Organic Vs. Ανόργανα Μόρια

Η διάκριση μεταξύ οργανικής και ανόργανης χημείας δεν είναι ασήμαντη. Τα μαθήματα σπουδών σε πανεπιστήμια σε όλο τον κόσμο δομούνται με βάση τη διάκριση. Και ακόμη και μεταξύ εκείνων που δεν έχουν επίσημη εκπαίδευση στη χημεία, υπάρχει μια κάπως διαισθητική αίσθηση της διαφοράς. Τα σάκχαρα, τα άμυλα και τα έλαια αποτελούνται από οργανικά μόρια. Το νερό, το οξύ της μπαταρίας και το επιτραπέζιο αλάτι είναι ανόργανα. (Μην το συγχέετε με τον ορισμό των βιολογικών τροφίμων. Αυτό είναι ένα διαφορετικό θέμα που περιλαμβάνει περισσότερο μια γεωργική και πολιτική διάκριση.)

Ανθρακας

Το χαρακτηριστικό γνώρισμα των οργανικών μορίων είναι ότι περιέχουν άνθρακα. Μια πρώιμη αντίληψη για τα οργανικά μόρια έναντι των ανόργανων ήταν ότι τα οργανικά μόρια προέρχονταν αυστηρά από ζωντανά πράγματα. Αποδεικνύεται ότι υπάρχουν οργανικά μόρια που προέρχονται από άλλες πηγές εκτός από ζωντανές διεργασίες. Έτσι, γίνεται πραγματικά ότι το βασικό χαρακτηριστικό για τα οργανικά μόρια είναι η παρουσία άνθρακα. Ωστόσο, εξακολουθεί να ισχύει ότι ίσως η πλειονότητα των γνωστών οργανικών μορίων προέρχεται από ζωντανές διεργασίες.

Υδρογονάνθρακες

Τα άτομα άνθρακα σχηματίζουν εύκολα χημικούς δεσμούς με άλλα άτομα άνθρακα. Επίσης, σχηματίζουν εύκολα χημικούς δεσμούς με άτομα υδρογόνου. Ένα μόριο που αποτελείται από άτομα άνθρακα και άτομα υδρογόνου χωρίς άλλα στοιχεία που εμπλέκονται ονομάζεται υδρογονάνθρακας. Οι υδρογονάνθρακες είναι πολύ κοινές και γνωστές οργανικές ενώσεις. Η βενζίνη είναι υδρογονάνθρακας. Το ίδιο ισχύει και για το μεθάνιο, το αιθάνιο, το προπάνιο και το βουτάνιο.

Λειτουργικές ομάδες

Ένα χαρακτηριστικό του ατόμου άνθρακα είναι ότι θα σχηματίσει δεσμούς με άλλα άτομα άνθρακα, συχνά σε σχηματισμό αλυσίδας ή δακτυλίου. Μόλις βρεθεί σε αυτήν τη διαμόρφωση, ο άνθρακας θα συνδεθεί επίσης χημικά με άτομα άλλων στοιχείων.

Υπάρχουν έξι στοιχεία για τα οποία ο άνθρακας έχει μια ιδιαίτερη σχέση. Αυτά περιλαμβάνουν τον ίδιο τον άνθρακα καθώς και 1. υδρογόνο. 2. οξυγόνο. 3. άζωτο; 4. φώσφορος; και 5. θείο.

Διάφοροι συνδυασμοί αυτών των στοιχείων σχηματίζουν αυτό που είναι γνωστό στην οργανική χημεία ως λειτουργικές ομάδες. Υπάρχουν επτά από αυτές τις λειτουργικές ομάδες σε οργανικές ενώσεις. (Σημειώστε ότι πέντε από τα στοιχεία είναι τα ίδια ανόργανα, αλλά όταν συνδυάζονται με άνθρακα γίνονται μέρος ενός οργανικού μορίου.)

Οι λειτουργικές ομάδες προσδίδουν χαρακτηριστικές ιδιότητες σε ορισμένες πολύ γνωστές οργανικές ουσίες. Ένα από αυτά είναι το αλκοόλ που ονομάζουμε αιθανόλη. Η αιθανόλη είναι ένα σχετικά απλό οργανικό μόριο που αποτελείται από δύο άτομα άνθρακα, έξι άτομα υδρογόνου και μια λεγόμενη λειτουργική ομάδα υδροξυλίου. Η λειτουργική ομάδα υδροξυλίου είναι επίσης σχετικά απλή. Είναι απλώς ένα άτομο οξυγόνου και ένα άτομο υδρογόνου. Όπως συμβαίνει με όλη τη χημεία - οργανική ή ανόργανη - η προσθήκη ή η αφαίρεση μόνο ενός ατόμου μπορεί να αλλάξει δραματικά τις ιδιότητες ενός μορίου. Το μόριο αιθανόλης χωρίς τη λειτουργική ομάδα υδροξυλίου αλλά με μόνο ένα άτομο υδρογόνου στη θέση του δεν είναι αιθανόλη αλλά είναι η οργανική ένωση αιθάνιο. Το αιθάνιο είναι ατμός, όχι υγρό, υπό κανονικές συνθήκες και χρησιμεύει ως ψυκτικό μέσο.

Άλλες λειτουργικές ομάδες περιλαμβάνουν τη λεγόμενη καρβοξυλική ομάδα, που αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα, δύο άτομα οξυγόνου και ένα άτομο υδρογόνου. Το απλό οργανικό μόριο που διαθέτει ένα άτομο άνθρακα και τέσσερα άτομα υδρογόνου είναι η οργανική ένωση μεθάνιο ή φυσικό αέριο. Αντικαθιστώντας ένα από τα άτομα υδρογόνου στο μόριο του μεθανίου με μια καρβοξυλομάδα σχηματίζεται η οργανική ένωση οξικό οξύ. Το οξικό οξύ είναι αυτό που δίνει στο ξύδι τη γνώριμη μυρωδιά και γεύση του.

Πολικότητα

Το μόριο του νερού - ένα ανόργανο μόριο - είναι ένα μόριο που παρουσιάζει πολικότητα (μαγνητικό φορτίο). Αυτό συμβαίνει επειδή το άτομο οξυγόνου στο μόριο του νερού τείνει να έχει αρνητικό φορτίο που σχετίζεται με αυτό. Τα άτομα υδρογόνου τείνουν να έχουν θετικό φορτίο. Αυτά τα αντίθετα είναι που κρατούν το μόριο του νερού ενωμένο ως μονάδα. Είναι επίσης αυτά τα φορτία που κάνουν το μόριο του νερού αυτό που ονομάζεται πολικό μόριο. Στην πλευρά του οξυγόνου του μορίου του νερού υπάρχει ένα μερικό αρνητικό φορτίο. σε καθένα από τα μέρη υδρογόνου του μορίου υπάρχουν μερικά θετικά φορτία.

Τα οργανικά μόρια που αποτελούνται μόνο από άνθρακα και υδρογόνο (και πάλι γνωστά ως υδρογονάνθρακες), απουσία λειτουργικών ομάδων, είναι ουσιαστικά μη πολικά. Η γνωστή παρατήρηση ότι το λάδι και το νερό δεν αναμειγνύονται οφείλεται ακριβώς σε αυτήν την ανισότητα. Το νερό είναι ένα πολικό μόριο και θα αναμιγνύεται και/ή θα διαλύει άλλα πολικά μόρια. Αλλά τα λάδια είναι χημικά μη πολικά και υπάρχει μια απώθηση που αντιστέκεται στην ανάμιξη και τη διάλυση.

Παραδείγματα

Ένας τρόπος για να αποκτήσετε μια αίσθηση οργανικών έναντι ανόργανων μορίων είναι μερικά κοινά παραδείγματα. Το νερό και το τραπέζι είναι ανόργανες ενώσεις. Το επιτραπέζιο αλάτι είναι ένα παράδειγμα αυτού που ονομάζεται ιοντική ένωση. Το νάτριο σχηματίζει ένα θετικά φορτισμένο ιόν (ένα κατιόν) και το χλώριο σχηματίζει ένα αρνητικά φορτισμένο ιόν (ένα ανιόν). Αυτά τα ηλεκτρικά φορτία συγκρατούν το μόριο χλωριούχου νατρίου μαζί. Το χλωριούχο νάτριο μπορεί να είναι μια σημαντική ένωση για τα έμβια όντα, αλλά δεδομένου ότι δεν παράγεται πραγματικά από έμβια όντα και δεν περιέχει άνθρακα, είναι ένα καλό παράδειγμα ανόργανου μορίου. Το νερό είναι ένα άλλο παράδειγμα μιας ένωσης που είναι σημαντική - ουσιαστική στην πραγματικότητα - για τα έμβια όντα, αλλά το ίδιο αποτελείται από ανόργανα μόρια. Χρησιμοποιείται από ζωντανά όντα αλλά δεν κατασκευάζεται και δεν περιέχει άνθρακα.