Ako sa volá organická látka, ktorej molekuly. Nádherný svet organických látok. Vzorce organických látok podľa triedy

Je známe, že vlastnosti organických látok sú určené ich zložením a chemickou štruktúrou. Preto nie je prekvapujúce, že klasifikácia organických zlúčenín vychádza z teórie štruktúry – teórie L. M. Butlerova. Organické látky sú klasifikované podľa prítomnosti a poradia spojenia atómov v ich molekulách. Najodolnejšou a najmenej premenlivou časťou molekuly organickej látky je jej kostra – reťazec atómov uhlíka. Podľa poradia spojenia atómov uhlíka v tomto reťazci sa látky delia na acyklické, ktoré v molekulách neobsahujú uzavreté reťazce atómov uhlíka, a karbocyklické, ktoré obsahujú takéto reťazce (cykly) v molekulách.
Okrem atómov uhlíka a vodíka môžu molekuly organických látok obsahovať atómy iných chemických prvkov. Látky, v ktorých molekulách sú tieto takzvané heteroatómy zahrnuté v uzavretom reťazci, sú klasifikované ako heterocyklické zlúčeniny.
Heteroatómy (kyslík, dusík atď.) môžu byť súčasťou molekúl a acyklických zlúčenín, ktoré v nich tvoria funkčné skupiny, napríklad hydroxyl - OH, karbonyl, karboxyl, aminoskupina -NH2.
Funkčná skupina- skupina atómov, ktorá určuje najcharakteristickejšie chemické vlastnosti látky a jej príslušnosť k určitej triede zlúčenín.

Uhľovodíky- Sú to zlúčeniny pozostávajúce iba z atómov vodíka a uhlíka.

V závislosti od štruktúry uhlíkového reťazca sa organické zlúčeniny delia na zlúčeniny s otvoreným reťazcom - acyklické (alifatické) a cyklické- s uzavretým reťazcom atómov.

Cyklické sú rozdelené do dvoch skupín: karbocyklické zlúčeniny(cykly sú tvorené len atómami uhlíka) a heterocyklický(cykly zahŕňajú aj ďalšie atómy, ako je kyslík, dusík, síra).

Karbocyklické zlúčeniny zase zahŕňajú dve série zlúčenín: alicyklický a aromatické.

Aromatické zlúčeniny na základe štruktúry svojich molekúl majú ploché kruhy obsahujúce uhlík so špeciálnym uzavretým systémom p-elektrónov, ktoré tvoria spoločný π-systém (jediný π-elektrónový oblak). Aromatickosť je charakteristická aj pre mnohé heterocyklické zlúčeniny.

Všetky ostatné karbocyklické zlúčeniny patria do alicyklickej série.

Acyklické (alifatické) aj cyklické uhľovodíky môžu obsahovať viacnásobné (dvojité alebo trojité) väzby. Takéto uhľovodíky sa nazývajú nenasýtené (nenasýtené) na rozdiel od nasýtených (nasýtených), ktoré obsahujú iba jednoduché väzby.

Nasýtené alifatické uhľovodíky volal alkány, majú všeobecný vzorec C n H 2 n +2, kde n je počet atómov uhlíka. Dnes sa často používa ich starý názov – parafíny.

Obsahujúce jedna dvojitá väzba, dostal meno alkény. Majú všeobecný vzorec C n H 2 n.

Nenasýtené alifatické uhľovodíkys dvoma dvojitými väzbami volal alkadiény

Nenasýtené alifatické uhľovodíkys jednou trojitou väzbou volal alkíny. Ich všeobecný vzorec je CnH2n-2.

Nasýtené alicyklické uhľovodíky - cykloalkány ich všeobecný vzorec je CnH2n.

Špeciálna skupina uhľovodíkov, aromatické, alebo arény(s uzavretým spoločným π-elektrónovým systémom), známy z príkladu uhľovodíkov so všeobecným vzorcom C n H 2 n -6.

Ak je teda v ich molekulách jeden alebo viac atómov vodíka nahradených inými atómami alebo skupinami atómov (halogény, hydroxylové skupiny, aminoskupiny atď.), deriváty uhľovodíkov: halogénderiváty, kyslík obsahujúce, dusíkaté a iné organické zlúčeniny.

Halogénové deriváty uhľovodíky možno považovať za produkty nahradenia jedného alebo viacerých atómov vodíka v uhľovodíkoch atómami halogénu. V súlade s tým môžu existovať nasýtené a nenasýtené mono-, di-, tri- (všeobecne poly-) halogénderiváty.

Všeobecný vzorec monohalogénderivátov nasýtených uhľovodíkov:

a zloženie je vyjadrené vzorcom

CnH2n+1G,

kde R je zvyšok nasýteného uhľovodíka (alkán), uhľovodíkový radikál (toto označenie sa ďalej používa pri zvažovaní iných tried organických látok), G je atóm halogénu (F, Cl, Br, I).

Alkoholy- deriváty uhľovodíkov, v ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka nahradených hydroxylovými skupinami.

Alkoholy sú tzv monatomický, ak majú jednu hydroxylovú skupinu, a obmedzujúco, ak ide o deriváty alkánov.

Všeobecný vzorec nasýtených jednosýtnych alkoholov:

a ich zloženie je vyjadrené všeobecným vzorcom:
CnH2n+1 OH alebo CnH2n+20

Sú známe príklady viacsýtnych alkoholov, to znamená alkoholov s niekoľkými hydroxylovými skupinami.

Fenoly- deriváty aromatických uhľovodíkov (benzénový rad), v ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka v benzénovom kruhu nahradených hydroxylovými skupinami.

Najjednoduchší zástupca so vzorcom C 6 H 5 OH sa nazýva fenol.

Aldehydy a ketóny- deriváty uhľovodíkov obsahujúce karbonylovú skupinu atómov (karbonyl).

V molekulách aldehydu sa jedna karbonylová väzba spája s atómom vodíka a druhá s uhľovodíkovým radikálom.

V prípade ketónov je karbonylová skupina naviazaná na dva (všeobecne odlišné) radikály.

Zloženie nasýtených aldehydov a ketónov je vyjadrené vzorcom C n H 2 l O.

Karboxylové kyseliny- uhľovodíkové deriváty obsahujúce karboxylové skupiny (-COOH).

Ak je v molekule kyseliny jedna karboxylová skupina, potom je karboxylová kyselina jednosýtna. Všeobecný vzorec nasýtených jednosýtnych kyselín (R-COOH). Ich zloženie vyjadruje vzorec C n H 2 n O 2.

Étery sú organické látky obsahujúce dva uhľovodíkové radikály spojené atómom kyslíka: R-O-R alebo R1-O-R2.

Radikály môžu byť rovnaké alebo rôzne. Zloženie éterov je vyjadrené vzorcom C n H 2 n + 2 O

Estery- zlúčeniny vznikajúce nahradením atómu vodíka karboxylovej skupiny v karboxylových kyselinách uhľovodíkovým zvyškom.

Nitro zlúčeniny- deriváty uhľovodíkov, v ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka nahradených nitroskupinou -NO 2.

Všeobecný vzorec nasýtených mononitrozlúčenín:

a zloženie je vyjadrené všeobecným vzorcom

CnH2n+1N02.

Amines- zlúčeniny, ktoré sa považujú za deriváty amoniaku (NH 3), v ktorých sú atómy vodíka nahradené uhľovodíkovými radikálmi.

V závislosti od povahy radikálu môžu byť amíny alifatickéa aromatické.

V závislosti od počtu atómov vodíka nahradených radikálmi sa rozlišujú:

Primárne amíny so všeobecným vzorcom: R-NNH 2

Sekundárne - so všeobecným vzorcom: R1-NН-R2

Terciárne - so všeobecným vzorcom:

V konkrétnom prípade môžu mať sekundárne a terciárne amíny rovnaké radikály.

Za primárne amíny možno považovať aj deriváty uhľovodíkov (alkánov), v ktorých je jeden atóm vodíka nahradený aminoskupinou -NH2. Zloženie nasýtených primárnych amínov je vyjadrené vzorcom C n H 2 n + 3 N.

Aminokyseliny obsahujú dve funkčné skupiny spojené s uhľovodíkovým radikálom: aminoskupinu -NH2 a karboxyl-COOH.

Zloženie nasýtených aminokyselín obsahujúcich jednu aminoskupinu a jeden karboxyl vyjadruje vzorec C n H 2 n + 1 NO 2.

Sú známe ďalšie dôležité organické zlúčeniny, ktoré majú niekoľko rôznych alebo rovnakých funkčných skupín, dlhé lineárne reťazce spojené s benzénovými kruhmi. V takýchto prípadoch nie je možné prísne určiť, či látka patrí do konkrétnej triedy. Tieto zlúčeniny sú často klasifikované do špecifických skupín látok: sacharidy, bielkoviny, nukleové kyseliny, antibiotiká, alkaloidy atď.

Na pomenovanie organických zlúčenín sa používajú dve nomenklatúry: racionálne a systematické (IUPAC) a triviálne názvy.

Zostavenie názvov podľa nomenklatúry IUPAC

1) Názov zlúčeniny vychádza z koreňa slova, ktorý označuje nasýtený uhľovodík s rovnakým počtom atómov ako hlavný reťazec.

2) Ku koreňu sa pridá prípona, ktorá charakterizuje stupeň nasýtenia:

An (konečný, bez viacerých spojení);
-én (v prítomnosti dvojitej väzby);
-in (v prítomnosti trojitej väzby).

Ak existuje niekoľko násobných väzieb, potom prípona označuje počet takýchto väzieb (-dién, -trién atď.) a za príponou musí byť poloha násobnej väzby uvedená číslami, napríklad:
CH3-CH2-CH=CH2CH3-CH=CH-CH3
butén-1 butén-2

CH2=CH-CH=CH2
butadién-1,3

Skupiny ako nitro-, halogény, uhľovodíkové radikály, ktoré nie sú zahrnuté v hlavnom reťazci, sú umiestnené v predpone. Sú uvedené v abecednom poradí. Poloha substituentu je označená číslom pred predponou.

Poradie pomenovania je nasledovné:

1. Nájdite najdlhší reťazec atómov C.

2. Postupne očíslujte atómy uhlíka hlavného reťazca, začínajúc od konca najbližšie k vetve.

3. Názov alkánu sa skladá z názvov vedľajších radikálov uvedených v abecednom poradí s uvedením polohy v hlavnom reťazci a názvu hlavného reťazca.

Nomenklatúra niektorých organických látok (triviálne a medzinárodné)

Od Hosť >>

1. Ako sa nazýva organická látka, ktorej molekuly obsahujú atómy C, O, H, ktoré plnia energetickú a stavebnú funkciu?
A-nukleová kyselina B-proteín
B-sacharid G-ATP
2.Aké sacharidy sú polyméry?
A-monosacharidy B-disacharidy C-polysacharidy
3. Skupina monosacharidov zahŕňa:
A-glukóza B-sacharóza C-celulóza
4.Ktoré sacharidy sú nerozpustné vo vode?
A-glukóza, fruktóza B-škrob B-ribóza, deoxyribóza
5. Molekuly tuku sa tvoria:
A-z glycerolu, vyššie karboxylové kyseliny B-z glukózy
B-z aminokyselín, voda D-z etylalkoholu, vyššie karboxylové kyseliny
6. Tuky vykonávajú v bunke nasledujúce funkcie:
A-doprava B-energia
B-katalytické G-informácie
7.K akým zlúčeninám patria lipidy vo vzťahu k vode?
A-hydrofilný B-hydrofóbny
8.Aký je význam tukov u zvierat?
Štruktúra A-membrány B-termoregulácia
B-zdroj energie D-zdroj vody D-všetko vyššie uvedené
9. Proteínové monoméry sú:
A-nukleotidy B-aminokyseliny B-glukóza G-tuky
10. Najdôležitejšia organická látka, ktorá je súčasťou buniek všetkých kráľovstiev živej prírody, ktorá má primárnu lineárnu konfiguráciu, je:
A na polysacharidy B na lipidy
B-to ATP G-to polypeptidy
2. Napíšte funkcie bielkovín, uveďte príklady.
3. Úloha: Na základe reťazca DNA AATTGCGATGCTTAGTTTAGG je potrebné doplniť komplementárny reťazec a určiť dĺžku DNA.

1. Vyberte jednu správnu odpoveď
1. Koľko zo známych aminokyselín sa podieľa na syntéze bielkovín?
A-20 B-100 B-23
2.aká časť molekúl aminokyselín ich od seba odlišuje?
A-radikál B-karboxylová skupina B-aminoskupina
3. aké zlúčeniny sú zahrnuté v ATP?
A- adenín, sacharid ribóza, 3 molekuly kyseliny fosforečnej
B-guanín, fruktózový cukor, zvyšok kyseliny fosforečnej.
B-ribóza, glycerol a akákoľvek aminokyselina
4.Aká je úloha molekúl ATP v bunke?
A-poskytuje transportnú funkciu B-prenáša dedičnú informáciu
B-zabezpečuje životne dôležité procesy s energiou D-urýchľuje biochemické reakcie
5.monoméry nukleových kyselín sú:
A-aminokyseliny B-tuky
B-nukleotidy G-glukóza
6.Do akej triedy chemických látok patrí ribóza?
A-proteín B-sacharid C-lipid
7.Ktorý nukleotid nie je zahrnutý v molekule DNA?
A-adenylový B-uridylický
B-guanyl G-tymidyl
8.Ktorá nukleová kyselina má najdlhšiu dĺžku?
A-DNA B-RNA
9. Komplementárny nukleotid ku guanylovému nukleotidu je:
A-tymidyl B-cytidyl
B-adenylový G-uridylický
10. Proces zdvojenia molekúl DNA sa nazýva:
A-replikácia B-transkripcia
B-komplementarita s G-prekladom.
2. Napíšte funkcie lipidov, uveďte príklady.
3. Úloha. V akom poradí sa budú nukleotidy nachádzať v i-RNA, ak má reťazec DNA nasledovné zloženie: GGTATAGCGCTTAAGCCTT, určte dĺžku i-RNA.

Existuje niekoľko definícií toho, čo sú organické látky a ako sa líšia od inej skupiny zlúčenín – anorganických. Jedno z najbežnejších vysvetlení pochádza z názvu „uhľovodíky“. V srdci všetkých organických molekúl sú totiž reťazce atómov uhlíka viazané na vodík. Existujú aj ďalšie prvky nazývané „organogénne“.

Organická chémia pred objavením močoviny

Od pradávna ľudia používali veľa prírodných látok a minerálov: síru, zlato, železnú a medenú rudu, kuchynskú soľ. Vedci za celú existenciu vedy – od najstarších čias až po prvú polovicu 19. storočia – nedokázali spojitosť medzi živou a neživou prírodou na úrovni mikroskopickej štruktúry (atómov, molekúl). Verilo sa, že organické látky vďačia za svoj vzhľad mýtickej životnej sile – vitalizmu. Vznikol mýtus o možnosti vychovať ľudského „homunkula“. Na to bolo potrebné vložiť rôzne odpadové látky do suda a počkať určitý čas, kým sa objaví vitálna sila.

Drvivú ranu vitalizmu zasadila práca Wellera, ktorý z anorganických zložiek syntetizoval organickú látku močovinu. Bolo teda dokázané, že životná sila neexistuje, príroda je jedna, organizmy a anorganické zlúčeniny sú tvorené atómami tých istých prvkov. Zloženie močoviny bolo známe už pred Wellerovou prácou, štúdium tejto zlúčeniny nebolo v tých rokoch ťažké. Pozoruhodný bol už samotný fakt získavania látky charakteristickej pre metabolizmus mimo tela zvieraťa alebo človeka.

Teória A. M. Butlerova

Úloha ruskej školy chemikov pri rozvoji vedy študujúcej organické látky je veľká. Celé éry vo vývoji organickej syntézy sú spojené s menami Butlerov, Markovnikov, Zelinsky a Lebedev. Zakladateľom teórie štruktúry zlúčenín je A. M. Butlerov. Slávny chemik v 60. rokoch 19. storočia vysvetlil zloženie organických látok, dôvody rôznorodosti ich štruktúry a odhalil vzťah, ktorý existuje medzi zložením, štruktúrou a vlastnosťami látok.

Na základe Butlerovových záverov bolo možné nielen systematizovať poznatky o už existujúcich organických zlúčeninách. Umožnilo predpovedať vlastnosti látok, ktoré veda ešte nepozná, a vytvárať technologické schémy na ich výrobu v priemyselných podmienkach. Mnohé nápady popredných organických chemikov sa dnes naplno realizujú.

Oxidáciou uhľovodíkov vznikajú nové organické látky – zástupcovia iných tried (aldehydy, ketóny, alkoholy, karboxylové kyseliny). Napríklad veľké objemy acetylénu sa používajú na výrobu kyseliny octovej. Časť tohto reakčného produktu sa následne spotrebuje na výrobu syntetických vlákien. Kyslý roztok (9% a 6%) sa nachádza v každom dome - to je obyčajný ocot. Oxidácia organických látok slúži ako základ pre výrobu veľkého množstva zlúčenín priemyselného, ​​poľnohospodárskeho a medicínskeho významu.

Aromatické uhľovodíky

Aromatickosť v molekulách organických látok je prítomnosť jedného alebo viacerých benzénových jadier. Reťazec 6 atómov uhlíka sa uzatvára do kruhu, objavuje sa v ňom konjugovaná väzba, preto vlastnosti takýchto uhľovodíkov nie sú podobné ako u iných uhľovodíkov.

Aromatické uhľovodíky (alebo arény) majú veľký praktický význam. Mnohé z nich sú široko používané: benzén, toluén, xylén. Používajú sa ako rozpúšťadlá a suroviny na výrobu liečiv, farbív, gumy, kaučuku a iných produktov organickej syntézy.

Zlúčeniny obsahujúce kyslík

Veľká skupina organických látok obsahuje atómy kyslíka. Sú súčasťou najaktívnejšej časti molekuly, jej funkčnej skupiny. Alkoholy obsahujú jednu alebo viac hydroxylových skupín -OH. Príklady alkoholov: metanol, etanol, glycerín. Karboxylové kyseliny obsahujú ďalšiu funkčnú časticu – karboxyl (-COOOH).

Ďalšími organickými zlúčeninami obsahujúcimi kyslík sú aldehydy a ketóny. Karboxylové kyseliny, alkoholy a aldehydy sú vo veľkom množstve prítomné v rôznych rastlinných orgánoch. Môžu byť zdrojmi na získanie prírodných produktov (kyselina octová, etylalkohol, mentol).

Tuky sú zlúčeniny karboxylových kyselín a trojsýtneho alkoholu glycerolu. Okrem alkoholov a lineárnych kyselín existujú organické zlúčeniny s benzénovým kruhom a funkčnou skupinou. Príklady aromatických alkoholov: fenol, toluén.

Sacharidy

Najdôležitejšie organické látky tela, ktoré tvoria bunky, sú bielkoviny, enzýmy, nukleové kyseliny, sacharidy a tuky (lipidy). Jednoduché sacharidy – monosacharidy – sa nachádzajú v bunkách vo forme ribózy, deoxyribózy, fruktózy a glukózy. Posledným sacharidom na tomto krátkom zozname je hlavná metabolická látka v bunkách. Ribóza a deoxyribóza sú zložky ribonukleových a deoxyribonukleových kyselín (RNA a DNA).

Pri rozklade molekúl glukózy sa uvoľňuje energia potrebná pre život. Najprv sa ukladá pri tvorbe akéhosi energetického nosiča – kyseliny adenozíntrifosforečnej (ATP). Táto látka je transportovaná v krvi a dodávaná do tkanív a buniek. S postupnou elimináciou troch zvyškov kyseliny fosforečnej z adenozínu sa uvoľňuje energia.

Tuky

Lipidy sú látky živých organizmov, ktoré majú špecifické vlastnosti. Nerozpúšťajú sa vo vode a sú to hydrofóbne častice. Na látky tejto triedy sú obzvlášť bohaté semená a plody niektorých rastlín, nervové tkanivo, pečeň, obličky a krv zvierat a ľudí.

Koža ľudí a zvierat obsahuje veľa malých mazových žliaz. Sekrét, ktorý vylučujú, sa dostáva na povrch tela, premasťuje ho, chráni ho pred stratou vlhkosti a prenikaním mikróbov. Vrstva podkožného tuku chráni vnútorné orgány pred poškodením a slúži ako rezervná látka.

Veveričky

Bielkoviny tvoria viac ako polovicu všetkých organických látok v bunke, v niektorých tkanivách ich obsah dosahuje až 80 %. Všetky typy proteínov sa vyznačujú vysokou molekulovou hmotnosťou a prítomnosťou primárnych, sekundárnych, terciárnych a kvartérnych štruktúr. Pri zahrievaní dochádza k ich zničeniu – dochádza k denaturácii. Primárnou štruktúrou je obrovský reťazec aminokyselín pre mikrokozmos. Pôsobením špeciálnych enzýmov v tráviacom systéme zvierat a ľudí sa makromolekula proteínu rozloží na svoje zložky. Vstupujú do buniek, kde dochádza k syntéze organických látok – iných bielkovín špecifických pre každého živého tvora.

Enzýmy a ich úloha

Reakcie v bunke prebiehajú rýchlosťou, ktorá je v priemyselných podmienkach ťažko dosiahnuteľná vďaka katalyzátorom – enzýmom. Existujú enzýmy, ktoré pôsobia len na bielkoviny – lipázy. K hydrolýze škrobu dochádza za účasti amylázy. Lipázy sú potrebné na štiepenie tukov na ich základné časti. Procesy zahŕňajúce enzýmy sa vyskytujú vo všetkých živých organizmoch. Ak človek nemá v bunkách žiadny enzým, ovplyvňuje to jeho metabolizmus a celkové zdravie.

Nukleové kyseliny

Látky, ktoré boli prvýkrát objavené a izolované z bunkových jadier, vykonávajú funkciu prenosu dedičných vlastností. Hlavné množstvo DNA je obsiahnuté v chromozómoch a molekuly RNA sa nachádzajú v cytoplazme. Keď sa DNA zdvojnásobí (zdvojnásobí), je možné preniesť dedičnú informáciu do zárodočných buniek - gamét. Keď sa zlúčia, nový organizmus dostane genetický materiál od svojich rodičov.

Organická hmota je chemická zlúčenina, ktorá obsahuje uhlík. Výnimkou sú len kyselina uhličitá, karbidy, uhličitany, kyanidy a oxidy uhlíka.

Príbeh

Samotný pojem „organické látky“ sa objavil v každodennom živote vedcov v štádiu raného vývoja chémie. V tom čase dominovali vitalistické svetonázory. Bolo to pokračovanie tradícií Aristotela a Plínia. Počas tohto obdobia boli učenci zaneprázdnení delením sveta na živé a neživé. Okrem toho boli všetky látky bez výnimky jasne rozdelené na minerálne a organické. Verilo sa, že na syntézu zlúčenín „živých“ látok je potrebná špeciálna „sila“. Je súčasťou všetkých živých bytostí a bez nej nemožno vytvárať organické prvky.

Toto tvrdenie, pre modernú vedu smiešne, prevládalo veľmi dlho, až kým ho v roku 1828 Friedrich Wöhler experimentálne nevyvrátil. Dokázal získať organickú močovinu z anorganického kyanátu amónneho. To posunulo chémiu dopredu. Delenie látok na organické a anorganické sa však zachovalo aj v prítomnom čase. Tvorí základ klasifikácie. Je známych takmer 27 miliónov organických zlúčenín.

Prečo existuje toľko organických zlúčenín?

Organická hmota je až na výnimky uhlíková zlúčenina. V skutočnosti ide o veľmi zaujímavý prvok. Uhlík je schopný vytvárať reťazce zo svojich atómov. Je veľmi dôležité, aby spojenie medzi nimi bolo stabilné.

Okrem toho uhlík v organických látkach vykazuje valenciu - IV. Z toho vyplýva, že tento prvok je schopný vytvárať nielen jednoduché, ale aj dvojité a trojité väzby s inými látkami. Keď sa ich početnosť zvýši, reťazec pozostávajúci z atómov sa skráti. Zároveň sa len zvyšuje stabilita spojenia.

Uhlík má tiež schopnosť vytvárať ploché, lineárne a trojrozmerné štruktúry. To je dôvod, prečo je v prírode toľko rôznych organických látok.

Zlúčenina

Ako bolo uvedené vyššie, organickou hmotou sú zlúčeniny uhlíka. A to je veľmi dôležité. vznikajú, keď sú spojené s takmer akýmkoľvek prvkom periodickej tabuľky. V prírode najčastejšie ich zloženie (okrem uhlíka) zahŕňa kyslík, vodík, síru, dusík a fosfor. Zvyšné prvky sú oveľa menej bežné.

Vlastnosti

Takže organická hmota je zlúčenina uhlíka. Existuje však niekoľko dôležitých kritérií, ktoré musí spĺňať. Všetky látky organického pôvodu majú spoločné vlastnosti:

1. Odlišná typológia väzieb existujúcich medzi atómami určite vedie k objaveniu sa izomérov. V prvom rade vznikajú pri spájaní molekúl uhlíka. Izoméry sú rôzne látky, ktoré majú rovnakú molekulovú hmotnosť a zloženie, ale odlišné chemické a fyzikálne vlastnosti. Tento jav sa nazýva izoméria.

2. Ďalším kritériom je fenomén homológie. Sú to série organických zlúčenín, v ktorých sa vzorec susedných látok líši od predchádzajúcich o jednu skupinu CH2. Táto dôležitá vlastnosť sa využíva v materiálovej vede.

Aké triedy organických látok existujú?

Organické zlúčeniny zahŕňajú niekoľko tried. Sú známe každému. lipidy a sacharidy. Tieto skupiny možno nazvať biologickými polymérmi. Podieľajú sa na metabolizme na bunkovej úrovni v akomkoľvek organizme. Do tejto skupiny patria aj nukleové kyseliny. Môžeme teda povedať, že organická hmota je to, čo jeme každý deň, z čoho sme zložení.

Veveričky

Proteíny sa skladajú zo štruktúrnych zložiek - aminokyselín. Toto sú ich monoméry. Proteíny sa tiež nazývajú proteíny. Je známych asi 200 druhov aminokyselín. Všetky sa nachádzajú v živých organizmoch. Ale len dvadsať z nich sú zložky bielkovín. Nazývajú sa základné. Ale v literatúre môžete nájsť aj menej populárne výrazy – proteinogénne a proteínotvorné aminokyseliny. Vzorec organickej látky tejto triedy obsahuje amínové (-NH 2) a karboxylové (-COOH) zložky. Sú navzájom spojené rovnakými uhlíkovými väzbami.

Funkcie proteínov

Proteíny plnia v organizme rastlín a živočíchov mnoho dôležitých funkcií. Ale hlavný je štrukturálny. Proteíny sú hlavnými zložkami bunkovej membrány a matrice organel v bunkách. V našom tele sa všetky steny tepien, žíl a kapilár, šliach a chrupaviek, nechtov a vlasov skladajú hlavne z rôznych bielkovín.

Ďalšia funkcia je enzymatická. Proteíny pôsobia ako enzýmy. Katalyzujú chemické reakcie v tele. Sú zodpovedné za rozklad zložiek výživy v tráviacom trakte. V rastlinách enzýmy fixujú polohu uhlíka počas fotosyntézy.

Niektoré transportujú v tele rôzne látky, napríklad kyslík. Organické látky sú tiež schopné sa na ne naviazať. Takto sa vykonáva transportná funkcia. Proteíny prenášajú ióny kovov, mastné kyseliny, hormóny a samozrejme aj oxid uhličitý a hemoglobín cez krvné cievy. Transport prebieha aj na medzibunkovej úrovni.

Za vykonávanie ochrannej funkcie sú zodpovedné proteínové zlúčeniny - imunoglobulíny. Sú to krvné protilátky. Napríklad trombín a fibrinogén sa aktívne podieľajú na procese koagulácie. Zabraňujú tak veľkej strate krvi.

Proteíny sú tiež zodpovedné za vykonávanie kontraktilnej funkcie. Vzhľadom na to, že myozínové a aktínové protofibrily neustále voči sebe vykonávajú posuvné pohyby, svalové vlákna sa sťahujú. Ale podobné procesy sa vyskytujú aj v jednobunkových organizmoch. Pohyb bakteriálnych bičíkov priamo súvisí aj s kĺzaním mikrotubulov, ktoré majú bielkovinovú povahu.

Oxidáciou organických látok sa uvoľňuje veľké množstvo energie. Ale spravidla sa bielkoviny vynakladajú na energetické potreby veľmi zriedkavo. K tomu dochádza, keď sú všetky rezervy vyčerpané. Na to sú najvhodnejšie lipidy a sacharidy. Preto môžu proteíny vykonávať energetickú funkciu, ale len za určitých podmienok.

Lipidy

Organická látka je tiež zlúčenina podobná tuku. Lipidy patria k najjednoduchším biologickým molekulám. Sú nerozpustné vo vode, ale rozpadajú sa v nepolárnych roztokoch, ako je benzín, éter a chloroform. Sú súčasťou všetkých živých buniek. Chemicky sú lipidy alkoholy a karboxylové kyseliny. Najznámejšie z nich sú tuky. V tele zvierat a rastlín tieto látky plnia mnoho dôležitých funkcií. Mnoho lipidov sa používa v medicíne a priemysle.

Funkcie lipidov

Tieto organické chemikálie spolu s proteínmi v bunkách tvoria biologické membrány. Ich hlavnou funkciou je však energia. Pri oxidácii molekúl tuku sa uvoľňuje obrovské množstvo energie. Ide o tvorbu ATP v bunkách. Značné množstvo energetických zásob môže byť v tele uložené vo forme lipidov. Niekedy je ich dokonca viac, ako je potrebné na bežné životné aktivity. Pri patologických zmenách metabolizmu je viac „tukových“ buniek. Aj keď spravodlivo treba poznamenať, že takéto nadmerné rezervy sú jednoducho potrebné na hibernáciu zvierat a rastlín. Mnoho ľudí verí, že stromy a kríky sa v chladnom období živia pôdou. V skutočnosti spotrebúvajú zásoby olejov a tukov, ktoré si vytvorili cez leto.

V ľudskom a zvieracom tele môžu tuky plniť aj ochrannú funkciu. Ukladajú sa v podkoží a okolo orgánov, ako sú obličky a črevá. Slúžia teda ako dobrá ochrana pred mechanickým poškodením, teda nárazmi.

Okrem toho majú tuky nízku úroveň tepelnej vodivosti, čo pomáha udržiavať teplo. To je veľmi dôležité najmä v chladnom podnebí. U morských živočíchov prispieva k dobrému vztlaku aj vrstva podkožného tuku. Ale u vtákov majú lipidy tiež vodoodpudivé a mazacie funkcie. Vosk pokrýva ich perie a robí ich pružnejšími. Niektoré druhy rastlín majú na listoch rovnaký povlak.

Sacharidy

Vzorec organickej látky C n (H 2 O) m naznačuje, že zlúčenina patrí do triedy uhľohydrátov. Názov týchto molekúl odkazuje na skutočnosť, že obsahujú kyslík a vodík v rovnakom množstve ako voda. Okrem týchto chemických prvkov môžu zlúčeniny obsahovať napríklad dusík.

Sacharidy v bunke sú hlavnou skupinou organických zlúčenín. Sú to primárne produkty, ktoré sú tiež počiatočnými produktmi syntézy iných látok v rastlinách, napríklad alkoholov, organických kyselín a aminokyselín. Sacharidy sa nachádzajú aj v bunkách zvierat a húb. Nachádzajú sa tiež medzi hlavnými zložkami baktérií a prvokov. V živočíšnej bunke ich je teda od 1 do 2 % a v rastlinnej bunke môže ich množstvo dosiahnuť 90 %.

Dnes existujú iba tri skupiny sacharidov:

Jednoduché cukry (monosacharidy);

Oligosacharidy pozostávajúce z niekoľkých molekúl jednoduchých cukrov spojených do série;

Polysacharidy, obsahujú viac ako 10 molekúl monosacharidov a ich derivátov.

Funkcie uhľohydrátov

Všetky organické látky v bunke vykonávajú špecifické funkcie. Napríklad glukóza je hlavným zdrojom energie. Rozkladá sa v bunkách, všetko sa vyskytuje počas bunkového dýchania. Glykogén a škrob tvoria hlavné energetické zásoby, prvý u zvierat a druhý v rastlinách.

Sacharidy plnia aj štrukturálnu funkciu. Celulóza je hlavnou zložkou bunkových stien rastlín. A u článkonožcov chitín vykonáva rovnakú funkciu. Nachádza sa aj v bunkách vyšších húb. Ak si ako príklad vezmeme oligosacharidy, sú súčasťou cytoplazmatickej membrány – vo forme glykolipidov a glykoproteínov. V bunkách sa často zisťuje aj glykokalyx. Pentózy sa podieľajú na syntéze nukleových kyselín. Keď je zahrnutá v DNA, a ribóza je zahrnutá v RNA. Tieto zložky sa nachádzajú aj v koenzýmoch, napríklad FAD, NADP a NAD.

Sacharidy sú tiež schopné vykonávať ochrannú funkciu v tele. U zvierat látka heparín aktívne zabraňuje rýchlemu zrážaniu krvi. Vzniká pri poškodení tkaniva a blokuje tvorbu krvných zrazenín v cievach. Heparín sa nachádza vo veľkých množstvách v žírnych bunkách v granulách.

Nukleové kyseliny

Proteíny, sacharidy a lipidy nie sú všetky známe triedy organických látok. K chémii patria aj nukleové kyseliny. Ide o biopolyméry obsahujúce fosfor. Tie, nachádzajúce sa v bunkovom jadre a cytoplazme všetkých živých bytostí, zabezpečujú prenos a ukladanie genetických údajov. Tieto látky boli objavené vďaka biochemikovi F. Miescherovi, ktorý skúmal spermie lososa. Bol to „náhodný“ objav. O niečo neskôr boli RNA a DNA objavené vo všetkých rastlinných a živočíšnych organizmoch. Nukleové kyseliny boli izolované aj v bunkách húb a baktérií, ako aj vírusov.

Celkovo sa v prírode našli dva typy nukleových kyselín – ribonukleové kyseliny (RNA) a deoxyribonukleové kyseliny (DNA). Rozdiel je jasný už z názvu. deoxyribóza je päťuhlíkový cukor. A ribóza sa nachádza v molekule RNA.

Štúdiom nukleových kyselín sa zaoberá organická chémia. Témy na výskum diktuje aj medicína. Kódy DNA ukrývajú mnohé genetické choroby, ktoré vedci ešte len musia objaviť.