Organická látka je ... Organická látka je ... Organická chemie

Organická látka je chemická sloučenina, ve které je přítomen uhlík. Výjimkou jsou pouze kyselina uhličitá, karbidy, uhličitany, kyanidy a oxidy uhlíku.

Historie

Samotný termín "organické látky" se objevil v každodenním životě vědců ve fázi časného rozvoje chemie. V té době dominovaly vitální světové názory. Toto bylo pokračování tradic Aristotle a Pliny. Během tohoto období se učenci podíleli na rozdělení světa na živý a neživý. Současně byly všechny látky bez výjimky jasně rozděleny na minerální a organické látky. To bylo věřil, že zvláštní "síla" byl potřebován k syntetizovat sloučeniny "živých" látek. To je vlastní všem živým bytostem a bez nich nelze vytvářet organické prvky.

Toto prohlášení, směšné pro moderní vědu, převládalo po dlouhou dobu, až do roku 1828 to experimentálně vyvrátil Friedrich Wöhler. Byl schopen získat organickou močovinu z anorganického kyanátu amonného. To posunulo chemii dopředu. Rozdělení látek na organické a anorganické látky však zůstalo v přítomném čase. To je základem klasifikace. Téměř 27 milionů organických sloučenin je známo.

Proč tolik organických sloučenin?

Organická hmota je s některými výjimkami uhlíková sloučenina. Ve skutečnosti je to velmi zvědavý prvek. Uhlík je schopen vytvářet řetězce z atomů. Je velmi důležité, aby vztah mezi nimi byl stabilní.

Kromě toho uhlík v organických látkách vykazuje valence - IV. Z toho vyplývá, že tento prvek je schopen vytvářet s jinými látkami spojení nejen jediného, ​​ale také dvojitého a trojitého. Jak se jejich početnost zvyšuje, řetězec tvořený atomy se zkrátí. Zároveň se stabilita komunikace zvyšuje.

Také uhlík má schopnost tvořit ploché, lineární a volumetrické struktury. Proto je v přírodě tolik různých organických látek.

Složení

Jak bylo uvedeno výše, organická látka je sloučenina uhlíku. A to je velmi důležité. Organické sloučeniny vznikají, když je spojeno s téměř libovolným prvkem periodické tabulky. V přírodě nejčastěji v jejich složení (kromě uhlíku) patří kyslík, vodík, síra, dusík a fosfor. Zbytek prvků je mnohem méně běžný.

Vlastnosti

Takže organická látka je uhlíková sloučenina. V tomto případě existuje několik důležitých kritérií, které musí odpovídat. Všechny látky organického původu mají společné vlastnosti:

1. Různá typologie vazeb existujících mezi atomy nevyhnutelně vede k vzhledu izomerů. Nejprve jsou tvořeny kombinací uhlíkových molekul. Izomery jsou různé látky, které mají jednu molekulovou hmotnost a složení, ale různé chemické a fyzikální vlastnosti. Tento jev se nazývá isomerismus.

2. Dalším kritériem je fenomén homologie. Jedná se o sérii organických sloučenin, u kterých se vzorec sousedních látek liší od předchozích sloučenin jednou CH skupinou₂. Tato důležitá vlastnost se používá ve vědě o materiálech.

Jaké jsou třídy organických látek?

K organickým sloučeninám patří několik tříd. Jsou známa všem. Jedná se o bílkoviny, lipidů a sacharidů. Tyto skupiny lze nazvat biologické polymery. Podílí se na metabolismu na buněčné úrovni v jakémkoli organismu. V této skupině jsou také zahrnuty nukleové kyseliny. Takže můžeme říci, že organická hmota je to, co každodenně konzumujeme, z čeho jsme vyrobeni.

Proteiny

Proteiny se skládají ze strukturních složek - aminokyselin. To jsou jejich monomery. Proteiny jsou také nazývány proteiny. Asi 200 druhů aminokyselin je známo. Všichni se nacházejí v živých organismech. Ale jen dvacet z nich jsou složkami bílkovin. Jsou nazývány základní. V literatuře však lze nalézt méně populární pojmy - proteinogenní a bílkovinné aminokyseliny. Vzorec organické látky této třídy obsahuje amin (-NH₂) a karboxylové (-COOH) složky. Mezi nimi jsou spojeny stejnými uhlíkovými vazbami.

Funkce proteinů

Proteiny v těle rostlin a zvířat plní mnoho důležitých funkcí. Ale hlavní je strukturální. Proteiny jsou hlavními složkami buněčné membrány a matrice organelů v buňkách. V našem těle jsou všechny stěny tepen, žil a kapilár, šlachy a chrupavky, hřebíky a vlasy složeny převážně z různých bílkovin.

Další funkce je enzymatická. Proteiny působí jako enzymy. Katalyzují průběh chemických reakcí v těle. Jsou zodpovědné za rozklad nutričních složek v zažívacím traktu. V rostlinách enzymy fixují polohu uhlíku během fotosyntézy.

Někteří typy bílkovin nesou v těle různé látky, například kyslík. Organická hmota je také schopna se s nimi spojit. Takto se provádí dopravní funkce. Proteiny nesou kovové ionty, mastné kyseliny, hormony a samozřejmě oxid uhličitý a hemoglobin podél krevních cév. Přeprava probíhá na mezibuněčné úrovni.

Sloučeniny bílkovin - imunoglobuliny - jsou odpovědné za výkon ochranné funkce. Jedná se o protilátky krve. Například trombin a fibrinogen se aktivně podílejí na procesu koagulace. Tak zabraňují velkým ztrátám krve.

Proteiny jsou zodpovědné za kontraktilní funkci. Vzhledem k tomu, že myosinové a aktinové protofibrily neustále provádějí klouzavé pohyby vůči sobě navzájem, dochází ke kontrakci svalových vláken. Ale i v jednobuněčných organismech se objevují podobné procesy. Pohyb flagella bakterií je také přímo spojen s sklouznutím mikrotubulů, které jsou v přírodě podobné bílkovinám.

Oxidace organických látek uvolňuje velké množství energie. Ale zpravidla se bílkoviny vynakládají na energetické potřeby velmi zřídka. K tomu dochází, když jsou všechny zásoby vyčerpány. Nejlépe pro toto vhodné lipidy a sacharidy. Proto mohou bílkoviny provádět energetickou funkci, ale pouze za určitých podmínek.

Lipidy

Organická látka je tuková sloučenina. Lipidy patří k nejjednodušším biologickým molekulám. Jsou nerozpustné ve vodě, ale rozpadají se v nepolárních řešeních, jako je benzin, ether a chloroform. Jsou součástí všech živých buněk. Chemicky jsou lipidy estery alkoholy a karboxylové kyseliny. Nejslavnější z nich jsou tuky. V těle zvířat a rostlin tyto látky plní mnoho důležitých funkcí. Mnoho lipidů se používá v medicíně a průmyslu.

Funkce lipidů

Tyto organické chemické látky společně s bílkovinami v buňkách tvoří biologické membrány. Ale jejich hlavní funkcí je energie. Při oxidaci tukových molekul je uvolněno velké množství energie. Jedná se o vzdělávání v buňkách ATP. Ve formě lipidů v těle může hromadit velké množství energetických rezerv. Někdy jsou pro realizaci normálního života dokonce více než nutností. S patologickými změnami v metabolismu "mastných" buněk se stává větší. Ačkoli v zájmu spravedlnosti je třeba poznamenat, že takové nadměrné zásoby jsou prostě nezbytné pro hibernaci zvířat a pro rostliny. Mnoho lidí věří, že stromy a keře se živí půdou během chladné sezóny. Ve skutečnosti utrácejí dodávky olejů a tuků, které dělali během letního období.

V lidském těle a zvířatech mohou tuky plnit ochrannou funkci. Jsou uloženy v podkožní tkáni a kolem takových orgánů, jako jsou ledviny a střeva. Proto slouží jako dobrá ochrana proti mechanickému poškození, tj. Nárazům.

Kromě toho mají tuky nízkou tepelnou vodivost, která pomáhá udržet teplo. To je velmi důležité, zvláště v chladném klimatu. U mořských živočichů přispívá i podkožní tuková vrstva k dobrému vztlaku. Avšak u ptáků také lipidy provádějí funkce odpuzující vodu a mazání. Vosk pokrývá jejich peří a činí je pružnějšími. Stejná deska má na listy některých druhů rostlin.

Sacharidy

Vzorec organické látky C_n (H₂O)_m označuje zařazení sloučeniny do skupiny sacharidů. Název těchto molekul ukazuje, že obsahují kyslík a vodík ve stejném množství jako voda. Kromě těchto chemických prvků může být ve sloučenině přítomen také dusík.

Sacharidy v buňce jsou hlavní skupinou organických sloučenin. Jedná se o primární produkty proces fotosyntézy. Jsou to také počáteční produkty syntézy jiných rostlin v rostlinách, například alkoholy, organické kyseliny a aminokyseliny. Také sacharidy jsou součástí buněk zvířat a hub. Nacházejí se mezi hlavními složkami bakterií a prvoků. Takže v živočišné buňce jsou od 1 do 2% av rostlinné buňce jejich počet může dosáhnout 90%.

K dnešnímu dni existují pouze tři skupiny sacharidů:

- jednoduché cukry (monosacharidy);

- oligosacharidy, sestávající z několika molekul následně spojených jednoduchých cukrů;

- polysacharidy, obsahují více než 10 molekul monosacharidů a jejich derivátů.

Funkce sacharidů

Všechny organické látky v buňce plní určité funkce. Například glukóza je hlavním zdrojem energie. Je rozdělena do buněk všech živých organismů. To je během buněčného dýchání. Glykogen a škrob tvoří hlavní zásobu energie, přičemž první látka je u zvířat a druhá v rostlinách.

Sacharidy mají strukturní funkci. Celulóza je hlavní složkou buněčné stěny rostlin. A u členovců je tato funkce prováděna chitinem. To se také nachází v buňkách vyšších hub. Pokud vezmeme jako příklad oligosacharidy, jsou součástí cytoplazmatické membrány - ve formě glykolipidů a glykoproteinů. Také v buňkách se často detekuje glykokalyx. Pentózy se podílejí na syntéze nukleových kyselin. V této deoxyribose je zahrnuto v DNA a ribóza - v RNA. Tyto složky se také nacházejí v koenzymech, například ve FAD, NADPH a NAD.

Sacharidy jsou také schopny provádět ochrannou funkci v těle. U zvířat heparin aktivně zabraňuje rychlému srážení krve. Vzniká během poškození tkáně a blokuje tvorbu krevních sraženin v cévách. Heparin se nachází ve velkém množství v žírných buňkách v granulích.

Nucleic Acids

Proteiny, sacharidy a lipidy nejsou všechny známé třídy organických látek. Chemie také zahrnuje nukleové kyseliny. Jedná se o biopolymery obsahující fosfor. Jsou v buněčném jádru a cytoplazmě všech živých bytostí a zajišťují přenos a ukládání genetických dat. Tyto látky byly objeveny díky biochemistovi F. Misherovi, který studoval lososová sperma. Byl to "náhodný" objev. O něco později byly nalezeny RNA a DNA ve všech rostlinných a živočišných organismech. Nukleové kyseliny byly také izolovány v buňkách hub a bakterií, stejně jako viry.

Celkově se v přírodě nacházely dva druhy nukleových kyselin - ribonukleové (RNA) a deoxyribonukleové (DNA). Rozdíl je z názvu jasný. Složení DNA je deoxyribóza - pětkarbonový cukr. Ribóza se nachází v molekule RNA.

Studie nukleových kyselin se zabývá organickou chemii. Témata výzkumu jsou také diktována medicínou. Kódy DNA skrývají mnoho genetických onemocnění, které vědci ještě nemají objevit.