Основні органічні речовини. Класифікація та номенклатура органічних речовин (тривіальна та міжнародна)

18.01.202227.05.2017

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-дисахариди 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 будь-яка 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-уріділовий
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-уріділовий
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. 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 будь-яка 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-уріділовий
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-уріділовий
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.

Відомо, що властивості органічних речовин визначаються їх складом та хімічною будовою. Тому не дивно, що в основі класифікації органічних сполук лежить саме теорія будови – теорія Л. М. Бутлерова. Класифікують органічні речовини за наявністю та порядком з'єднання атомів у їх молекулах. Найбільш міцною та малозмінною частиною молекули органічної речовини є її скелет – ланцюг атомів вуглецю. Залежно від порядку з'єднання атомів вуглецю в цьому ланцюзі речовини поділяються на ациклічні, що не містять замкнутих ланцюгів атомів вуглецю в молекулах, і карбоциклічні, такі, що містять ціни (цикли) в молекулах.
Крім атомів вуглецю та водню молекули органічних речовин можуть містити атоми та інші хімічні елементи. Речовини, в молекулах яких ці так звані гетероатоми включені до замкнутого ланцюга, відносять до гетероциклічних сполук.
Гетероатоми (кисень, азот та ін.) можуть входити до складу молекул та ациклічних сполук, утворюючи в них функціональні групи, наприклад, гідроксильну - ВІН, карбонільну, карбоксільну, аміногрупу -NН2.
Функціональна група- група атомів, яка визначає найбільш характерні хімічні властивості речовини та її приналежність до певного класу сполук.

Вуглеводні- це сполуки, що складаються лише з атомів водню та вуглецю.

Залежно від будови вуглецевого ланцюга органічні сполуки поділяють на з'єднання з відкритим ланцюгом. ациклічні (аліфатичні) та циклічні- із замкненим ланцюгом атомів.

Циклічні поділяються на дві групи: карбоциклічні сполуки(цикли утворені тільки атомами вуглецю) та гетероциклічні(в цикли входять інші атоми, такі як кисень, азот, сірка).

Карбоциклічні сполуки, у свою чергу, включають два ряди сполук: аліциклічні та ароматичні.

Ароматичні сполуки в основі будови молекул мають плоскі вуглецевмісні цикли з особливою замкнутою системою р-електронів, що утворюють загальну π-систему (єдина π-електронна хмара). Ароматичність характерна і для багатьох гетероциклічних сполук.

Всі інші карбоциклічні сполуки відносяться до аліциклічного ряду.

Як ациклічні (аліфатичні), і циклічні вуглеводні можуть містити кратні (подвійні чи потрійні) зв'язку. Такі вуглеводні називають ненасиченими (насиченими) на відміну від граничних (насичених), що містять тільки одинарні зв'язки.

Граничні аліфатичні вуглеводніназивають алканами, вони мають загальну формулу З n Н 2 n +2 де n - число атомів вуглецю. Стара їхня назва часто вживається і в даний час - парафіни.

Містить один подвійний зв'язок, отримали назву алкени. Вони мають загальну формулу З n Н 2 n .

Ненасичені аліфатичні вуглеводніз двома подвійними зв'язкаминазивають алкадієнами

Ненасичені аліфатичні вуглеводніз одним потрійним зв'язкомназивають алкінами. Їхня загальна формула З n Н 2 n — 2 .

Граничні аліциклічні вуглеводні - циклоалкани, їхня загальна формула З n Н 2 n .

Особлива група вуглеводнів, ароматичних, або аренів(із замкнутою загальною π-електронною системою), відома з прикладу вуглеводнів із загальною формулою З n Н 2 n -6.

Таким чином, якщо в їх молекулах один або більше атомів водню замінити на інші атоми або групи атомів (галогени, гідроксильні групи, аміногрупи та ін), утворюються похідні вуглеводнів: галогенопохідні, кисневмісні, азотовмісні та інші органічні сполуки.

ГалогеновиробніВуглеводнів можна розглядати як продукти заміщення у вуглеводнях одного або декількох атомів водню атомами галогенів. Відповідно до цього можуть існувати граничні та ненасичені моно-, ді-, три- (в загальному випадку полі-) галогеновихідні.

Загальна формула моногалогенопохідних граничних вуглеводнів:

а склад виражається формулою

C n H 2 n +1 Г,

де R - залишок від граничного вуглеводню (алкану), вуглеводневий радикал (це позначення використовується і далі при розгляді інших класів органічних речовин), Г - атом галогену (F, Сl, Вг, I).

Спирти- похідні вуглеводнів, у яких один або кілька атомів водню заміщені на гідроксильні групи.

Спирти називають одноатомнимиякщо вони мають одну гідроксильну групу, і граничними, якщо вони є похідними алканів.

Загальна формула граничних одноатомних спиртів:

а їх склад виражається загальною формулою:
З n Н 2 n +1 ВІН або З n Н 2 n +2

Відомі приклади багатоатомних спиртів, тобто мають кілька гндроксильних груп.

Феноли- похідні ароматичних вуглеводнів (ряди бензолу), у яких один або кілька атомів водню в бензольному кільці заміщені на гідроксильні групи.

Найпростіший представник із формулою З 6 Н 5 ВІН називається фенолом.

Альдегіди та кетони- похідні вуглеводнів, що містять карбонільну групу атомів (карбоніл).

У молекулах альдегідів один зв'язок карбонілу йде на з'єднання з атомом водню, інший - з вуглеводневим радикалом.

У разі кетонів карбонільна група пов'язана з двома (загалом різними) радикалами.

Склад граничних альдегідів і кетонів виражається формулою З n Н 2л.

Карбонові кислоти- похідні вуглеводнів, що містять карбоксильні групи (СООН).

Якщо молекулі кислоти одна карбоксильная група, то карбонова кислота є одноосновной. Загальна формула граничних одноосновних кислот (R-СООН). Їх склад виражається формулою З n Н 2 n O 2 .

Прості ефіриявляють собою органічні речовини, що містять два вуглеводневі радикали, з'єднаних атомом кисню: R-О-R або R 1 -O-R 2 .

Радикали можуть бути однаковими чи різними. Склад простих ефірів виражається формулою З n Н 2 n +2 O

Складні ефіри- сполуки, утворені заміщенням атома водню карбоксильної групи у карбонових кислотах на вуглеводневий радикал.

Нітросполуки- похідні вуглеводнів, у яких один або кілька атомів водню заміщені на нітрогрупу -NO2.

Загальна формула граничних мононітросполук:

а склад виражається загальною формулою

З n Н 2 n +1 NO 2 .

Аміни- сполуки, що розглядаються як похідні аміаку (NН 3), в якому атоми водню заміщені на вуглеводневі радикали.

Залежно від природи радикалу аміни можуть бути аліфатичнимита ароматичними.

Залежно від кількості заміщених на радикали атомів водню розрізняють:

Первинні аміни із загальною формулою: R-NН 2

Вторинні - із загальною формулою: R 1 -NН-R 2

Третичні - із загальною формулою:

В окремому випадку у вторинних, а також третинних амінів радикали можуть бути однаковими.

Первинні аміни можна також розглядати як похідні вуглеводнів (алканів), у яких один атом водню заміщений на аміногрупу -NН2. Склад граничних первинних амінів виражається формулою З n Н 2 n +3 N.

Амінокислотимістять дві функціональні групи, з'єднані з вуглеводневим радикалом: аміногрупу -NН 2 і карбоксил-СООН.

Склад граничних амінокислот, що містять одну аміногрупу і один карбоксил, виражається формулою З n Н 2 n +1 NO 2 .

Відомі інші важливі органічні сполуки, які мають кілька різних або однакових функціональних груп, довгі лінійні ланцюги, пов'язані з бензольними кільцями. У разі суворе визначення приналежності речовини до якогось певному класу неможливо. Ці сполуки часто виділяють у специфічні групи речовин: вуглеводи, білки, нуклеїнові кислоти, антибіотики, алкалоїди та ін.

Для назви органічних сполук використовують 2 номенклатури – раціональну та систематичну (ІЮПАК) та тривіальні назви.

Складання назв за номенклатурою ІЮПАК

1) Основу назви сполуки становить корінь слова, що позначає граничний вуглеводень з тим самим числом атомів, як і головний ланцюг.

2) До кореня додають суфікс, що характеризує ступінь насиченості:

Ан (граничний, немає кратних зв'язків);
-єн (за наявності подвійного зв'язку);
-ін (за наявності потрійного зв'язку).

Якщо кратних зв'язків кілька, то суфіксі вказується число таких зв'язків (-дієн, -трієн і т.д.), а після суфікса обов'язково вказується цифрами положення кратного зв'язку, наприклад:
СН 3 -СН 2 -СН = СН 2 СН 3 -СН = СН-СН 3
бутен-1 бутен-2

СН 2 = СН-СН = СН 2
бутадієн-1,3

Такі групи як нітро-, галогени, вуглеводневі радикали, що не входять до головного ланцюга, виносяться в приставку. При цьому вони перераховуються за абеткою. Положення заступника вказується цифрою перед приставкою.

Порядок складання назви наступний:

1. Знайти найдовший ланцюг атомів С.

2. Послідовно пронумерувати атоми вуглецю головного ланцюга, починаючи з найближчого до розгалуження кінця.

3. Назва алкану складається з назв бічних радикалів, перерахованих в алфавітному порядку із зазначенням положення в головному ланцюгу, та назви головного ланцюга.

Номенклатура деяких органічних речовин (тривіальна та міжнародна)

Існує кілька визначень, що таке органічні речовини, що відрізняються від іншої групи сполук — неорганічних. Одне з найпоширеніших пояснень випливає із назви «вуглеводні». Справді, основою всіх органічних молекул знаходяться ланцюжки атомів вуглецю, пов'язані з воднем. Є й інші елементи, 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 одних і 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, характерного 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 окисненні вуглеводнів виходять нові органічні речовини - представники інших класів (альдегідів, кетонів, спиртів, карбонових кислот). Наприклад, великі обсяги ацетилену йдуть на виробництво 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 присутні атоми кисню. Вони входять до найактивнішої частини молекули, її функціональної групи. Спирти містять одну або кілька гідроксильних частинок -ВІН. Приклади спиртів: метанол, етанол, гліцерин. У карбонових кислотах присутня інша функціональна частка - карбоксил (-СОООН).

Інші кисневмісні органічні сполуки — альдегіди та кетони. Карбонові кислоти, спирти та альдегіди у великій кількості 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. Приклади 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 частини рибонуклеїнової та дезоксирибонуклеїнової кислот (РНК та 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 речовинами цього класу насіння та плоди деяких рослин, нервова тканина, печінка, нирки, кров тварин та 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 понад половину 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 дією 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.

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, стали називати органічними речовинами.

Що під цим мається на увазі? Клас органічних речовин є найбільшим 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 сполуки, що містять вуглецю, відносяться до органічних. Наприклад, корбіди і карбонати, вугільна кислота і 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 лише одинарні, але також подвійні і навіть потрійні (інакше – кратні). У міру зростання кратності зв'язку ланцюг 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 служать «паливом» та 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 на основі 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, 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 об'єднуватися як у відкриті ланцюги, так і замкнені (циклічні) ланцюжки.

Важливо й те, що будова хімічних речовин впливає з їхньої 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 тощо.

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 таке здатні. 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 або 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 є різними. 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 сказати однією загальною формулою. А знаючи формулу, неважко 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 у 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 відносяться:

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;
  - алкін;
  - алкадієни.
циклічні сполуки:
- сполуки карбоциклічні:
  - аліциклічні;
  - ароматичні.
- з'єднання гетероциклічні.

Існують 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 ви 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.

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, найпростіші 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 теж є 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 залишимо без уваги 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 сумувати (не останню роль у перепадах настрою відіграють гормони щитовидної залози, а ендорфін дарує відчуття щастя). І навіть визначають, «сови» ми чи «жайворонки». Готові ви вчитися допізна або вважаєте за краще стати рано і зробити домашню роботу перед школою, вирішує не тільки ваш розпорядок дня, але і деякі гормони надниркових залоз.

Висновок

Світ органічних речовин по-справжньому дивовижний. Досить заглибитись у його вивчення лише небагато, щоб у вас захопило дух від відчуття спорідненості з усім живим на Землі. Дві ноги, чотири або коріння замість ніг – усіх нас об'єднує чари хімічної лабораторії матінки-природи. Воно змушує атоми вуглецю об'єднуватися в ланцюжки, вступати у 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.