Związki organiczne: czym są, charakterystyka, klasyfikacja i przykłady

Czym są związki organiczne

Związki organiczne (lub cząsteczki organiczne) to te, które pochodzą od żywych istot, to znaczy są to związki pochodzenia biologicznego, które charakteryzują się tym, że głównym pierwiastkiem jest węgiel.

Oznacza to, że wszystkie związki organiczne zawierają węgiel, chociaż nie wszystkie związki zawierające węgiel są organiczne.

Związki organiczne są obecne we wszystkich żywych istotach, ich szczątkach i produktach. Stanowią więc większość znanych związków. Chociaż są one syntetyzowane przez organizmy (np. olej), niektóre można uzyskać poprzez sztuczną syntezę w laboratoriach (np. witamina C).

Generalnie pierwiastki uczestniczące w związkach organicznych to węgiel i wodór, a następnie azot, tlen, fosfor i siarka. Są to pierwiastki niemetaliczne, a jedną z ich cech charakterystycznych jest łączenie za pomocą wiązań kowalencyjnych, czyli wiązań, w których mają wspólne elektrony.

Niektóre przykłady związków organicznych to:

• białka, takie jak enzymy, włókna mięśniowe i przeciwciała;
• lipidy obecne w olejach i maśle; także cholesterol i trójglicerydy we krwi; woski i sterydy;
• węglowodany, takie jak glukoza, sacharoza i fruktoza;
• węglowodory, takie jak benzen lub ropa naftowa i ich pochodne (benzyna, nafta itp.);
• kwasy nukleinowe, takie jak DNA lub RNA.

Związki organiczne są przedmiotem badań chemii organicznej.

Charakterystyka związków organicznych

W ramach różnorodności istniejących związków organicznych wszystkie mają szereg cech. Mianowicie:

• Zawsze mają węgiel jako główny pierwiastek, prawie zawsze związany z wodorem. Rzadziej zawierają azot, tlen, fosfor i siarkę.
• Tworzą stabilne wiązania kowalencyjne, z których powstają łańcuchy liniowe, rozgałęzione lub cykliczne.
• Mogą być płynne, stałe lub gazowe.
• Nie są dobrymi przewodnikami prądu.

Właściwości związków organicznych

Właściwości związków organicznych nazywamy tymi atrybutami ich natury, które charakteryzują ich zachowanie. Wśród najważniejszych możemy wymienić:

• Są to paliwa: większość związków organicznych ma właściwość spalania w obecności tlenu.
• Posiadają rozpuszczalność: Niektóre związki organiczne są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak plastik w benzynie, podczas gdy inne są rozpuszczalne w wodzie, takie jak alkohol i cukier.
• Przedstawiają izomerię: Jest to właściwość tworzenia różnych związków o tej samej liczbie atomów. Na przykład fruktoza i glukoza mają różne związki, które mają taką samą liczbę atomów węgla, wodoru i tlenu.
• Mogą mieć aromatyczność: niektóre związki organiczne mają aromat dzięki temu, że mają strukturę pierścieniową z przeplatanymi wiązaniami pojedynczymi i podwójnymi. Na przykład produkty benzenowe, takie jak benzyna, farby i rozcieńczalniki.
• Temperatura wrzenia i topnienia: związki organiczne mają zwykle niskie temperatury topnienia i wrzenia.

Klasyfikacja związków organicznych

Istnieje wiele sposobów klasyfikacji związków organicznych, z których każdy ma inne potrzeby. Klasyfikacje mogą odpowiadać między innymi ich pochodzeniu, grupom funkcyjnym, ich strukturze i polarności.

Rodzaje związków organicznych według ich pochodzenia

W zależności od pochodzenia związków organicznych mogą być naturalne lub sztuczne.

• Naturalne związki organiczne: pochodzą od żywych istot lub ich szczątków. Na przykład chlorofil i aminokwasy.
• Sztuczne związki organiczne: to takie, które można sztucznie zsyntetyzować w laboratoriach chemicznych. Na przykład tworzywa sztuczne i włókna syntetyczne.

Rodzaje związków organicznych według ich struktury

Kiedy mówimy o strukturze, mamy na myśli sposób, w jaki atomy węgla są ze sobą połączone. Mogą być alifatyczne, aromatyczne lub heterocykliczne.

• Związki alifatyczne: to te, które tworzą struktury łańcuchowe, liniowe lub rozgałęzione. Na przykład węglowodory takie jak propan.
• Związki aromatyczne: Są to te, które tworzą struktury pierścieniowe, z których wywodzi się właściwość aromatyczności. Na przykład naftalen (C₁₀H₈) i benzen (C₆H₆).
• Związki heterocykliczne: Jego struktura składa się z pierścieni węglowych połączonych z innymi pierwiastkami, takimi jak azot. Na przykład sacharyna (C₇H₅NIE₃S).

Rodzaje związków organicznych według ich grup funkcyjnych

W niektórych związkach organicznych obecne są grupy funkcyjne, które są zestawami atomów ułożonych w specyficzny sposób, które determinują sposób reakcji związków. Zatem związki organiczne mogą być:

• Alkohole: Jest tworzony z węglem przyłączonym do grupy hydroksylowej OH.
• Etery: Powstają, gdy łańcuch węglowy ma przeplatany atom tlenu.
• Estry: wynikają z połączenia alkoholu z kwasem organicznym.
• Kwasy organiczne: utworzony przez węgiel przyłączony do grupy karboksylowej.
• Aldehydy: Wynikają one z połączenia węgla z grupą karbonylową, czyli grupą złożoną z węgla i tlenu.
• Aminy: powstają przez połączenie węgla z grupą aminową -NH3.

Rodzaje związków organicznych według ich polarności

Polaryzacja powstaje, gdy rozkład elektronów w cząsteczkach jest nierównomierny. Jest to stały warunek dla związków nieorganicznych, ale nie organicznych. W związku z tym związki organiczne można również sklasyfikować jako polarne i niepolarne.

• Polarne związki organiczne: to te związki organiczne, których wiązania węglowe i wodorowe zawierają inne pierwiastki chemiczne, takie jak azot, tlen, fosfor i siarka, powodując nierównomierny rozkład elektronów.
• Niepolarne związki organiczne: Są to te, które mają tylko węgiel i wodór, a zatem rozkład ich elektronów jest równomierny.

Może Ci się spodobać:

• Chemia organiczna
• Wiązanie kowalencyjne

Przykłady związków organicznych

Następnie przedstawiamy listę niektórych związków organicznych obecnych w życiu codziennym oraz ich najczęstszych lub najbardziej znanych zastosowań.

1. Aceton (CH₃(CO) CH₃), zmywacz do lakieru.
2. Kwas octowy (H₃CCOOH), składnik octu.
3. Kwas mrówkowy (HCOOH), substancja obronna dla mrówek.
4. Alkohol izopropylowy (C₃H₈O), środek dezynfekujący naskórek.
5. Benzen (C₆H₆), dodatek do benzyny, niektóre detergenty, barwniki i inne.
6. Butan (C₄H₁₀), paliwo gazowe.
7. Dichlorodifenylotrichloroetan lub DDT, środek owadobójczy.
8. Etanol (C₂H₃OH), składnik napojów alkoholowych.
9. Formaldehyd (CH₂O), konserwant żywych tkanek.
10. Gliceryna lub Glicerol (C₃H₈LUB₃), środek przeciw zamarzaniu.
11. Glukoza (C₆H₁₂LUB₆), prosty cukier, który dostarcza energii żywym istotom.
12. Heksan (C₆H₁₄), rozpuszczalnik.
13. Metan (CH₄), gaz cieplarniany.
14. Naftalen lub naftalen (C₁₀H₈), środek odstraszający mole.
15. Nylon, materiał do produkcji tekstyliów.
16. Polistyren, materiał do wykonania anime.
17. Propan (C₃H₈), paliwo gazowe.
18. Sacharoza (C₁₂H₂₂LUB₁₁), słodzik.
19. Trichlorometan lub chloroform (CHCl₃), rozpuszczalnik do smaru.
20. Trinitrotoluen lub TNT (C₇H₅N₃LUB₆), wybuchowy.

Różnica między związkami organicznymi a związkami nieorganicznymi

Pierwsza różnica między związkami organicznymi i nieorganicznymi polega na ich pochodzeniu. Podczas gdy związki organiczne pochodzą z żywych organizmów i ich szczątków, związki nieorganiczne pochodzą głównie ze skorupy ziemskiej.

Związki nieorganiczne składają się zwykle z pierwiastków metalicznych i niemetalicznych, podczas gdy związki organiczne zawsze mają węgiel jako główny pierwiastek.

Większość związków organicznych tworzą wiązania kowalencyjne, podczas gdy związki nieorganiczne są zazwyczaj tworzone przez wiązania jonowe.

Związki organiczne i nieorganiczne różnią się również właściwościami. Związki nieorganiczne są dobrymi przewodnikami elektryczności po rozpuszczeniu w wodzie; z drugiej strony substancje organiczne nigdy nie są dobrymi przewodnikami elektryczności.

W przeciwieństwie do związków organicznych, związki nieorganiczne nie wykazują konkatenacji, izomerii ani aromatyczności. Są również rzadko palne. Związki nieorganiczne osiągają temperaturę topnienia tylko w bardzo wysokich temperaturach.

	Związki organiczne	Związki nieorganiczne
Źródło	Biologiczny	Nie biologiczne
Elementy	Węgiel (zawsze), wodór (prawie zawsze), tlen, azot, fosfor i siarka	Elementy metalowe i elementy bez metali
Linki (edytuj)	kowalencyjne	Głównie jonowy
Izomeria	tak	Nie
Napędowy Elektryczność	Nie	tak
Palność	tak	Rzadko
Aromatyczność	tak	Nie
Temperatury topnienia i gotowanie	Niska	Wysoki

Zegarek:

• Związki nieorganiczne
• Związki chemiczne
• Wiązanie jonowe