugljika vidimo ugljikovodični radikal metil ( CH 3 -). Stoga se, prema sistematskoj nomenklaturi, ovo jedinjenje naziva 2-amino-3-metilbutanska kiselina.

Trivijalna nomenklatura, za razliku od sistematske, po pravilu nema veze sa strukturom supstance, već je uglavnom zbog njenog porekla, kao i hemijskih ili fizičkih svojstava.

Formula	Naziv prema sistematskoj nomenklaturi	Trivijalno ime
ugljovodonici
CH 4	metan	močvarni gas
CH 2 \u003d CH 2	eten	etilen
CH 2 \u003d CH-CH 3	propene	propilen
CH≡CH	ethin	acetilen
CH 2 = CH-CH \u003d CH 2	butadien-1,3	divinil
	2-metilbutadien-1,3	izopren
	metilbenzen	toluen
	1,2-dimetilbenzen	ortho-ksilen (o-ksilen)
	1,3-dimetilbenzen	meta-ksilen (m-ksilen)
	1,4-dimetilbenzen	par-ksilen (P-ksilen)
	vinilbenzen	stiren
Alkoholi
CH3OH	metanol	metil alkohol, drveni alkohol
CH 3 CH 2 OH	etanol	etanol
CH 2 \u003d CH-CH 2 -OH	propen-2-ol-1	alil alkohol
	ethandiol-1,2	etilen glikol
	propanetriol-1,2,3	glicerol
	fenol (hidroksibenzen)	karbonska kiselina
	1-hidroksi-2-metilbenzen	ortho-krezol (oko-krezol)
	1-hidroksi-3-metilbenzen	meta-krezol (m-krezol)
	1-hidroksi-4-metilbenzen	par-krezol (P-krezol)
	fenilmetanol	benzil alkohol
Aldehidi i ketoni
	metanal	formaldehid
	ethanal	acetaldehid, acetaldehid
	propenal	akrilni aldehid, akrolein
	benzaldehid	benzojev aldehid
	propanon	aceton
karboksilne kiseline
(HCOOH)	metanska kiselina	mravlja kiselina (soli i estri - formati)
(CH3COOH)	etanska kiselina	sirćetna kiselina (soli i estri - acetati)
(CH 3 CH 2 COOH)	propanska kiselina	propionska kiselina (soli i estri - propionati)
C 15 H 31 COOH	heksadekanska kiselina	palmitinska kiselina (soli i estri - palmitati)
C 17 H 35 COOH	oktadekanska kiselina	stearinska kiselina (soli i estri - stearati)
	propenska kiselina	akrilna kiselina (soli i estri - akrilati)
HOOC-COOH	etandioična kiselina	oksalna kiselina (soli i estri - oksalati)
	1,4-benzendikarboksilna kiselina	tereftalna kiselina
Esteri
HCOOCH 3	metilmetanoat	metil format, metil ester mravlje kiseline
CH 3 KUVANJE 3	metil etanoat	metil acetat, metil ester sirćetne kiseline
CH 3 COOC 2 H 5	etil etanoat	etil acetat, etil ester sirćetne kiseline
CH 2 \u003d CH-COOCH 3	metil propenoat	metil akrilat, metil ester akrilne kiseline
Jedinjenja dušika
	aminobenzen, fenilamin	anilin
NH 2 -CH 2 -COOH	aminoetanska kiselina	glicin, aminosirćetne kiseline
	2-aminopropionska kiselina	alanin

U prošlosti su znanstvenici dijelili sve tvari u prirodi na uvjetno nežive i žive, uključujući životinjsko i biljno carstvo među potonje. Supstance prve grupe nazivaju se minerali. A one koje su ušle u drugi, počele su se nazivati ​​organskim tvarima.

Šta se pod ovim misli? Klasa organskih supstanci je najobimnija od svih hemijskih jedinjenja poznatih savremenim naučnicima. Na pitanje koje su tvari organske može se odgovoriti na sljedeći način - to su kemijska jedinjenja koja uključuju ugljik.

Imajte na umu da nisu sva jedinjenja koja sadrže ugljenik organska. Na primjer, korbidi i karbonati, ugljična kiselina i cijanidi, ugljični oksidi nisu među njima.

Zašto ima toliko organskih materija?

Odgovor na ovo pitanje leži u svojstvima ugljenika. Ovaj element je radoznao po tome što je u stanju da formira lance od svojih atoma. A u isto vrijeme, karbonska veza je vrlo stabilna.

Osim toga, u organskim jedinjenjima pokazuje visoku valenciju (IV), tj. sposobnost stvaranja hemijskih veza sa drugim supstancama. I ne samo jednostruki, već i dvostruki, pa čak i trostruki (inače - višestruki). Kako se brojnost veze povećava, lanac atoma postaje kraći, a stabilnost veze se povećava.

A ugljenik je obdaren sposobnošću da formira linearne, ravne i trodimenzionalne strukture.

Zato su organske tvari u prirodi toliko raznolike. Lako to možete i sami provjeriti: stanite ispred ogledala i pažljivo pogledajte svoj odraz. Svako od nas je hodajući udžbenik organske hemije. Razmislite o tome: najmanje 30% mase svake vaše ćelije čine organska jedinjenja. Proteini koji su izgradili vaše tijelo. Ugljikohidrati, koji služe kao "gorivo" i izvor energije. Masti koje čuvaju rezerve energije. Hormoni koji kontrolišu rad organa, pa čak i vaše ponašanje. Enzimi koji pokreću hemijske reakcije u vama. Čak su i "izvorni kod", niti DNK, sve organska jedinjenja zasnovana na ugljeniku.

Sastav organskih supstanci

Kao što smo rekli na samom početku, glavni građevinski materijal za organsku materiju je ugljenik. I praktično svaki element, u kombinaciji s ugljikom, može formirati organska jedinjenja.

U prirodi su najčešće u sastavu organskih supstanci vodonik, kiseonik, dušik, sumpor i fosfor.

Struktura organskih supstanci

Raznolikost organskih tvari na planeti i raznolikost njihove strukture mogu se objasniti karakterističnim karakteristikama atoma ugljika.

Sjećate se da su atomi ugljika u stanju da formiraju vrlo jake veze jedni s drugima, povezujući se u lance. Rezultat su stabilne molekule. Način na koji su atomi ugljika povezani u lanac (poređani u cik-cak uzorku) jedna je od ključnih karakteristika njegove strukture. Ugljik se može kombinovati i u otvorene i u zatvorene (ciklične) lance.

Takođe je važno da struktura hemikalija direktno utiče na njihova hemijska svojstva. Značajnu ulogu igra i to kako atomi i grupe atoma u molekulu utiču jedni na druge.

Zbog posebnosti strukture, broj ugljikovih spojeva istog tipa ide na desetine i stotine. Na primjer, možemo uzeti u obzir vodonikova jedinjenja ugljika: metan, etan, propan, butan, itd.

Na primjer, metan - CH 4. Takva kombinacija vodonika sa ugljenikom u normalnim je uslovima u gasovitom agregacionom stanju. Kada se kiseonik pojavi u sastavu, formira se tečnost - metil alkohol CH 3 OH.

Ne samo da tvari različitog kvalitativnog sastava (kao u gornjem primjeru) pokazuju različita svojstva, već su za to sposobne i tvari istog kvalitativnog sastava. Primer je različita sposobnost metana CH 4 i etilena C 2 H 4 da reaguju sa bromom i hlorom. Metan je sposoban za takve reakcije samo kada se zagrije ili pod ultraljubičastim svjetlom. A etilen reagira čak i bez osvjetljenja i grijanja.

Razmotrite ovu opciju: kvalitativni sastav hemijskih jedinjenja je isti, kvantitativni je drugačiji. Tada su hemijska svojstva jedinjenja različita. Kao iu slučaju acetilena C 2 H 2 i benzena C 6 H 6.

Ne posljednju ulogu u ovoj sorti igraju takva svojstva organskih tvari, "vezana" za njihovu strukturu, kao što su izomerija i homologija.

Zamislite da imate dvije naizgled identične supstance - isti sastav i istu molekularnu formulu da ih opišete. Ali struktura ovih supstanci je bitno drugačija, otuda i razlika u hemijskim i fizičkim svojstvima. Na primjer, molekulska formula C 4 H 10 može se napisati za dvije različite tvari: butan i izobutan.

Mi pričamo o tome izomeri- jedinjenja koja imaju isti sastav i molekulsku masu. Ali atomi u njihovim molekulima nalaze se u drugom redu (razgranata i nerazgranana struktura).

U vezi homologija- ovo je karakteristika takvog karbonskog lanca u kojem se svaki sljedeći član može dobiti dodavanjem jedne CH 2 grupe prethodnoj. Svaki homologni niz može se izraziti jednom općom formulom. A znajući formulu, lako je odrediti sastav bilo kojeg od članova serije. Na primjer, homolozi metana su opisani formulom C n H 2n+2 .

Kako se dodaje "homologna razlika" CH 2, jača se veza između atoma supstance. Uzmimo homologni niz metana: njegova prva četiri člana su plinovi (metan, etan, propan, butan), sljedećih šest su tekućine (pentan, heksan, heptan, oktan, nonan, dekan), a zatim tvari u čvrstom stanju agregacije slijede (pentadekan, eikozan, itd.). I što je jača veza između atoma ugljika, veća je molekulska težina, ključanje i talište tvari.

Koje klase organskih supstanci postoje?

Organske supstance biološkog porekla uključuju:

• proteini;
• ugljikohidrati;
• nukleinske kiseline;
• lipida.

Prve tri tačke se takođe mogu nazvati biološkim polimerima.

Detaljnija klasifikacija organskih hemikalija obuhvata supstance ne samo biološkog porekla.

Ugljovodonici su:

• aciklična jedinjenja:
  • zasićeni ugljovodonici (alkani);
  • nezasićeni ugljovodonici:
    • alkeni;
    • alkini;
    • alkadieni.
• ciklična jedinjenja:
  • karbociklična jedinjenja:
    • aliciklični;
    • aromatično.
  • heterociklična jedinjenja.

Postoje i druge klase organskih jedinjenja u kojima se ugljenik kombinuje sa supstancama koje nisu vodonik:

• alkoholi i fenoli;
• aldehidi i ketoni;
• karboksilne kiseline;
• esteri;
• lipidi;
• ugljeni hidrati:
  • monosaharidi;
  • oligosaharidi;
  • polisaharidi.
  • mukopolisaharidi.
• amini;
• amino kiseline;
• proteini;
• nukleinske kiseline.

Formule organskih supstanci po klasama

Primjeri organskih tvari

Kao što se sjećate, u ljudskom tijelu, razne vrste organskih tvari su osnova temelja. To su naša tkiva i tekućine, hormoni i pigmenti, enzimi i ATP i još mnogo toga.

U tijelima ljudi i životinja prioritet su proteini i masti (polovica suhe težine životinjske ćelije su proteini). U biljkama (oko 80% suhe mase ćelije) - za ugljikohidrate, prvenstveno složene - polisaharide. Uključujući celulozu (bez koje ne bi bilo papira), škrob.

Razgovarajmo o nekima od njih detaljnije.

Na primjer, o ugljikohidrati. Kada bi bilo moguće uzeti i izmjeriti mase svih organskih supstanci na planeti, u ovom takmičenju bi pobijedili ugljikohidrati.

Oni služe kao izvor energije u tijelu, građevinski su materijali za ćelije, a također vrše opskrbu tvarima. Biljke u tu svrhu koriste škrob, a za životinje glikogen.

Osim toga, ugljikohidrati su vrlo raznoliki. Na primjer, jednostavni ugljikohidrati. Najčešći monosaharidi u prirodi su pentoze (uključujući deoksiribozu, koja je dio DNK) i heksoze (glukoza, koja vam je dobro poznata).

Poput cigle, na velikom gradilištu u prirodi, polisaharidi se grade od hiljada i hiljada monosaharida. Bez njih, tačnije, bez celuloze, škroba, ne bi bilo biljaka. Da, i životinje bez glikogena, laktoze i hitina bi teško prolazile.

Pogledajmo pažljivo vjeverice. Priroda je najveći majstor mozaika i slagalica: od samo 20 aminokiselina u ljudskom tijelu nastaje 5 miliona vrsta proteina. Proteini također imaju mnoge vitalne funkcije. Na primjer, izgradnja, regulacija procesa u organizmu, zgrušavanje krvi (za to postoje odvojeni proteini), kretanje, transport određenih supstanci u tijelu, izvor su energije, u obliku enzima djeluju kao katalizator reakcija, pružaju zaštitu. Antitijela igraju važnu ulogu u zaštiti tijela od negativnih vanjskih utjecaja. A ako dođe do neslaganja u finom podešavanju tijela, antitijela, umjesto da uništavaju vanjske neprijatelje, mogu djelovati kao agresori na vlastite organe i tkiva tijela.

Proteini se također dijele na jednostavne (proteini) i složene (proteini). A oni imaju svojstva koja su svojstvena samo njima: denaturaciju (destrukciju, koju ste primijetili više puta kada ste skuhali tvrdo kuhano jaje) i renaturaciju (ovo svojstvo se široko koristi u proizvodnji antibiotika, koncentrata hrane itd.).

Nemojmo zanemariti i lipida(masti). U našem tijelu služe kao rezervni izvor energije. Kao rastvarači pomažu u toku biohemijskih reakcija. Učestvujte u izgradnji tijela – na primjer, u formiranju ćelijskih membrana.

I još nekoliko riječi o tako radoznalim organskim spojevima kao što su hormoni. Oni su uključeni u biohemijske reakcije i metabolizam. Ovi mali hormoni čine muškarce muškarce (testosteron), a žene žene (estrogen). Rade nas ili rastužuju (hormoni štitne žlezde igraju važnu ulogu u promenama raspoloženja, a endorfini daju osećaj sreće). I čak određuju da li smo „sove“ ili „šave“. Bilo da ste spremni za kasno učenje ili više volite da ustanete rano i uradite domaći prije škole, ne odlučuje samo vaša dnevna rutina, već i hormoni nadbubrežne žlijezde.

Zaključak

Svet organske materije je zaista neverovatan. Dovoljno je samo malo uroniti u njegovo proučavanje da vam oduzme dah od osjećaja srodnosti sa svim životom na Zemlji. Dvije noge, četiri ili korijen umjesto nogu - sve nas spaja magija hemijske laboratorije majke prirode. To uzrokuje da se atomi ugljika spajaju u lance, reaguju i stvaraju hiljade tako raznolikih kemijskih spojeva.

Sada imate kratak vodič za organsku hemiju. Naravno, ovdje nisu prikazane sve moguće informacije. Neke stvari ćete možda morati sami razjasniti. Ali uvijek možete koristiti rutu koju smo planirali za vaše samostalno istraživanje.

Definiciju organske materije, klasifikaciju i opšte formule organskih jedinjenja i opšte informacije o njima možete koristiti i u članku za pripremu za časove hemije u školi.

Recite nam u komentarima koji dio hemije (organski ili neorganski) vam se najviše sviđa i zašto. Ne zaboravite "podijeliti" članak na društvenim mrežama kako bi ga mogli koristiti i vaši drugovi iz razreda.

Molimo vas da prijavite ako pronađete bilo kakvu netočnost ili grešku u članku. Svi smo mi ljudi i svi ponekad griješimo.

blog.site, uz potpuno ili djelomično kopiranje materijala, obavezan je link na izvor.

Postoji nekoliko definicija o tome što su organske tvari, po čemu se razlikuju od druge grupe spojeva - neorganskih. Jedno od najčešćih objašnjenja dolazi od naziva "ugljovodonici". Zaista, u srcu svih organskih molekula su lanci ugljikovih atoma vezanih za vodonik. Postoje i drugi elementi koji su dobili naziv "organogeni".

Organska hemija prije otkrića uree

Od davnina ljudi su koristili mnoge prirodne tvari i minerale: sumpor, zlato, željeznu i bakrenu rudu, kuhinjsku so. Tokom čitavog postojanja nauke – od antičkih vremena do prve polovine 19. veka – naučnici nisu mogli da dokažu vezu između žive i nežive prirode na nivou mikroskopske strukture (atoma, molekula). Vjerovalo se da organske tvari svoj izgled duguju mitskoj životnoj sili - vitalizmu. Postojao je mit o mogućnosti uzgoja malog čovjeka "homunculus". Da biste to učinili, bilo je potrebno staviti razne otpadne proizvode u bure, pričekati određeno vrijeme dok se vitalna sila ne rodi.

Slomljiv udarac vitalizmu zadao je rad Wellera, koji je sintetizirao organsku supstancu ureu iz neorganskih komponenti. Tako je dokazano da nema životne sile, priroda je jedna, organizme i anorganska jedinjenja formiraju atomi istih elemenata. Sastav uree bio je poznat i prije Wellerovog rada, proučavanje ovog spoja tih godina nije bilo teško. Izvanredna je bila sama činjenica dobivanja tvari karakteristične za metabolizam izvan tijela životinje ili osobe.

Teorija A. M. Butlerova

Uloga ruske škole hemičara u razvoju nauke koja proučava organske supstance je velika. Cijele epohe u razvoju organske sinteze povezane su s imenima Butlerova, Markovnikova, Zelinskog, Lebedeva. Osnivač teorije strukture jedinjenja je A. M. Butlerov. Poznati hemičar 60-ih godina XIX veka objasnio je sastav organskih supstanci, razloge za raznolikost njihove strukture, otkrio odnos koji postoji između sastava, strukture i svojstava supstanci.

Na osnovu Butlerovljevih zaključaka bilo je moguće ne samo sistematizirati znanje o već postojećim organskim jedinjenjima. Postalo je moguće predvidjeti svojstva tvari koje još nisu poznate nauci, stvoriti tehnološke sheme za njihovu proizvodnju u industrijskim uvjetima. Mnoge ideje vodećih organskih hemičara danas se u potpunosti provode.

Prilikom oksidacije ugljikovodika nastaju nove organske tvari - predstavnici drugih klasa (aldehidi, ketoni, alkoholi, karboksilne kiseline). Na primjer, velike količine acetilena se koriste za proizvodnju octene kiseline. Dio ovog produkta reakcije se dalje troši za dobivanje sintetičkih vlakana. Otopina kiseline (9% i 6%) nalazi se u svakom domu - ovo je obično sirće. Oksidacija organskih supstanci služi kao osnova za dobijanje velikog broja jedinjenja od industrijskog, poljoprivrednog i medicinskog značaja.

aromatični ugljovodonici

Aromatičnost u organskim molekulima je prisustvo jednog ili više jezgri benzena. Lanac od 6 atoma ugljika zatvara se u prsten, u njemu se pojavljuje konjugirana veza, tako da svojstva takvih ugljikovodika nisu slična drugim ugljovodonicima.

Aromatični ugljovodonici (ili areni) su od velike praktične važnosti. Mnogi od njih se široko koriste: benzen, toluen, ksilen. Koriste se kao rastvarači i sirovine za proizvodnju lijekova, boja, gume, gume i drugih proizvoda organske sinteze.

Jedinjenja kiseonika

Atomi kiseonika prisutni su u velikoj grupi organskih supstanci. Oni su dio najaktivnijeg dijela molekule, njene funkcionalne grupe. Alkoholi sadrže jednu ili više hidroksilnih vrsta —OH. Primjeri alkohola: metanol, etanol, glicerin. U karboksilnim kiselinama postoji još jedna funkcionalna čestica - karboksilna (-COOOH).

Ostala organska jedinjenja koja sadrže kiseonik su aldehidi i ketoni. Karboksilne kiseline, alkoholi i aldehidi prisutni su u velikim količinama u različitim biljnim organima. Mogu biti izvori za dobijanje prirodnih proizvoda (octena kiselina, etil alkohol, mentol).

Masti su spojevi karboksilnih kiselina i trihidričnog alkohola glicerola. Pored linearnih alkohola i kiselina, postoje organska jedinjenja sa benzenskim prstenom i funkcionalnom grupom. Primjeri aromatičnih alkohola: fenol, toluen.

Ugljikohidrati

Najvažnije organske tvari u tijelu koje čine ćelije su proteini, enzimi, nukleinske kiseline, ugljikohidrati i masti (lipidi). Jednostavni ugljikohidrati – monosaharidi – nalaze se u stanicama u obliku riboze, dezoksiriboze, fruktoze i glukoze. Posljednji ugljikohidrat na ovoj kratkoj listi je glavna supstanca metabolizma u stanicama. Riboza i deoksiriboza su sastojci ribonukleinskih i deoksiribonukleinskih kiselina (RNA i DNK).

Kada se molekule glukoze razgrađuju, oslobađa se energija neophodna za život. Prvo, pohranjuje se u formiranju vrste prijenosa energije - adenozin trifosforne kiseline (ATP). Ova supstanca se prenosi krvlju, isporučuje se u tkiva i ćelije. Uz uzastopno cijepanje tri ostatka fosforne kiseline iz adenozina, oslobađa se energija.

Masti

Lipidi su supstance živih organizama koje imaju specifična svojstva. Ne rastvaraju se u vodi, hidrofobne su čestice. Sjemenke i plodovi nekih biljaka, nervno tkivo, jetra, bubrezi, krv životinja i ljudi posebno su bogati tvarima ove klase.

Ljudska i životinjska koža sadrži mnogo malih žlijezda lojnica. Tajna koju oni luče prikazuje se na površini tijela, podmazuje ga, štiti od gubitka vlage i prodora mikroba. Sloj potkožnog masnog tkiva štiti unutrašnje organe od oštećenja, služi kao rezervna tvar.

Vjeverice

Proteini čine više od polovine svih organskih supstanci ćelije, u nekim tkivima njihov sadržaj doseže 80%. Sve vrste proteina odlikuju se velikom molekulskom težinom, prisustvom primarnih, sekundarnih, tercijarnih i kvartarnih struktura. Kada se zagriju, uništavaju se - dolazi do denaturacije. Primarna struktura je ogroman lanac aminokiselina za mikrokosmos. Pod djelovanjem posebnih enzima u probavnom sustavu životinja i ljudi, proteinska makromolekula se raspada na sastavne dijelove. Oni ulaze u ćelije, gde se odvija sinteza organskih supstanci – drugih proteina specifičnih za svako živo biće.

Enzimi i njihova uloga

Reakcije u ćeliji se odvijaju brzinom koju je teško postići u industrijskim uslovima, zahvaljujući katalizatorima - enzimima. Postoje enzimi koji djeluju samo na proteine ​​- lipaze. Hidroliza škroba se odvija uz učešće amilaze. Lipaze su potrebne za razgradnju masti na sastavne dijelove. Procesi koji uključuju enzime odvijaju se u svim živim organizmima. Ako osoba nema enzim u stanicama, onda to utiče na metabolizam, općenito, zdravlje.

Nukleinske kiseline

Supstance, koje su prvi put otkrivene i izolirane iz ćelijskih jezgara, obavljaju funkciju prenošenja nasljednih osobina. Glavna količina DNK sadržana je u hromozomima, a molekule RNK nalaze se u citoplazmi. Uz reduplikaciju (udvostručavanje) DNK, postaje moguće prenijeti nasljedne informacije u zametne stanice - gamete. Kada se spoje, novi organizam prima genetski materijal od roditelja.