У молекулах органічних речовин найпоширеніший. Дивовижний світ органічних речовин

Від Гість >>

1. Виберіть одну правильну відповідь
1. Скільки з відомих амінокислот беруть участь у синтезі білків?
А-20 Б-100 В-23
2. Яка частина молекул амінокислот відрізняє їх одна від одної?
А-радикал Б-карбоксильна група В-аміногрупа
3. Які сполуки входять до складу АТФ?
А-аденін,вуглевод рибоза,3 молекули фосфорної кислоти
Б-гуанін, цукор фруктоза, залишок фосфорної кислоти.
В-рибоза, гліцерин і якась амінокислота
4. Яка роль молекул АТФ у клітині?
А-забезпечують транспортну функцію В-передають спадкову інформацію
Б-забезпечують процеси життєдіяльності енергією Г-прискорюють біохімічні реакції
5.мономерами нуклеїнових кислот є:
А-амінокислоти В-жири
Б-нуклеотиди Г-глюкоза
6.До якого класу хімічних речовин належить рибоза?
А-білок Б-вуглевод В-ліпід
7. Який нуклеотид не входить до складу молекули ДНК?
А-аденіловий В-уридиловий
Б-гуаніловий Г-тимідиловий
8. Яка з нуклеїнових кислот має найбільшу довжину?
А-ДНК Б-РНК
9. гуаніловому нуклеотиду комплементарний нуклеотид:
А-тимідиловий В-цитидиловий
Б-аденіловий Г-уридиловий
10.процес подвоєння молекул ДНК називається:
А-реплікацією В-транскрипцією
Б-комплементарність Г-трансляцією.
2. Напишіть функції ліпідів, наведіть приклади.
3. Завдання. В якій послідовності будуть розташовуватися нуклеотиди і-РНК, якщо ланцюжок ДНК має наступний склад: ГГТАТАГЦГЦТТААГЦЦТТ, визначити довжину і-РНК.

Від Гість >>

1. Як називається органічна речовина, в молекулах якої містяться атоми С, О, Н, що виконує енегретичну та будівельну функцію?
А-нуклеїнова кислота В-білок
Б-вуглевод Г-АТФ
2. Які вуглеводи відносяться до полімерів?
А-моносахариди Б-дісахариди В-полісахариди
3.До групи моносахаридів відносять:
А-глюкозу Б-сахарозу В-целюлозу
4. Які з вуглеводів нерозчинні у воді?
А-глюкоза, фруктоза Б-крохмаль В-рибоза, дезоксирибоза
5.Молекули жирів утворюються:
А-з гліцерину, вищих карбонових кислот В-з глюкози
Б-з амінокислот,води Г-з етилового спирту,вищих карбонових кислот
6.Жири виконують у клітині функцію:
А-транспортну В-енергетичну
Б-каталітичну Г-інформаційну
7.До яких сполук щодо води відносяться ліпіди?
А-гідрофільним Б-гідрофобним
8. Яке значення мають жири у тварин?
А-структура мембран В-теплорегуляція
Б-джерело енергії Г-джерело води Д-все перераховане
9.Мономерами білків є:
А-нуклеотиди Б-амінокислоти В-глюкоза Г-жири
10. Найважливіша органічна речовина, що входить до складу клітин всіх царств живої природи, що має первинну лінійну конфігурацію, відноситься:
А-до полісахаридів В-до ліпідів
Б-к АТФ Г-к поліпептидам
2. Напишіть функції білків, наведіть приклади.
3. Завдання: По ланцюжку ДНК ААТГЦГАТГЦТТАГТТТАГГ, необхідно добудувати комплементарний ланцюжок, та визначити довжину ДНК
1. Виберіть одну правильну відповідь
1. Скільки з відомих амінокислот беруть участь у синтезі білків?
А-20 Б-100 В-23
2. Яка частина молекул амінокислот відрізняє їх одна від одної?
А-радикал Б-карбоксильна група В-аміногрупа
3. Які сполуки входять до складу АТФ?
А-аденін,вуглевод рибоза,3 молекули фосфорної кислоти
Б-гуанін, цукор фруктоза, залишок фосфорної кислоти.
В-рибоза, гліцерин і якась амінокислота
4. Яка роль молекул АТФ у клітині?
А-забезпечують транспортну функцію В-передають спадкову інформацію
Б-забезпечують процеси життєдіяльності енергією Г-прискорюють біохімічні реакції
5.мономерами нуклеїнових кислот є:
А-амінокислоти В-жири
Б-нуклеотиди Г-глюкоза
6.До якого класу хімічних речовин належить рибоза?
А-білок Б-вуглевод В-ліпід
7. Який нуклеотид не входить до складу молекули ДНК?
А-аденіловий В-уридиловий
Б-гуаніловий Г-тимідиловий
8. Яка з нуклеїнових кислот має найбільшу довжину?
А-ДНК Б-РНК
9. гуаніловому нуклеотиду комплементарний нуклеотид:
А-тимідиловий В-цитидиловий
Б-аденіловий Г-уридиловий
10.процес подвоєння молекул ДНК називається:
А-реплікацією В-транскрипцією
Б-комплементарність Г-трансляцією.
2. Напишіть функції ліпідів, наведіть приклади.
3. Завдання. В якій послідовності будуть розташовуватися нуклеотиди і-РНК, якщо ланцюжок ДНК має наступний склад: ГГТАТАГЦГЦТТААГЦЦТТ, визначити довжину і-РНК.

Класифікація органічних речовин

Залежно від типу будови вуглецевого ланцюга органічні речовини поділяють на:

ациклічні та циклічні.
граничні (насичені) та ненасичені (ненасичені).
карбоциклічні та гетероциклічні.
аліциклічні та ароматичні.

Ациклічні сполуки - органічні сполуки, в молекулах яких відсутні цикли і всі атоми вуглецю з'єднані один з одним у прямі або розгалужені відкриті ланцюги.

У свою чергу серед ациклічних сполук виділяють граничні (або насичені), які містять у вуглецевому скелеті лише одинарні вуглець-вуглецеві (С-С) зв'язки та ненасичені (або ненасичені), що містять кратні - подвійні (С=С) або потрійні (С≡ З) зв'язку.

Циклічні сполуки - хімічні сполуки, в яких є три або більше зв'язаних атомів, що утворюють кільце.

Залежно від того, якими атомами утворені цикли розрізняють карбоциклічні сполуки та гетероциклічні сполуки.

Карбоциклічні сполуки (або ізоциклічні) містять у своїх циклах лише атоми вуглецю. Ці сполуки поділяються на аліциклічні сполуки (аліфатичні циклічні) і ароматичні сполуки.

Гетероциклічні сполуки містять у складі вуглеводневого циклу один або кілька гетероатомів, найчастіше якими є атоми кисню, азоту чи сірки.

Найпростішим класом органічних речовин є вуглеводні – сполуки, утворені виключно атомами вуглецю та водню, тобто. формально немає функціональних груп.

Оскільки вуглеводні, немає функціональних груп їм можлива лише класифікація на кшталт вуглецевого скелета. Вуглеводні залежно від типу їх вуглецевого скелета ділять на підкласи:

1) Граничні ациклічні вуглеводні звуться алкани. Загальна молекулярна формула алканів записується як C n H 2n+2 де n — кількість атомів вуглецю в молекулі вуглеводню. Ці сполуки не мають міжкласових ізомерів.

2) Ациклічні ненасичені вуглеводні поділяються на:

а) алкени - в них присутня тільки одна кратна, а саме одна подвійна C = C зв'язок, загальна формула алкенів C n H 2n ,

б) алкін – у молекулах алкінів також присутній лише один кратний, а саме потрійний С≡С зв'язок. Загальна молекулярна формула алкінів C n H 2n-2

в) алкадієни – у молекулах алкадієнів присутні дві подвійні З=З зв'язку. Загальна молекулярна формула алкадієнів C n H 2n-2

3) Циклічні граничні вуглеводні називаються циклоалкани і мають загальну молекулярну формулу C n H 2n .

Інші органічні речовини в органічній хімії розглядають як похідні вуглеводнів, що утворюються при введенні в молекули вуглеводнів про функціональних груп, які містять інші хімічні елементи.

Таким чином, формулу з'єднань з однією функціональною групою можна записати як R-X, де R - вуглеводневий радикал, а Х - функціональна група. Вуглеводневим радикалом називають фрагмент молекули будь-якого вуглеводню без одного або кількох атомів водню.

За наявності тих чи інших функціональних груп сполуки поділяють класи. Основні функціональні групи та класи сполук, до складу яких вони входять, представлені в таблиці:

Таким чином, різні комбінації типів вуглецевих скелетів з різними функціональними групами дають велику різноманітність варіантів органічних сполук.

Галогенпохідні вуглеводнів

Галогенпохідними вуглеводнів називають сполуки, одержувані при заміні одного або декількох атомів водню в молекулі будь-якого вихідного вуглеводню на один або кілька атомів галогену відповідно.

Нехай певний вуглеводень має формулу C n H mтоді при заміні в його молекулі X атомів водню на X атомів галогену формула галогенпохідного буде мати вигляд C n H m-X Hal X. Таким чином, монохлорпохідні алканів мають формулу. C n H 2n+1 Cl, дихлорпохідні C n H 2n Cl 2і т.д.

Спирти та феноли

Спирти - похідні вуглеводнів, один або кілька атомів водню в яких замінені на гідроксильну групу -OH. Спирти з однією гідроксильною групою називають одноатомними, здвома – двоатомними, з трьома триатомнимиі т.д. Наприклад:

Спирти з двома і більше гідроксильних груп називають також багатоатомними спиртами.Загальна формула граничних одноатомних спиртів CnH2n+1OH або CnH2n+2O. Загальна формула граничних багатоатомних спиртів CnH2n+2Ox, де x - атомність спирту.

Спирти можуть бути ароматичними. Наприклад:

бензиловий спирт

Загальна формула таких одноатомних ароматичних спиртів CnH2n-6O.

Однак слід чітко розуміти, що похідні ароматичних вуглеводнів, в яких на гідроксильні групи замінено один або кілька атомів водню при ароматичному ядрі. не відносятьсядо спиртів. Їх відносять до класу феноли . Наприклад, ця сполука є спиртом:

А це являє собою фенол:

Причина, через яку феноли не відносять до спиртів, криється в їх специфічних хімічних властивостях, які сильно відрізняють їх від спиртів. Як легко помітити, однотомні феноли ізомерні одноатомних ароматичних спиртів, тобто. також мають загальну молекулярну формулу C n H 2n-6 O.

Аміни

Амінами називають похідні аміаку, у яких один, два чи всі три атоми водню заміщені на вуглеводневий радикал.

Аміни, у яких лише один атом водню заміщений вуглеводневий радикал, тобто. мають загальну формулу R-NH 2 називають первинними амінами.

Аміни, в яких два атоми водню заміщені на вуглеводневі радикали, називають вторинними амінами. Формулу вторинного аміну можна записати як R-NH-R'. При цьому радикали R і R можуть бути як однакові, так і різні. Наприклад:

Якщо амінів відсутні атоми водню при атомі азоту, тобто. всі три атоми водню молекули аміаку заміщені на вуглеводневий радикал, то такі аміни називають третинними амінами. У загальному вигляді формулу третинного аміну можна записати як:

При цьому радикали R, R', R' можуть бути як повністю однаковими, так і всі три різні.

Загальна молекулярна формула первинних, вторинних та третинних граничних амінів має вигляд C n H 2 n +3 N.

Ароматичні аміни з одним ненасиченим заступником мають загальну формулу C n H 2 n -5 N

Альдегіди та кетони

Альдегідаминазивають похідні вуглеводнів, які при первинному атомі вуглецю два атоми водню замінені однією атом кисню, тобто. похідні вуглеводнів у структурі яких є альдегідна група -СН=О. Загальну формулу альдегідів можна записати як R-CH=O. Наприклад:

Кетонаминазивають похідні вуглеводнів, які при вторинному атомі вуглецю два атоми водню замінені атом кисню, тобто. сполуки, у структурі яких є карбонільна група -C(O)-.

Загальна формула кетонів може бути записана як R-C(O)-R'. При цьому радикали R, R можуть бути як однаковими, так і різними.

Наприклад:


пропан він	бутан він

Як можна помітити, альдегіди і кетони дуже схожі за будовою, проте їх все ж таки розрізняють як класи, оскільки вони мають суттєві відмінності в хімічних властивостях.

Загальна молекулярна формула граничних кетонів і альдегідів однакова і має вигляд C n H 2 n O

Карбонові кислоти

Карбоновими кислотаминазивають похідні вуглеводнів, у яких є карбоксильна група -COOH.

Якщо кислота має дві карбоксильні групи, таку кислоту називають дикарбоновою кислотою.

Граничні монокарбонові кислоти (з однією групою -COOH) мають загальну молекулярну формулу виду C n H 2 n O 2

Ароматичні монокарбонові кислоти мають загальну формулу C n H 2 n -8 O 2

Прості ефіри

Прості ефіри –органічні сполуки, у яких два вуглеводневі радикали опосередковано з'єднані через атом кисню, тобто. мають формулу виду R-O-R'. При цьому радикали R і R можуть бути як однаковими, так і різними.

Наприклад:

Загальна формула граничних простих ефірів така сама, як і граничних одноатомних спиртів, тобто. C n H 2 n +1 OH або C n H 2 n +2 О.

Складні ефіри

Складні ефіри – клас сполук на основі органічних карбонових кислот, у яких атом водню в гідроксильній групі заміщений на вуглеводневий радикал R. Фомулу складних ефірів у загальному вигляді можна записати як:

Наприклад:

Нітросполуки

Нітросполуки– похідні вуглеводнів, у яких один або кілька атомів водню замінено нітрогрупою –NO 2 .

Граничні нітросполуки з однією нітрогрупою мають загальну молекулярну формулу C n H 2 n +1 NO 2

Амінокислоти

Сполуки, що мають у своїй структурі одночасно дві функціональні групи – аміно NH 2 та карбоксильну – COOH. Наприклад,

NH 2 -CH 2 -COOH

Граничні амінокислоти з однією карбоксильною та однією аміногрупою ізомерні відповідним граничними нітросполуками тобто. як і вони мають загальну молекулярну формулу C n H 2 n +1 NO 2

У завданнях ЄДІ на класифікацію органічних речовин важливо вміти записувати загальні молекулярні формули гомологічних рядів різних типів сполук, знаючи особливості будови вуглецевого скелета та наявність тих чи інших функціональних груп. Для того щоб навчитися визначати загальні молекулярні формули органічних сполук різних класів, буде корисний матеріал з цієї теми.

Номенклатура органічних сполук

Особливості будови та хімічних властивостей сполук знаходять відбиток у номенклатурі. Основними типами номенклатури вважаються систематичнаі тривіальна.

Систематична номенклатура фактично прописує алгоритми, згідно з якими та чи інша назва складається у суворій відповідності до особливостей будови молекули органічної речовини або, грубо кажучи, її структурної формули.

Розглянемо правила складання назв органічних сполук за систематичною номенклатурою.

При складанні назв органічних речовин по систематичній номенклатурі найбільш важливим є правильно визначити число атомів вуглецю в найдовшому вуглецевому ланцюзі або порахувати число атомів вуглецю в циклі.

Залежно кількості атомів вуглецю в основний вуглецевої ланцюга, сполуки, матимуть у своїй назві різний корінь:

Кількість атомів С у головному вуглецевому ланцюгу	Корінь назви


	проп-

	пент-
	гекс-
	гепт-


	груд(ц)-

Друга важлива складова, що враховується при складанні назв, - наявність/відсутність кратних зв'язків або функціональної групи, які перераховані в таблиці вище.

Спробуємо дати назву речовині, що має структурну формулу:

1. У головному (і єдиному) вуглецевому ланцюзі даної молекули міститься 4 атоми вуглецю, тому назва міститиме корінь бут-;

2. У вуглецевому скелеті відсутні кратні зв'язки, отже, суфікс, який потрібно використовувати після кореня слова буде -ан, як і у відповідних граничних ациклічних вуглеводнів (алканів);

3. Наявність функціональної групи –OH за умови, що немає старших функціональних груп додає після кореня та суфікса з п.2. ще один суфікс - "ол";

4. У молекулах, що містять кратні зв'язки або функціональні групи, нумерація атомів вуглецю головного ланцюга починається з того боку молекули, до якої вони ближчі.

Розглянемо ще один приклад:

Наявність в головному вуглецевому ланцюзі чотирьох атомів вуглецю говорить нам про те, що основою назви є корінь «бут-», а відсутність кратних зв'язків говорить про суфікс «-ан», який слідуватиме відразу після кореня. Старша група у цьому поєднанні – карбоксильная, вона визначає приналежність цієї речовини до класу карбонових кислот. Отже, закінчення назви буде «-ова кислота». При другому атомі вуглецю знаходиться аміногрупа NH 2 -тому дана речовина відноситься до амінокислот. Також при третьому атомі вуглецю ми бачимо вуглеводневий радикал метил ( CH 3 -). Тому за систематичною номенклатурою дана сполука називається 2-аміно-3-метилбутанова кислота.

Тривіальна номенклатура, на відміну від систематичної, як правило, не має зв'язку з будовою речовини, а обумовлена здебільшого її походженням, а також хімічними або фізичними властивостями.

Формула	Назва по систематичній номенклатурі	Тривіальна назва
Вуглеводні
CH 4	метан	болотний газ
CH 2 =CH 2	Етен	етилен
CH 2 =CH-CH 3	пропен	пропілен
CH≡CH	етин	ацетилен
CH 2 = CH-CH = CH 2	бутадієн-1,3	дивініл
	2-метилбутадієн-1,3	ізопрен
	метилбензол	толуол
	1,2-диметилбензол	орто-ксилол (о-ксилол)
	1,3-диметилбензол	мета-ксилол (м-ксилол)
	1,4-диметилбензол	пара-ксилол (п-ксилол)
	вінілбензол	стирол
Спирти
CH 3 OH	метанол	метиловий спирт, деревний спирт
CH 3 CH 2 OH	етанол	етиловий спирт
CH 2 =CH-CH 2 -OH	пропен-2-ол-1	аліловий спирт
	етандіол-1,2	етиленгліколь
	пропантріол-1,2,3	гліцерин
	фенол (гідроксибензол)	карболова кислота
	1-гідрокси-2-метилбензол	орто-крезол (про-крезол)
	1-гідрокси-3-метилбензол	мета-крезол (м-крезол)
	1-гідрокси-4-метилбензол	пара-крезол (п-крезол)
	фенілметанол	бензиловий спирт
Альдегіди та кетони
	метаналь	формальдегід
	етаналь	оцтовий альдегід, ацетальдегід
	пропеналь	акриловий альдегід, акролеїн
	бензальдегід	бензойний альдегід
	пропанон	ацетон
Карбонові кислоти
(HCOOH)	метанова кислота	мурашина кислота (Солі та складні ефіри - форміати)
(CH 3 COOH)	етанова кислота	оцтова кислота (Солі та складні ефіри - ацетати)
(CH 3 CH 2 COOH)	пропанова кислота	пропіонова кислота (Солі та складні ефіри - пропіонати)
C 15 H 31 COOH	гексадеканова кислота	пальмітинова кислота (Солі та складні ефіри - пальмітати)
C 17 H 35 COOH	октадеканова кислота	стеаринова кислота (Солі та складні ефіри - стеарати)
	пропінова кислота	акрилова кислота (Солі та складні ефіри - акрилати)
HOOC-COOH	етандіова кислота	щавелева кислота (Солі та складні ефіри - оксалати)
	1,4-бензолдикарбонова кислота	терефталева кислота
Складні ефіри
HCOOCH 3	метилметаноат	метилформіат, метиловий ефір мурв'їної кислоти
CH 3 COOCH 3	метилетаноат	метилацетат, метиловий ефір оцтової кислоти
CH 3 COOC 2 H 5	етилотаноат	етилацетат, етиловий ефір оцтової кислоти
CH 2 =CH-COOCH 3	метилпропеноат	метилакрилат, метиловий ефір акрилової кислоти
Азотовмісні сполуки
	амінобензол, феніламін	анілін
NH 2 -CH 2 -COOH	аміноетанова кислота	гліцин, амінооцтова кислота
	2-амінопропіонова кислота	аланін

У минулому вчені розділяли всі речовини в природі на умовно неживі та живі, включаючи до останніх царство тварин і рослин. Речовини першої групи отримали назву мінеральних. А ті, що увійшли до другої, почали називати органічними речовинами.

Що під цим мається на увазі? Клас органічних речовин найбільший серед усіх хімічних сполук, відомих сучасним ученим. На питання, які органічні речовини, можна відповісти так – це хімічні сполуки, до складу яких входить вуглець.

Зверніть увагу, що не всі вуглецевмісні сполуки відносяться до органічних. Наприклад, корбіди та карбонати, вугільна кислота та ціаніди, оксиди вуглецю не входять до їх числа.

Чому так багато органічних речовин?

Відповідь це питання у властивостях вуглецю. Цей елемент цікавий тим, що здатний утворювати ланцюжки зі своїх атомів. І при цьому вуглецевий зв'язок дуже стабільний.

З іншого боку, в органічних сполуках він виявляє високу валентність (IV), тобто. здатність утворювати хімічні зв'язки з іншими речовинами І не тільки одинарні, а й подвійні і навіть потрійні (інакше – кратні). У міру зростання кратності зв'язку ланцюжок атомів стає коротшим, а стабільність зв'язку підвищується.

А ще вуглець наділений здатністю утворювати лінійні, плоскі та об'ємні структури.

Саме тому органічні речовини у природі такі різноманітні. Ви легко перевірите це самі: встаньте перед дзеркалом та уважно подивіться на своє відображення. Кожен із нас – ходячий посібник з органічної хімії. Вдумайтеся: щонайменше 30% маси кожної вашої клітини – це органічні сполуки. Білки, які збудували ваше тіло. Вуглеводи, які є «паливом» і джерелом енергії. Жири, що зберігають запаси енергії. Гормони, які управляють роботою органів та навіть вашою поведінкою. Ферменти, що запускають хімічні реакції всередині вас. І навіть «вихідний код», ланцюжки ДНК – це органічні сполуки з урахуванням вуглецю.

Склад органічних речовин

Як ми вже говорили на початку, основний будівельний матеріал для органічних речовин - це вуглець. І будь-які практичні елементи, з'єднуючись з вуглецем, можуть утворювати органічні сполуки.

У природі найчастіше у складі органічних речовин присутні водень, кисень, азот, сірка та фосфор.

Будова органічних речовин

Різноманітність органічних речовин на планеті та різноманітність їх будови можна пояснити характерними рисами атомів вуглецю.

Ви пам'ятаєте, що атоми вуглецю здатні утворювати дуже міцні зв'язки один з одним, з'єднуючись у ланцюжки. В результаті виходять стійкі молекули. Те, як саме атоми вуглецю з'єднуються в ланцюг (розташовуються зигзагом), є однією з ключових особливостей її будови. Вуглець може поєднуватися як у відкриті ланцюги, так і в замкнуті (циклічні) ланцюжки.

Важливо й те, що будова хімічних речовин впливає на їх хімічні властивості. Значну роль грає і те, як атоми та групи атомів у молекулі впливають один на одного.

Завдяки особливостям будови рахунок однотипним сполукам вуглецю йде на десятки і сотні. Наприклад, можна розглянути водневі сполуки вуглецю: метан, етан, пропан, бутан і т.п.

Наприклад, метан – СН4. Така сполука водню з вуглецем у нормальних умовах перебуває у газоподібному агрегатному стані. Коли ж у складі утворюється кисень, утворюється рідина – метиловий спирт СН 3 ОН.

Не тільки речовини з різним якісним складом (як у прикладі вище) виявляють різні властивості, а й речовини однакового якісного складу теж здатні на таке. Прикладом можуть бути різна здатність метану СН 4 і етилену С 2 Н 4 реагувати з бромом і хлором. Метан здатний на такі реакції лише при нагріванні чи під ультрафіолетом. А етилен реагує навіть без освітлення та нагрівання.

Розглянемо такий варіант: якісний склад хімічних сполук однаковий, кількісний – відрізняється. Тоді й хімічні властивості сполук різні. Як у випадку з ацетиленом 2 Н 2 і бензолом 6 Н 6 .

Не останню роль цьому різноманітті грають такі властивості органічних речовин, «зав'язані» з їхньої будові, як ізомерія і гомологія.

Уявіть, що у вас є дві на перший погляд ідентичні речовини – однаковий склад і та сама молекулярна формула, щоб описати їх. Але будова цих речовин дуже по-різному, звідки випливає і відмінність хімічних і фізичних якостей. Наприклад, молекулярною формулою З 4 Н 10 можна записати дві різні речовини: бутан та ізобутан.

Йдеться про ізомерах– сполуки, які мають однаковий склад та молекулярну масу. Але атоми в їх молекулах розташовані в різному порядку (розгалужена та нерозгалужена будова).

Що стосується гомології- це характеристика такого вуглецевого ланцюга, в якій кожен наступний член може бути отриманий додаванням до попередньої групи СН 2 . Кожен гомологічний ряд можна виразити однією загальною формулою. А знаючи формулу, нескладно визначити склад будь-якого члена низки. Наприклад, гомологи метану описуються формулою C n H 2n+2 .

У міру збільшення «гомологічної різниці» СН 2 посилюється зв'язок між атомами речовини. Візьмемо гомологічний ряд метану: чотири перші його члени - гази (метан, етан, пропан, бутан), наступні шість - рідини (пентан, гексан, гептан, октан, нонан, декан), а далі йдуть речовини в твердому агрегатному стані (пентадекан, ейкозан і т.д.). І чим міцніший зв'язок між атомами вуглецю, тим вище молекулярна вага, температури кипіння та плавлення речовин.

Які існують класи органічних речовин?

До органічних речовин біологічного походження належать:

білки;
вуглеводи;
нуклеїнові кислоти;
ліпіди.

Три перші пункти можна назвати біологічними полімерами.

Докладніша класифікація органічних хімічних речовин охоплює речовини як біологічного походження.

До вуглеводнів відносяться:

ациклічні сполуки:
- граничні вуглеводні (алкани);
- ненасичені вуглеводні:
  - алкени;
  - алкіни;
  - алкадієни.
циклічні сполуки:
- сполуки карбоциклічні:
  - аліциклічні;
  - ароматичні.
- з'єднання гетероциклічні.

Є також інші класи органічних сполук, у складі яких вуглець з'єднується з іншими речовинами, крім водню:

спирти та феноли;
альдегіди та кетони;
карбонові кислоти;
складні ефіри;
ліпіди;
вуглеводи:
- моносахариди;
- олігосахариди;
- полісахариди.
- мукополісахариди.
аміни;
амінокислоти;
білки;
нуклеїнові кислоти.

Формули органічних речовин за класами

Приклади органічних речовин

Як пам'ятаєте, у людському організмі різноманітних органічні речовини – основа основ. Це наші тканини та рідини, гормони та пігменти, ферменти та АТФ, а також багато іншого.

У тілах людей та тварин пріоритет за білками та жирами (половина сухої маси клітини тварин – це білки). У рослин (приблизно 80% сухої маси клітини) – за вуглеводами, насамперед складними – полісахаридами. У тому числі за целюлозою (без якої не було б паперу), крохмалем.

Давайте поговоримо про деякі з них докладніше.

Наприклад, про вуглеводи. Якби можна було взяти та виміряти маси всіх органічних речовин на планеті, саме вуглеводи перемогли б у цьому змаганні.

Вони є в організмі джерелом енергії, є будівельними матеріалами для клітин, а також здійснюють запас речовин. Рослинам цієї мети служить крохмаль, тваринам – глікоген.

Крім того, вуглеводи дуже різноманітні. Наприклад, прості вуглеводи. Найпоширеніші в природі моносахариди – це пентози (у тому числі дезоксирибоза, що входить до складу ДНК) і гексози (добре знайома вам глюкоза).

Як із цеглинок, на великому будівництві природи вишиковуються з тисяч і тисяч моносахаридів полісахариди. Без них, точніше, без целюлози, крохмалю, не було б рослин. Та й тваринам без глікогену, лактози та хітину довелося б важко.

Подивимося уважно і на білки. Природа – найбільший майстер мозаїк і пазлів: всього з 20 амінокислот у людському організмі утворюється 5 мільйонів типів білків. На білках також лежить чимало життєво важливих функцій. Наприклад, будівництво, регуляція процесів в організмі, згортання крові (для цього існують окремі білки), рух, транспорт деяких речовин в організмі, вони також є джерелом енергії, як ферменти виступають каталізатором реакцій, забезпечують захист. У справі захисту організму від негативних зовнішніх впливів важливу роль відіграють антитіла. І якщо в тонкому настроюванні організму відбувається розлад, антитіла замість знищення зовнішніх ворогів можуть виступати агресорами до власних органів та тканин організму.

Білки також поділяються на прості (протеїни) та складні (протеїди). І мають властиві тільки їм властивості: денатурацію (руйнування, яке ви не раз помічали, коли варили яйце круто) і ренатурацію (ця властивість знайшла широке застосування у виготовленні антибіотиків, харчових концентратів та ін.).

Не обійдемо увагою і ліпіди(жири). У нашому організмі вони є запасним джерелом енергії. Як розчинники допомагають протіканню біохімічних реакцій. Беруть участь у будівництві організму – наприклад, у формуванні клітинних мембран.

І ще кілька слів про такі цікаві органічні сполуки, як гормони. Вони беруть участь у біохімічних реакціях та обміні речовин. Такі маленькі, гормони роблять чоловіків чоловіками (тестостерон) та жінок (естроген). Примушують нас радіти чи засмучуватися (не останню роль у перепадах настрою грають гормони щитовидної залози, а ендорфін дарує відчуття щастя). І навіть визначають, «сови» ми чи «жайворонки». Готові ви вчитися допізна або волієте встати раніше і зробити домашню роботу перед школою, вирішує не тільки ваш розпорядок дня, але й деякі гормони надниркових залоз.

Висновок

Світ органічних речовин по-справжньому дивовижний. Достатньо заглибитись у його вивчення лише небагато, щоб у вас захопило дух від відчуття спорідненості з усім живим на Землі. Дві ноги, чотири чи коріння замість ніг – усіх нас поєднує чари хімічної лабораторії матінки-природи. Воно змушує атоми вуглецю об'єднуватись у ланцюжки, вступати в реакції та створювати тисячі таких різноманітних хімічних сполук.

Тепер у вас є короткий путівник з органічної хімії. Звичайно, тут представлена далеко не вся можлива інформація. Якісь моменти вам, можливо, доведеться уточнити самостійно. Але ви завжди можете використовувати намічений маршрут для своїх самостійних пошуків.

Ви також можете використовувати наведене у статті визначення органічної речовини, класифікацію та загальні формули органічних сполук та загальні відомості про них, щоб підготуватися до уроків хімії у школі.

Розкажіть нам у коментарях, який розділ хімії (органічна чи неорганічна) подобається вам більше та чому. Не забудьте розшарити статтю в соціальних мережах, щоб ваші однокласники теж змогли нею скористатися.

Будь ласка, повідомте, якщо виявите у статті якусь неточність чи помилку. Усі ми люди і всі ми іноді помиляємось.

blog.сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.

Існує кілька визначень, що таке органічні речовини, чим вони відрізняються від іншої групи сполук – неорганічних. Одне з найпоширеніших пояснень випливає із назви «вуглеводні». Справді, основу всіх органічних молекул знаходяться ланцюжка атомів вуглецю, пов'язані з воднем. Є й інші елементи, які отримали назву «органогенні».

Органічна хімія до відкриття сечовини

Здавна люди користуються багатьма природними речовинами та мінералами: сірою, золотом, залізною та мідною рудою, кухонною сіллю. За весь час існування науки - з найдавніших часів і до першої половини ХІХ століття - вчені не могли довести зв'язок живої та неживої природи на рівні мікроскопічної будови (атомів, молекул). Вважалося, що своєю появою органічні речовини завдячують міфічній життєвій силі – віталізму. Існував міф про можливість виростити чоловічка «гомункулуса». Для цього треба було скласти в барило різні продукти життєдіяльності, почекати певний час, поки зародиться життєва сила.

Нищівний удар по віталізму завдали роботи Веллера, який синтезував органічну речовину сечовину з неорганічних компонентів. Так було доведено, що жодної життєвої сили немає, природа єдина, організми та неорганічні сполуки утворені атомами тих самих елементів. Склад сечовини був відомий і до робіт Веллер, вивчення цього з'єднання не становило в ті роки великої праці. Чудовим був сам факт отримання речовини, характерної для обміну речовин, поза тілом тварини чи людини.

Теорія А. М. Бутлерова

Велика роль російської школи хіміків у становленні науки, що вивчає органічні речовини. З іменами Бутлерова, Марковникова, Зелінського, Лебедєва пов'язані цілі епохи у розвитку органічного синтезу. Основоположником теорії будови сполук є А. М. Бутлеров. Знаменитий учений-хімік у 60-х роках XIX століття пояснив склад органічних речовин, причини різноманіття їх будови, розкрив взаємозв'язок, що існує між складом, будовою та властивостями речовин.

На основі висновків Бутлерова вдалося не тільки систематизувати знання про вже існуючі органічні сполуки. З'явилася можливість передбачити властивості ще відомих науці речовин, створити технологічні схеми їхнього отримання у промислових умовах. Повною мірою втілюється в життя багато ідей провідних хіміків-органіків у наші дні.

При окисленні вуглеводнів виходять нові органічні речовини - представники інших класів (альдегідів, кетонів, спиртів, карбонових кислот). Наприклад, великі обсяги ацетилену йдуть виробництва оцтової кислоти. Частина цього продукту реакції надалі витрачається отримання синтетичних волокон. Розчин кислоти (9% і 6%) є у кожному будинку – це звичайний оцет. Окислення органічних речовин служить основою отримання дуже великої кількості сполук, мають промислове, сільськогосподарське, медичне значення.

Ароматичні вуглеводні

Ароматичність у молекулах органічних речовин – це присутність одного або кількох бензольних ядер. Ланцюжок з 6 атомів вуглецю замикається в кільце, в ньому виникає зв'язок, тому властивості таких вуглеводнів не схожі на інші УВ.

Ароматичні вуглеводні (або арени) мають велике практичне значення. Широко застосовуються багато з них: бензол, толуол, ксилол. Вони використовуються як розчинники та сировина для виробництва ліків, барвників, каучуку, гуми та інших продуктів органічного синтезу.

Кисневмісні сполуки

У складі великої групи органічних речовин є атоми кисню. Вони входять до найактивнішої частини молекули, її функціональної групи. Спирти містять одну або кілька гідроксильних частинок-ОН. Приклади спиртів: метанол, етанол, гліцерин. У карбонових кислотах присутня інша функціональна частка - карбоксил (-СОООН).

Інші кисневмісні органічні сполуки - альдегіди і кетони. Карбонові кислоти, спирти та альдегіди у великих кількостях присутні у складі різних органів рослин. Вони можуть бути джерелами для одержання натуральних продуктів (оцтової кислоти, етилового спирту, ментолу).

Жири є сполуками карбонових кислот та триатомного спирту гліцерину. Крім спиртів та кислот лінійної будови, є органічні сполуки з бензольним кільцем та функціональною групою. Приклад ароматичних спиртів: фенол, толуол.

Вуглеводи

Найважливіші органічні речовини організму, що входять до складу клітин, – білки, ферменти, нуклеїнові кислоти, вуглеводи та жири (ліпіди). Прості вуглеводи – моносахариди – зустрічаються у клітинах у вигляді рибози, дезоксирибози, фруктози та глюкози. Останній у цьому короткому списку вуглевод – основна речовина обміну речовин у клітинах. Рибоза та дезоксирибоза — складові рибонуклеїнової та дезоксирибонуклеїнової кислот (РНК і ДНК).

При розщепленні молекул глюкози виділяється енергія, необхідна життєдіяльності. Спочатку вона запасається при утворенні своєрідного переончика енергії - аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ). Ця речовина переноситься кров'ю, доставляється в тканини та клітини. При послідовному відщепленні від аденозину трьох залишків фосфорної кислоти енергія звільняється.

Жири

Ліпіди - речовини живих організмів, що мають специфічні властивості. Вони не розчиняються у воді, є гідрофобними частинками. Особливо багаті на речовини цього класу насіння і плоди деяких рослин, нервова тканина, печінка, нирки, кров тварин і людини.

Шкіра людини та тварин містить безліч дрібних сальних залоз. Секрет, що виділяється ними, виводиться на поверхню тіла, змащує її, захищає від втрати вологи і проникнення мікробів. Шар підшкірної жирової клітковини оберігає від пошкоджень внутрішні органи, що служить запасною речовиною.

Білки

Протеїни становлять більше половини всіх органічних речовин клітини, у деяких тканинах їх вміст сягає 80%. Для всіх видів білків характерні високі молекулярні маси, наявність первинної, вторинної, третинної та четвертинної структур. При нагріванні вони руйнуються – відбувається денатурація. Первинна структура - це величезний для мікросвіту ланцюжок амінокислот. Під впливом спеціальних ферментів у травній системі тварин і людини протеїнова макромолекула розпадеться на складові. Вони потрапляють у клітини, де відбувається синтез органічних речовин – інших білків, специфічних для кожної живої істоти.

Ферменти та їх роль

Реакції у клітині протікають зі швидкістю, що у виробничих умовах важко досяжна, завдяки каталізаторам — ферментам. Розрізняють ферменти, що діють лише на білки, - ліпази. Гідроліз крохмалю відбувається за участю амілази. Для розкладання на складові жирів необхідні ліпази. Процеси за участю ферментів йдуть у всіх живих організмах. Якщо людина немає у клітинах будь-якого ферменту, це позначається обміні речовин, загалом здоров'я.

Нуклеїнові кислоти

Речовини, вперше виявлені та виділені з ядер клітин, виконують функцію передачі спадкових ознак. Основна кількість ДНК міститься у хромосомах, а молекули РНК розташовані у цитоплазмі. При редуплікації (подвоєння) ДНК з'являється можливість передати спадкову інформацію статевим клітинам – гаметам. За їх злиття новий організм отримує генетичний матеріал від батьків.