Органичната материя е ... Органичната материя е ... Органичната химия

Органичното вещество е химично съединение, в което има въглерод. Изключение са само въглеродната киселина, карбидите, карбонатите, цианидите и въглеродните оксиди.

история

Самият термин "органични вещества" се появява в ежедневието на учените на етап ранно развитие на химията. По онова време доминираха жизненоважните светоглед. Това е продължение на традициите на Аристотел и Плиний. През този период научените мъже се занимаваха с разделянето на света на жива и нежива. В същото време всички вещества, без изключение, ясно се подразделят на минерални и органични вещества. Смята се, че е необходима специална "сила" за синтезирането на съединения на "живите" вещества. Тя е присъща на всички живи същества и без нея не могат да се формират органични елементи.

Това изказване, смешно за съвременната наука, преобладава дълго време, докато през 1828 г. Фридрих Вьолер експериментално го опроверга. Той успя да получи органичен карбамид от неорганичния амониев цианат. Това потискаше химията напред. Разделянето на веществата в органични и неорганични вещества обаче остава в сегашното време. Това е в основата на класификацията. Почти 27 милиона органични съединения са известни.

Защо толкова много органични съединения?

Органичните вещества са, с някои изключения, въглеродно съединение. Всъщност това е много любопитен елемент. Въглеродът е способен да образува вериги от неговите атоми. Много е важно връзката между тях да е стабилна.

В допълнение, въглеродът в органичните вещества има валентност - IV. От това следва, че този елемент може да образува с други вещества връзки не само единични, но и двойни и тройни. С увеличаването на тяхната многообразие веригата, състояща се от атоми, ще стане по-къса. В същото време стабилността на комуникацията се увеличава само.

Също така въглеродът има способността да образува плоски, линейни и обемни структури. Ето защо в природата има толкова много различни органични вещества.

структура

Както беше споменато по-горе, органичната материя е въглеродно съединение. И това е много важно. Органични съединения възникват, когато се свързват с почти всеки елемент от периодичната таблица. В природата най-често в техния състав (в допълнение към въглерода) се включват кислород, водород, сяра, азот и фосфор. Останалите елементи са много по-рядко срещани.

свойства

Така че, органичното вещество е въглеродно съединение. В този случай има няколко важни критерия, към които трябва да отговаря. Всички вещества от органичен произход имат общи свойства:

1. Различната типология на съществуващите между атомите връзки неизбежно води до появата на изомери. Преди всичко, те се формират от комбинацията от въглеродни молекули. Изомерите са различни вещества, имащи едно молекулно тегло и състав, но различни химико-физични свойства. Това явление се нарича изомеризъм.

2. Друг критерий е феноменът на хомологията. Това са серии от органични съединения, в които формулата на съседни вещества се различава от предишните от една CH група₂. Тази важна собственост се използва в науката за материалите.

Какви са класовете органични вещества?

Към органичните съединения се включват няколко класа. Те са известни на всички. Това са протеини, липиди и въглехидрати. Тези групи могат да бъдат наречени биологични полимери. Те участват в метаболизма на клетъчно ниво във всеки организъм. Също включени в тази група са нуклеиновите киселини. Така че можем да кажем, че органичната материя е това, което консумираме ежедневно, от което сме изработени.

протеини

Протеините се състоят от структурни компоненти - аминокиселини. Това са техните мономери. Протеините също се наричат ​​протеини. Около 200 вида аминокиселини са известни. Всички те се намират в живи организми. Но само двадесет от тях са съставки на протеини. Те се наричат ​​основни. Но в литературата могат да се намерят и по-малко популярни термини - белтъкогенни и бели аминокиселини. Формулата на органичното вещество от този клас съдържа амин (-NH₂) и карбоксилни (-СООН) съставки. Между тях те са свързани със същите въглеродни връзки.

Функции на протеините

Протеините в тялото на растенията и животните изпълняват много важни функции. Но основната е структурна. Протеините са основните компоненти на клетъчната мембрана и матрицата на органелите в клетките. В нашето тяло всички стени на артериите, вените и капилярите, сухожилията и хрущялите, ноктите и косите се състоят предимно от различни протеини.

Следващата функция е ензимна. Протеините действат като ензими. Те катализират хода на химичните реакции в организма. Те са отговорни за разграждането на хранителните компоненти в храносмилателния тракт. При растенията ензимите определят позицията на въглерода по време на фотосинтеза.

някои видовете протеини носят в тялото различни вещества, например кислород. Органичните вещества също могат да се присъединят към тях. Така се извършва транспортната функция. Протеините носят метални йони, мастни киселини, хормони и, разбира се, въглероден диоксид и хемоглобин по кръвоносните съдове. Транспортирането се осъществява на междуклетъчно ниво.

Протеиновите съединения - имуноглобулините - са отговорни за функционирането на защитната функция. Това са антитела на кръвта. Например, тромбинът и фибриногенът активно участват в процеса на коагулация. По този начин те предотвратяват големи загуби на кръв.

Протеините са отговорни за контрактилната функция. Поради факта, че миозиновите и актиновите протофибрили постоянно извършват плъзгащи се движения един спрямо друг, мускулните влакна се свиват. Но дори и в едноклетъчните организми се появяват подобни процеси. Движението на бактериите от флагели също е пряко свързано с пропадането на микротубулите, които са естествени по своята същност на протеини.

Окисляването на органични вещества освобождава голямо количество енергия. Но, като правило, протеините се изразходват за енергийни нужди много рядко. Това се случва, когато всички запаси са изчерпани. Най-доброто за това са липидите и въглехидратите. Поради това протеините могат да изпълняват енергийна функция, но само при определени условия.

липиди

Органичното вещество е подобно на мазнини съединение. Липидите принадлежат към най-простите биологични молекули. Те са неразтворими във вода, но се разпадат в неполярни разтвори като бензин, етер и хлороформ. Те са част от всички живи клетки. Химически са липидите естери алкохоли и карбоксилни киселини. Най-известните от тях са мазнини. В тялото на животните и растенията, тези вещества изпълняват много важни функции. Много липиди се използват в медицината и промишлеността.

Функции на липидите

Тези органични химикали заедно с протеините в клетките образуват биологични мембрани. Но основната им функция е енергията. При окисляване на молекулите на мазнините се отделя огромно количество енергия. То отива за обучение в АТФ клетки. Във формата на липиди в организма могат да се натрупват значителни количества енергийни запаси. Понякога те са дори повече, отколкото е необходимо за прилагането на нормалния живот. С патологични промени в метаболизма на "мастни" клетки става по-голям. Въпреки че в името на справедливостта трябва да се отбележи, че такива прекомерни запаси са просто необходими за хибернация на животни и за растения. Много хора вярват, че дърветата и храстите се хранят с почва през студения сезон. Всъщност те харчат доставките на масла и мазнини, които са направили през летния период.

В човешкото тяло и животните, мазнините могат да изпълняват защитна функция. Те се отлагат в подкожната тъкан и около такива органи като бъбреците и червата. По този начин те служат като добра защита срещу механични повреди, т.е. въздействия.

В допълнение, мазнините имат ниско ниво на топлинна проводимост, което помага да се запази топлината. Това е много важно, особено в студения климат. При морските животни подкожният мастен слой също допринася за добра плаваемост. Но при птиците, липидите изпълняват също и водоотблъскващи и смазващи функции. Восъкът покрива перата им и ги прави по-еластични. Същата плака има и върху листата на някои видове растения.

въглехидрати

Формулата на органичното вещество_п (Н₂О)_m показва принадлежността на съединението към класа на въглехидратите. Името на тези молекули показва факта, че те съдържат кислород и водород в същото количество, както водата. В допълнение към тези химични елементи, например, в съединенията може да присъства азот.

Въглехидратите в клетката са основната група от органични съединения. Това са първични продукти процес на фотосинтеза. Те са и първоначалните продукти на синтез в растенията на други вещества, например алкохоли, органични киселини и аминокиселини. Също така въглехидратите са част от клетките на животните и гъбите. Те се намират сред основните компоненти на бактериите и протозоите. Така че в животинската клетка те са от 1 до 2%, а в растителната клетка броят им може да достигне 90%.

Към днешна дата има само три групи въглехидрати:

- прости захари (монозахариди);

- олигозахариди, състоящи се от няколко молекули последователно присъединени прости захари;

- полизахариди, съдържат повече от 10 молекули монозахариди и техните производни.

Функции на въглехидратите

Всички органични вещества в клетката изпълняват определени функции. Например глюкозата е основният източник на енергия. Тя е разделена в клетките на всички живи организми. Това е възниква по време на клетъчното дишане. Гликогенът и нишестето съставляват основния запас от енергия, с първото вещество в животните, а вторият в растенията.

Въглехидратите изпълняват структурна функция. Целулозата е основният компонент на клетъчната стена на растенията. И при членестоноги тази функция се извършва от хитин. Също така се среща в клетките на висшите гъбички. Ако вземем като пример олигозахариди, те са част от цитоплазмената мембрана - под формата на гликолипиди и гликопротеини. Също в клетките често се открива гликокаликс. Пентозите участват в синтеза на нуклеинови киселини. В тази дезоксирибоза е включена в ДНК и рибозата - в РНК. Тези компоненти също се намират в коензимите, например в FAD, NADPH и NAD.

Въглехидратите също така могат да изпълняват защитна функция в организма. При животни веществото хепарин активно предотвратява бързо кръвосъсирване. Той се образува по време на тъканно увреждане и блокира образуването на кръвни съсиреци в съдовете. Хепаринът се намира в големи количества в мастните клетки в гранули.

Нуклеинови киселини

Протеините, въглехидратите и липидите не са известни класове органични вещества. Химията също включва нуклеинови киселини. Това са фосфор-съдържащи биополимери. Те, които са в клетъчното ядро ​​и цитоплазмата на всички живи същества, осигуряват предаването и съхранението на генетичните данни. Тези вещества са открити благодарение на биохимика Ф. Мишер, който е учил сперматозоиди от сьомга. Това беше "случайно" откритие. Малко по-късно бяха открити РНК и ДНК във всички растителни и животински организми. Нуклеиновите киселини също са изолирани в клетките на гъбичките и бактериите, както и на вирусите.

Общо са открити два вида нуклеинови киселини - рибонуклеинова (РНК) и дезоксирибонуклеинова (ДНК). Разликата е ясно от заглавието. Съставът на ДНК е деоксирибоза - пет въглеродна захар. Рибозата се намира в РНК молекулата.

Изследването на нуклеиновите киселини се отнася до органичната химия. Темите за изследване се диктува и от медицината. ДНК кодовете крият много генетични заболявания, които учените все още не са открили.