- ההבדלים העיקריים בין תרכובות אורגניות ואורגניות
- תרכובות אורגניות מתקבלות ממקורות טבעיים רבים בשפע מאשר תרכובות אורגניות
- גבישים אורגניים הם בדרך כלל יוניים ואילו גבישים אורגניים נוטים להיות מולקולריים
- סוג הקשר השולט בתרכובות אורגניות הוא קוולנטי
- בתרכובות אורגניות, הקשרים הקובלים בין אטומי הפחמן הם השלטים
- לתרכובות אורגניות יש מסות טוחנות גדולות יותר
- תרכובות אורגניות נפוצות יותר במספרן
- תרכובות אורגניות מגוונות יותר באופן בסיסי
- לתרכובות אורגניות יש נקודות התכה ורתיחה גבוהות יותר
- תרכובות אורגניות נדירות יותר ביקום
- תרכובות אורגניות תומכות בחיים במידה הרבה יותר גדולה מזו שאינה אורגנית
- הפניות
ההבדלים בין תרכובות אורגניות ואי-אורגניים הם לא תמיד פשוטים, ואינם מצייתים כלל משתנה, מאז כשמדובר בכימיה יש חריגים ספור כי ידע קודם לסתור או השאלה. עם זאת, ישנם מאפיינים המאפשרים הבחנה בקרב תרכובות רבות אילו אינאורגניים או לא.
בהגדרה, כימיה אורגנית היא המחקר הכולל את כל ענפי הכימיה הפחמנית; לכן הגיוני לחשוב שהשלדים שלהם מורכבים מאטומי פחמן. לעומת זאת, שלדים אנאורגניים (מבלי להיכנס לפולימרים) מורכבים בדרך כלל מכל מרכיב אחר בטבלה המחזורית שאינו פחמן.
דברים חיים, על כל המאזניים והביטויים שלהם, עשויים למעשה מפחמן והטרואטומים אחרים (H, O, N, P, S וכו '). אז כל הירק הקווי את קרום כדור הארץ, כמו גם היצורים ההולכים עליו, הם דוגמאות חיות לתרכובות אורגניות מורכבות ומערבבות דינמיות.
לעומת זאת, בקידוח האדמה ובהרים אנו מוצאים גופים מינרליים העשירים בהרכב ובצורות גיאומטריות, שרובם הגדול הם תרכובות אורגניות. האחרון גם מגדיר כמעט לחלוטין את האווירה שאנו נושמים, ואת האוקיינוסים, הנהרות והאגמים.
ההבדלים העיקריים בין תרכובות אורגניות ואורגניות
| תרכובות אורגניות | תרכובות אורגניות |
|---|---|
| הם מכילים אטומי פחמן | הם מורכבים מאלמנטים שאינם פחמן |
| הם חלק מיצורים חיים | הם חלק מישויות אינרטיות |
| הם פחות נפוצים במקורות טבעיים | הם נמצאים בשפע במקורות טבעיים |
| הם בדרך כלל מולקולריים | הם בדרך כלל יוניים |
| קשרים קוולנטיים | קשרים יוניים |
| המוני טוחנות גדולים יותר | מסות טוחנות תחתונות |
| הם פחות מגוונים | הם אלמנטים מגוונים יותר |
| נקודות נמס והרתחה נמוכות | נקודות התכה ורתיחה גבוהות יותר |
תרכובות אורגניות מתקבלות ממקורות טבעיים רבים בשפע מאשר תרכובות אורגניות
גבישי סוכר (מימין) ומלח (משמאל) הנראים תחת מיקרוסקופ. מקור: אולג פאניצ'ב
למרות שיכולים להיות חריגים, תרכובות אורגניות מתקבלות בדרך כלל ממקורות טבעיים בשפע יותר מאלו לתרכובות אורגניות. הבדל ראשון זה מוביל לאמירה עקיפה: תרכובות אורגניות נפוצות יותר (בכדור הארץ ובקוסמוס) מאשר תרכובות אורגניות.
כמובן שבשדה נפטרים פחמימנים וכדומה, שהם תרכובות אורגניות.
כשחוזרים לקטע ניתן להזכיר את צמד מלח הסוכר כדוגמה. למעלה מופיעים גבישי סוכר (חזקים יותר ובפנים) ומלח (קטן ומעוגל).
סוכר מתקבל, לאחר סדרת תהליכים, ממטעי קנה סוכר (באזורים שטופי שמש או טרופיים) ומסלק סוכר (באזורים קרים או בתחילת חורפים או סתיו). שניהם הם חומרי גלם טבעיים ומתחדשים, המגודלים עד למסיקם.
בינתיים, המלח מגיע ממקור הרבה יותר שופע: הים, או אגמים ומרבצי מלח כמו המיליט ההלי (NaCl). אם כל שדות קנה הסוכר וסלק הסוכר היו מאגדים, לעולם לא ניתן היה להשוות אותם עם הרזרבות הטבעיות של המלח.
גבישים אורגניים הם בדרך כלל יוניים ואילו גבישים אורגניים נוטים להיות מולקולריים
אם ניקח שוב את צמד מלח הסוכר כדוגמה, אנו יודעים כי סוכר מורכב מאי-דיסכריד הנקרא סוכרוז, אשר בתורו מתפרק ליחידת גלוקוז ויחידת פרוקטוז. גבישים של סוכר הם אפוא מולקולריים, מכיוון שהם מוגדרים על ידי סוכרוז וקשרים מימן בין-מולקולריים שלו.
בינתיים, גבישי מלח מורכבים מרשת של Na + ו- Cl - יוני , המגדירים מבנה מעוקב עם פנים (fcc).
הנקודה העיקרית היא שתרכובות אורגניות בדרך כלל יוצרים גבישים יוניים (או לפחות, בעלי אופי יוני גבוה). עם זאת, ישנם כמה חריגים, כמו גבישים של CO 2 , H 2 S, SO 2 וגזים אנאורגניים אחרים, שמתמצקים בטמפרטורות נמוכות ובלחצים גבוהים, והם גם מולקולריים.
מים מהווים את החריג החשוב ביותר לנקודה זו: קרח הוא גביש אורגני ומולקולרי.
השלג או הקרח המעטים הם גבישי מים, דוגמאות מצוינות לגבישים מולקולריים אורגניים. מקור: Sieverschar מבית Pixabay.
מינרלים הם תרכובות אורגניות בעיקרן, ועל כן גבישיהם בעיקר יוניים. זו הסיבה שנקודה שנייה זו נחשבת תקפה לספקטרום רחב של תרכובות אורגניות, כולל מלחים, סולפידים, תחמוצות, טלידים וכו '.
סוג הקשר השולט בתרכובות אורגניות הוא קוולנטי
אותם גבישים של סוכר ומלח משאירים משהו בספק: הראשונים מכילים קשרים קוולנטיים (כיווניים), ואילו האחרונים מראים קשרים יוניים (לא כיווניים).
נקודה זו מתואמת ישירות עם השנייה: גביש מולקולרי חייב בהכרח להיות קשרים קוולנטיים מרובים (שיתוף של זוג אלקטרונים בין שני אטומים).
שוב, מלחים אורגניים מקימים חריגים מסוימים, מכיוון שהם גם בעלי אופי יוני חזק; למשל, נתרן בנזואט (C 6 H 5 COONa) הוא מלח אורגני, אבל בתוך בנזואט טבעת ארומטית שלה יש קשרים קוולנטיים. אף על פי כן, אומרים כי גבישיה יוניים לאור האינטראקציה האלקטרוסטטית: C 6 H 5 COO - Na + .
בתרכובות אורגניות, הקשרים הקובלים בין אטומי הפחמן הם השלטים
או מה אותו דבר לומר: תרכובות אורגניות מורכבות משלדי פחמן. בהם יש יותר מקישור CC או CH אחד, עמוד השדרה הזה יכול להיות ליניארי, טבעתי או מסועף, משתנה במידת חוסר הרוויה שלו וסוג התחלופה (הטרואטומים או קבוצות פונקציונליות). בסוכר קשרי CC, CH ו- C-OH בשפע.
ניקח כדוגמה את הסט CO, CH 2 OCH 2 ו- H 2 C 2 O 4 . אילו משלושת התרכובות הללו אינן אורגניות?
ב- CH 2 OCH 2 (אתילן דו-חמצני) ישנם ארבעה קשרי CH ושני קשרי CO, ואילו ב- H 2 C 2 O 4 (חומצה אוקסלית) יש CC אחד, שני C-OH ושני C = O. על המבנה של H 2 C 2 O 4 ניתן לכתוב HOOC-COOH (שתי קבוצות קרבוקסיל צמודות). בינתיים, CO מורכב ממולקולה המיוצגת בדרך כלל עם קשר היברידי בין C = O ל- C≡O.
מכיוון שב- CO (פחמן חד-חמצני) יש רק אטום פחמן אחד הקשור לאחד של חמצן, הגז הזה אינו אורגני; התרכובות האחרות הן אורגניות.
לתרכובות אורגניות יש מסות טוחנות גדולות יותר
מבנה המיוצג עם קווים לחומצה פלמיטית. ניתן לציין כמה גדול הוא בהשוואה לתרכובות אורגניות קטנות יותר, או למשקל הפורמולה של מלחיו. מקור: וולפגנג שייפר
לדוגמא, הטוחנות של התרכובות לעיל הן: 28 גרם / מול (CO), 90 גרם / מול (H 2 C 2 O 4 ) ו 60 גרם / מול (CH 2 OCH 2 ). כמובן, CS 2 (פחמן דיסולפיד), תרכובת אורגנית שהמסה הטוחנית שלה היא 76 גרם למול, "שוקלת" יותר מ- CH 2 OCH 2 .
אבל מה עם שומנים או חומצות שומן? מביולוגיות כמו DNA או חלבונים? או פחמימנים עם שרשראות ליניאריות ארוכות? או האספלטנים? ההמונים הטוחניים שלהם עולים בקלות על 100 גרם למול. חומצה פלמיטית (תמונה עליונה), למשל, יש מסה טוחנת של כ 256 גרם / מול.
תרכובות אורגניות נפוצות יותר במספרן
ישנם תרכובות אורגניות, המכונות מתחמי קואורדינציה, מציגות איזומריות. עם זאת, הוא פחות מגוון בהשוואה לאיזומריות אורגנית.
גם אם נוסיף את כל המלחים, התחמוצות (מתכתי ולא מתכתי), סולפידים, טאלורידים, קרבידים, הידרידים, ניטרידים וכו ', לא היינו אוספים אולי אפילו חצי מהתרכובות האורגניות העשויות להתקיים בטבע. לפיכך, תרכובות אורגניות עשירות במספרן ועשירות במבנים.
תרכובות אורגניות מגוונות יותר באופן בסיסי
עם זאת, על פי המגוון האלמנטרי, תרכובות אורגניות מגוונות יותר. למה? כי עם הטבלה המחזורית ביד אתה יכול לבנות כל סוג של תרכובת אורגנית; בעוד שתרכובת אורגנית היא מוגבלת רק ליסודות: C, H, O, P, S, N ו- X (הלוגנים).
יש לנו מתכות רבות (אלקלי, אדמה אלקליין, מעבר, לנטנידים, אקטינידים, אלו של החסימה p), ואפשרויות אינסופיות לשלב אותם עם אניונים שונים (בדרך כלל לא אורגניים); כגון: CO 3 2- (קרבונטים), Cl - (כלורידים), P 3- (פוספידים), O 2- (תחמוצות), OH - (הידרוקסיד), SO 4 2- (סולפטים), CN - (ציאנידים) , SCN - (thiocyanates), ורבים נוספים.
שימו לב כי האנונים CN - ו- SCN - נראים אורגניים, אך למעשה אינם אורגניים. בלבול נוסף מסומן על ידי האניון האוקסלט, C 2 O 4 2- , שהוא אורגני ולא אורגני.
לתרכובות אורגניות יש נקודות התכה ורתיחה גבוהות יותר
שוב, ישנם כמה חריגים לכלל זה, שכן הכל תלוי באיזה זוג תרכובות משווים. עם זאת, בדבקות במלחים אורגניים ואורגניים, הראשונים נוטים לקבל נקודות התכה ורתיחה גבוהות יותר מהאחרונות.
כאן אנו מוצאים נקודה מרומזת נוספת: מלחים אורגניים רגישים לפירוק, כאשר החום מפר את קשריהם הקוואלנטיים. עם זאת, השווינו את הזוג סידן טרטראט (CaC 4 H 4 O 6 ) לבין סידן פחמתי (CaCO 3 ). CaC 4 H 4 O 6 מתפרק בחום של 600 מעלות צלזיוס ואילו CaCO 3 נמס על 825 מעלות צלזיוס.
וכי CaCO 3 רחוק מלהיות אחד המלחים עם נקודות ההיתוך הגבוהות ביותר, כמו במקרים של CaC 2 (2160 ºC) ו- CaS 2 (2525 ºC): סידן קרביד וגופרידית, בהתאמה.
תרכובות אורגניות נדירות יותר ביקום
תרכובות אורגניות הפשוטה ביותר פרימיטיביים, כגון מתאן, CH 4 , אוריאה, CO (NH 2 ) 2 , או גליצין חומצות אמינו, NH 2 CH 2 COOH, הם מינים נדירים ביותר ביקום לעומת אמוניה, פחמן דו-חמצני. פחמן, תחמוצות טיטניום, פחמן וכו '. ביקום אפילו חומרי החיים הקודמים אינם מתגלים לעתים קרובות.
תרכובות אורגניות תומכות בחיים במידה הרבה יותר גדולה מזו שאינה אורגנית
מעטפת מורוקוי מורכבת מתערובת של עצמות המכוסות על ידי קרטין, אשר בתורם מורכבות ממטריצה אורגנית (הידרוקסיאפטיט ומינרלים קשורים) ומטריצה אורגנית (קולגן, סחוס ועצבים). מקור: Morrocoy_ (Geochelone_carbonaria) .jpg: העבודה הצלמתית: הצלם
הכימיה האורגנית של הפחמן, המיושמת בהבנת תהליכים מטבוליים, הופכת לביוכימיה (ומנקודת מבט של קטיוני מתכת, לביו-אורגניים).
תרכובות אורגניות הן אבן היסוד של החיים (כמו המורקוי שבתמונה למעלה), בזכות קשרי ה- CC והקונגלומרט העצום של מבנים הנובעים מקשרים אלה, והאינטראקציה שלהם עם גבישי מלח אורגניים.
כשהם חוזרים לצמד מלח הסוכר, המקורות הטבעיים לסוכר חיים: הם גידולים הצומחים ומתים; אך הדבר אינו דומה למקורות המלח: לא הימים ולא מרבצי המלח אינם חיים (במובן הפיזיולוגי).
צמחים ובעלי חיים מסנתזים אינסוף תרכובות אורגניות המרכיבות מגוון נרחב של מוצרים טבעיים (ויטמינים, אנזימים, הורמונים, שומנים, צבעים וכו ').
עם זאת, איננו יכולים לפסול את העובדה שמים הם ממס החיים (והם אינם אורגניים); וגם החמצן אינו חיוני לנשימה סלולרית (שלא לדבר על קופקטורים מתכתיים, שאינם תרכובות אנאורגניות אלא קטיונים). לכן, האורגני ממלא גם תפקיד מכריע בהגדרת החיים.
הפניות
- שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.
- וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
- גרהם סולומונס TW, קרייג ב. פרלה. (2011). כימיה אורגנית. אמינים. (מהדורה 10). וויילי פלוס.
- הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (03 ביולי 2019). ההבדל בין אורגני לא אורגני. התאושש מ: thoughtco.com
- סוכנות החינוך בטקסס. (2019). אורגני או אורגני? התאושש מ: texasgateway.org
- סוכרת. (sf). איך מייצרים סוכר: מבוא. התאושש מ: sucrose.com
- ויקיפדיה. (2019). רשימת תרכובות אורגניות. התאושש מ: en.wikipedia.org