عالم المواد العضوية الرائع . المواد العضوية: أمثلة

كما تعلمون، يمكن تقسيم جميع المواد إلى فئتين كبيرتين - المعدنية والعضوية. يمكنك إعطاء عدد كبير من الأمثلة على المواد غير العضوية أو المعدنية: الملح والصودا والبوتاسيوم. ولكن ما هي أنواع الاتصالات التي تندرج ضمن الفئة الثانية؟ المواد العضوية موجودة في أي كائن حي.

السناجب

وأهم مثال على المواد العضوية هي البروتينات. أنها تحتوي على النيتروجين والهيدروجين والأكسجين. بالإضافة إلى ذلك، في بعض الأحيان يمكن أيضًا العثور على ذرات الكبريت في بعض البروتينات.

تعد البروتينات من أهم المركبات العضوية وهي الأكثر شيوعًا في الطبيعة. على عكس المركبات الأخرى، تحتوي البروتينات على سمات مميزة معينة. خاصيتهم الرئيسية هي وزنهم الجزيئي الضخم. على سبيل المثال، الوزن الجزيئي لذرة الكحول هو 46، والبنزين 78، والهيموجلوبين 152000. وبالمقارنة مع جزيئات المواد الأخرى، فإن البروتينات هي عمالقة حقيقية، تحتوي على آلاف الذرات. في بعض الأحيان يطلق عليها علماء الأحياء اسم الجزيئات الكبيرة.

البروتينات هي الأكثر تعقيدا من بين جميع الهياكل العضوية. إنهم ينتمون إلى فئة البوليمرات. إذا قمت بفحص جزيء البوليمر تحت المجهر، يمكنك أن ترى أنه عبارة عن سلسلة تتكون من هياكل أبسط. يطلق عليها اسم المونومرات وتتكرر عدة مرات في البوليمرات.

بالإضافة إلى البروتينات، هناك عدد كبير من البوليمرات - المطاط، السليلوز، وكذلك النشا العادي. كما تم إنشاء العديد من البوليمرات بأيدي بشرية - النايلون واللافسان والبولي إيثيلين.

تكوين البروتين

كيف يتم تشكيل البروتينات؟ وهي مثال على المواد العضوية التي يتم تحديد تركيبها في الكائنات الحية بواسطة الشفرة الوراثية. في تركيبها، في الغالبية العظمى من الحالات، يتم استخدام مجموعات مختلفة

كما يمكن أيضًا تكوين أحماض أمينية جديدة عندما يبدأ البروتين في العمل في الخلية. ومع ذلك، فهو يحتوي فقط على أحماض ألفا الأمينية. يتم تحديد البنية الأولية للمادة الموصوفة من خلال تسلسل بقايا الأحماض الأمينية. وفي معظم الحالات، عندما يتم تشكيل البروتين، فإن سلسلة البولي ببتيد ملتوية في دوامة، وتقع المنعطفات التي تقع بالقرب من بعضها البعض. نتيجة لتكوين مركبات الهيدروجين، لديها بنية قوية إلى حد ما.

الدهون

مثال آخر على المواد العضوية هو الدهون. يعرف الإنسان أنواعاً كثيرة من الدهون: الزبدة، زيت اللحم البقري وزيت السمك، الزيوت النباتية. تتشكل الدهون بكميات كبيرة في بذور النباتات. إذا وضعت بذرة عباد الشمس المقشرة على قطعة من الورق ثم ضغطت عليها، ستبقى بقعة زيتية على الورقة.

الكربوهيدرات

الكربوهيدرات لا تقل أهمية في الطبيعة الحية. وهي موجودة في جميع أعضاء النبات. تشمل فئة الكربوهيدرات السكر والنشا والألياف. درنات البطاطس وفواكه الموز غنية بها. من السهل جدًا اكتشاف النشا في البطاطس. عند التفاعل مع اليود، يتحول لون هذه الكربوهيدرات إلى اللون الأزرق. يمكنك التحقق من ذلك عن طريق إسقاط القليل من اليود على حبة بطاطس مقطعة.

من السهل أيضًا اكتشاف السكريات - فكلها ذات مذاق حلو. توجد العديد من الكربوهيدرات من هذه الفئة في ثمار العنب والبطيخ والبطيخ والتفاح. إنها أمثلة على المواد العضوية التي يتم إنتاجها أيضًا في ظروف صناعية. على سبيل المثال، يتم استخراج السكر من قصب السكر.

كيف تتكون الكربوهيدرات في الطبيعة؟ أبسط مثال هو عملية التمثيل الضوئي. الكربوهيدرات هي مواد عضوية تحتوي على سلسلة من عدة ذرات كربون. كما أنها تحتوي على عدة مجموعات الهيدروكسيل. أثناء عملية التمثيل الضوئي، يتكون السكر غير العضوي من أول أكسيد الكربون والكبريت.

السليلوز

مثال آخر على المواد العضوية هو الألياف. ويوجد معظمه في بذور القطن، وكذلك في سيقان النباتات وأوراقها. تتكون الألياف من بوليمرات خطية، يتراوح وزنها الجزيئي من 500 ألف إلى 2 مليون.

وهو في صورته النقية مادة ليس لها رائحة ولا طعم ولا لون. يتم استخدامه في صناعة الأفلام الفوتوغرافية والسيلوفان والمتفجرات. الألياف لا يمتصها جسم الإنسان، ولكنها جزء ضروري من النظام الغذائي، لأنها تحفز عمل المعدة والأمعاء.

المواد العضوية وغير العضوية

ويمكننا أن نعطي أمثلة كثيرة على تكوين المواد العضوية والثانية التي تنشأ دائما من المعادن – غير الحية التي تتشكل في أعماق الأرض. وهي موجودة أيضًا في الصخور المختلفة.

في ظل الظروف الطبيعية، تتشكل المواد غير العضوية أثناء تدمير المعادن أو المواد العضوية. ومن ناحية أخرى، تتشكل المواد العضوية باستمرار من المعادن. على سبيل المثال، تمتص النباتات الماء مع المركبات الذائبة فيه، والتي تنتقل بعد ذلك من فئة إلى أخرى. تستخدم الكائنات الحية بشكل رئيسي المواد العضوية للتغذية.

أسباب التنوع

في كثير من الأحيان، يحتاج تلاميذ المدارس أو الطلاب إلى الإجابة على سؤال ما هي أسباب تنوع المواد العضوية. العامل الرئيسي هو أن ذرات الكربون ترتبط ببعضها البعض باستخدام نوعين من الروابط - بسيطة ومتعددة. يمكنهم أيضًا تشكيل سلاسل. سبب آخر هو تنوع العناصر الكيميائية المختلفة التي تحتوي عليها المادة العضوية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التنوع يرجع أيضًا إلى التآصل - وهي ظاهرة وجود نفس العنصر في مركبات مختلفة.

كيف تتكون المواد غير العضوية؟ تتم دراسة المواد العضوية الطبيعية والاصطناعية وأمثلتها في المدارس الثانوية وفي مؤسسات التعليم العالي المتخصصة. إن تكوين المواد غير العضوية ليس عملية معقدة مثل تكوين البروتينات أو الكربوهيدرات. على سبيل المثال، كان الناس يستخرجون الصودا من بحيرات الصودا منذ زمن سحيق. وفي عام 1791، اقترح الكيميائي نيكولا لوبلان تصنيعه في المختبر باستخدام الطباشير والملح وحمض الكبريتيك. ذات مرة، كانت الصودا، المألوفة لدى الجميع اليوم، منتجًا باهظ الثمن إلى حد ما. لإجراء التجربة، كان من الضروري تكلس ملح الطعام مع الحمض، ثم تكلس الكبريتات الناتجة مع الحجر الجيري والفحم.

آخر هو برمنجنات البوتاسيوم، أو برمنجنات البوتاسيوم. يتم الحصول على هذه المادة صناعيا. تتكون عملية التكوين من التحليل الكهربائي لمحلول هيدروكسيد البوتاسيوم وأنود المنغنيز. في هذه الحالة، يذوب الأنود تدريجياً ليشكل محلولاً أرجوانياً - وهذا هو برمنجنات البوتاسيوم المعروفة.

في تاريخ تطور الكيمياء العضوية، يتم التمييز بين فترتين: التجريبية (من منتصف القرن السابع عشر إلى نهاية القرن الثامن عشر)، والتي حدثت فيها معرفة المواد العضوية وطرق عزلها ومعالجتها بشكل تجريبي، والتحليلية (أواخر القرن الثامن عشر - منتصف القرن التاسع عشر)، المرتبط بظهور طرق لتحديد تركيب المواد العضوية. وتبين خلال فترة التحليل أن جميع المواد العضوية تحتوي على الكربون. ومن بين العناصر الأخرى التي تشكل المركبات العضوية تم اكتشاف الهيدروجين والنيتروجين والكبريت والأكسجين والفوسفور.

تحظى الفترة الهيكلية (النصف الثاني من القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين) بأهمية كبيرة في تاريخ الكيمياء العضوية، والتي تميزت بميلاد النظرية العلمية لتركيب المركبات العضوية، والتي كان مؤسسها أ.م. بتليروف.

المبادئ الأساسية لنظرية بنية المركبات العضوية:

• ترتبط الذرات الموجودة في الجزيئات ببعضها البعض بترتيب معين بواسطة روابط كيميائية وفقًا لتكافؤها. الكربون الموجود في جميع المركبات العضوية رباعي التكافؤ؛
• خصائص المواد لا تعتمد فقط على تركيبها النوعي والكمي، ولكن أيضًا على ترتيب ارتباط الذرات؛
• الذرات الموجودة في الجزيء تؤثر بشكل متبادل على بعضها البعض.

يتم وصف ترتيب اتصال الذرات في الجزيء بصيغة هيكلية يتم فيها تمثيل الروابط الكيميائية بشرطات.

الخصائص المميزة للمواد العضوية

هناك العديد من الخصائص المهمة التي تميز المركبات العضوية في فئة منفصلة وفريدة من المركبات الكيميائية:

1. تكون المركبات العضوية عادة غازات أو سوائل أو مواد صلبة منخفضة الانصهار، على عكس المركبات غير العضوية، والتي تكون في الغالب مواد صلبة ذات نقطة انصهار عالية.
2. يتم تنظيم المركبات العضوية في الغالب بشكل تساهمي، في حين يتم تنظيم المركبات غير العضوية بشكل أيوني.
3. تؤدي الطوبولوجيا المختلفة لتكوين الروابط بين الذرات التي تشكل مركبات عضوية (ذرات الكربون في المقام الأول) إلى ظهور الأيزومرات - وهي مركبات لها نفس التركيب والوزن الجزيئي، ولكن لها خصائص فيزيائية وكيميائية مختلفة. وتسمى هذه الظاهرة الايزومرية.
4. ظاهرة التماثل هي وجود سلسلة من المركبات العضوية تختلف فيها صيغة أي اثنين من جيران السلسلة (المتجانسات) بنفس المجموعة - الفرق التماثلي CH 2. حرق المواد العضوية.

تصنيف المواد العضوية

يعتمد التصنيف على سمتين مهمتين - بنية الهيكل العظمي للكربون ووجود مجموعات وظيفية في الجزيء.

في جزيئات المواد العضوية تتحد ذرات الكربون مع بعضها البعض لتشكل ما يسمى. هيكل عظمي أو سلسلة من الكربون. يمكن أن تكون السلاسل مفتوحة ومغلقة (دورية)، ويمكن أن تكون السلاسل المفتوحة غير متفرعة (عادية) ومتفرعة:

بناءً على هيكل الهيكل العظمي الكربوني، يتم تقسيمها إلى:

- المواد العضوية الحلقية ذات السلسلة الكربونية المفتوحة المتفرعة وغير المتفرعة. على سبيل المثال،

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (البيوتان)

CH 3 -CH (CH 3) -CH 3 (أيزوبيوتان)

- المواد العضوية الحلقية الكربونية التي تكون فيها سلسلة الكربون مغلقة في دورة (حلقة). على سبيل المثال،

- مركبات عضوية حلقية غير متجانسة لا تحتوي في الدورة على ذرات الكربون فحسب، بل تحتوي أيضًا على ذرات عناصر أخرى، غالبًا ما تكون النيتروجين أو الأكسجين أو الكبريت:

المجموعة الوظيفية هي ذرة أو مجموعة ذرات غير هيدروكربونية تحدد ما إذا كان المركب ينتمي إلى فئة معينة. العلامة التي يتم من خلالها تصنيف المادة العضوية إلى فئة أو أخرى هي طبيعة المجموعة الوظيفية (الجدول 1).

الجدول 1. المجموعات والطبقات الوظيفية.

قد تحتوي المركبات على أكثر من مجموعة وظيفية واحدة. إذا كانت هذه المجموعات هي نفسها، فإن المركبات تسمى متعددة الوظائف، على سبيل المثال الكلوروفورم، والجلسرين. تسمى المركبات التي تحتوي على مجموعات وظيفية مختلفة بمركبات غير متجانسة، ويمكن تصنيفها في نفس الوقت إلى عدة فئات من المركبات، على سبيل المثال، يمكن اعتبار حمض اللاكتيك حمضًا كربوكسيليًا وكحولًا، ويمكن اعتبار الكولامين أمينًا وكحولًا.

يشتمل تكوين الخلية الحية على نفس العناصر الكيميائية التي تشكل جزءًا من الطبيعة غير الحية. من بين 104 عناصر في الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev، تم العثور على 60 عنصرًا في الخلايا.

وهي مقسمة إلى ثلاث مجموعات:

1. العناصر الرئيسية هي الأكسجين والكربون والهيدروجين والنيتروجين (98٪ من تكوين الخلية)؛
2. العناصر التي تشكل أعشار ومئات من النسبة المئوية - البوتاسيوم والفوسفور والكبريت والمغنيسيوم والحديد والكلور والكالسيوم والصوديوم (إجمالي 1.9٪)؛
3. جميع العناصر الأخرى الموجودة بكميات أصغر هي عناصر صغرى.

التركيب الجزيئي للخلية معقد وغير متجانس. المركبات الفردية - الماء والأملاح المعدنية - موجودة أيضًا في الطبيعة غير الحية؛ البعض الآخر - المركبات العضوية: الكربوهيدرات والدهون والبروتينات والأحماض النووية وما إلى ذلك - مميزة للكائنات الحية فقط.

المواد غير العضوية

يشكل الماء حوالي 80% من كتلة الخلية؛ في الخلايا الشابة سريعة النمو - ما يصل إلى 95٪، في الخلايا القديمة - 60٪.

دور الماء في الخلية عظيم.

وهو الوسط الرئيسي والمذيب، ويشارك في معظم التفاعلات الكيميائية، وحركة المواد، والتنظيم الحراري، وتكوين الهياكل الخلوية، ويحدد حجم ومرونة الخلية. تدخل معظم المواد إلى الجسم وتخرج منها في محلول مائي. يتم تحديد الدور البيولوجي للمياه من خلال خصوصية هيكلها: قطبية جزيئاتها والقدرة على تكوين روابط هيدروجينية، بسبب ظهور مجمعات من عدة جزيئات الماء. إذا كانت طاقة الجذب بين جزيئات الماء أقل منها بين جزيئات الماء والمادة فإنها تذوب في الماء. تسمى هذه المواد محبة للماء (من الكلمة اليونانية "هيدرو" - الماء، "فيليه" - الحب). هذه هي العديد من الأملاح المعدنية والبروتينات والكربوهيدرات وما إلى ذلك. إذا كانت طاقة الجذب بين جزيئات الماء أكبر من طاقة الجذب بين جزيئات الماء والمادة، فإن هذه المواد غير قابلة للذوبان (أو قابلة للذوبان قليلاً)، وتسمى مسعور ( من الكلمة اليونانية "phobos" - الخوف) - الدهون والدهون وما إلى ذلك.

تنفصل الأملاح المعدنية الموجودة في محاليل الخلايا المائية إلى كاتيونات وأنيونات، مما يوفر كمية ثابتة من العناصر الكيميائية الضرورية والضغط الأسموزي. من الكاتيونات، وأهمها K +، Na +، Ca 2+، Mg +. تركيز الكاتيونات الفردية في الخلية وفي البيئة خارج الخلية ليس هو نفسه. في الخلية الحية، يكون تركيز K + مرتفعًا، و Na + منخفضًا، وفي بلازما الدم، على العكس من ذلك، يكون تركيز Na + مرتفعًا و K + منخفضًا. ويرجع ذلك إلى النفاذية الانتقائية للأغشية. إن الاختلاف في تركيز الأيونات في الخلية والبيئة يضمن تدفق الماء من البيئة إلى الخلية وامتصاص جذور النباتات للماء. يؤدي نقص العناصر الفردية - Fe، P، Mg، Co، Zn - إلى منع تكوين الأحماض النووية والهيموجلوبين والبروتينات والمواد الحيوية الأخرى ويؤدي إلى أمراض خطيرة. تحدد الأنيونات ثبات البيئة الخلوية ذات الرقم الهيدروجيني (محايدة وقلوية قليلاً). من الأنيونات الأكثر أهمية هي HPO 4 2-، H 2 PO 4 -، Cl -، HCO 3 -

مواد عضوية

تشكل المواد العضوية في تركيبها المعقد حوالي 20-30% من تركيب الخلية.

الكربوهيدرات- مركبات عضوية تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين. وهي مقسمة إلى سكريات أحادية بسيطة (من الكلمة اليونانية "monos" - واحد) ومعقدة - السكريات الأحادية (من الكلمة اليونانية "poly" - كثيرة).

السكريات الأحادية(صيغتها العامة هي C n H 2n O n) - مواد عديمة اللون ذات طعم حلو لطيف، قابلة للذوبان بدرجة عالية في الماء. وهي تختلف في عدد ذرات الكربون. من السكريات الأحادية، الأكثر شيوعًا هي السداسيات (التي تحتوي على 6 ذرات C): الجلوكوز والفركتوز (الموجود في الفواكه والعسل والدم) والجلاكتوز (الموجود في الحليب). من بين البنتوسات (التي تحتوي على 5 ذرات C)، الأكثر شيوعًا هي الريبوز وديوكسيريبوز، والتي تعد جزءًا من الأحماض النووية وATP.

السكرياتتشير إلى البوليمرات - المركبات التي يتكرر فيها نفس المونومر عدة مرات. مونومرات السكريات هي سكريات أحادية. السكريات قابلة للذوبان في الماء والعديد منها له طعم حلو. وأبسطها هي السكريات الثنائية، التي تتكون من اثنين من السكريات الأحادية. على سبيل المثال، يتكون السكروز من الجلوكوز والفركتوز. سكر الحليب - من الجلوكوز والجلاكتوز. مع زيادة عدد المونومرات، تنخفض قابلية ذوبان السكريات. من بين السكريات عالية الجزيئية، الجليكوجين هو الأكثر شيوعًا في الحيوانات، والنشا والألياف (السليلوز) في النباتات. الأخير يتكون من 150-200 جزيء جلوكوز.

الكربوهيدرات- المصدر الرئيسي للطاقة لجميع أشكال النشاط الخلوي (الحركة، التخليق الحيوي، الإفراز، إلخ). من خلال التحلل إلى أبسط المنتجات CO 2 وH 2 O، يطلق 1 جرام من الكربوهيدرات 17.6 كيلوجول من الطاقة. تؤدي الكربوهيدرات وظيفة بناء في النباتات (تتكون قذائفها من السليلوز) ودور المواد المخزنة (في النباتات - النشا، في الحيوانات - الجليكوجين).

الدهون- وهي مواد ودهون شبيهة بالدهون غير قابلة للذوبان في الماء، وتتكون من الجلسرين والأحماض الدهنية عالية الجزيئية. توجد الدهون الحيوانية في الحليب واللحوم والأنسجة تحت الجلد. في درجة حرارة الغرفة فهي مواد صلبة. في النباتات، توجد الدهون في البذور والفواكه والأعضاء الأخرى. في درجة حرارة الغرفة فهي سوائل. المواد الشبيهة بالدهون تشبه الدهون في التركيب الكيميائي. يوجد الكثير منها في صفار البيض وخلايا المخ والأنسجة الأخرى.

يتم تحديد دور الدهون من خلال وظيفتها الهيكلية. إنها تشكل أغشية الخلايا، والتي، بسبب كارهتها للماء، تمنع اختلاط محتويات الخلية مع البيئة. تؤدي الدهون وظيفة الطاقة. من خلال تحلله إلى CO 2 وH 2 O، يطلق 1 جرام من الدهون 38.9 كيلوجول من الطاقة. إنهم يجرون الحرارة بشكل سيئ، ويتراكمون في الأنسجة تحت الجلد (والأعضاء والأنسجة الأخرى)، ويؤدون وظيفة وقائية ويكونون بمثابة مواد احتياطية.

السناجب- الأكثر تحديدًا وأهمية للجسم. أنها تنتمي إلى البوليمرات غير الدورية. على عكس البوليمرات الأخرى، تتكون جزيئاتها من مونومرات متشابهة ولكنها غير متطابقة - 20 حمضًا أمينيًا مختلفًا.

كل حمض أميني له اسمه الخاص وبنيته وخصائصه الخاصة. يمكن تمثيل صيغتها العامة على النحو التالي

يتكون جزيء الحمض الأميني من جزء محدد (جذر R) وجزء واحد لجميع الأحماض الأمينية، بما في ذلك المجموعة الأمينية (- NH 2) ذات الخصائص الأساسية، ومجموعة الكربوكسيل (COOH) ذات الخصائص الحمضية. إن وجود المجموعات الحمضية والقاعدية في جزيء واحد يحدد تفاعلها العالي. من خلال هذه المجموعات، يتم دمج الأحماض الأمينية لتكوين بوليمر - بروتين. في هذه الحالة، يتم إطلاق جزيء الماء من المجموعة الأمينية لأحد الأحماض الأمينية والكربوكسيل لحمض أميني آخر، ويتم دمج الإلكترونات المتحررة لتكوين رابطة الببتيد. ولذلك، تسمى البروتينات عديدات الببتيدات.

جزيء البروتين عبارة عن سلسلة من عدة عشرات أو مئات من الأحماض الأمينية.

جزيئات البروتين هائلة الحجم، ولهذا السبب تسمى الجزيئات الكبيرة. البروتينات، مثل الأحماض الأمينية، شديدة التفاعل ويمكن أن تتفاعل مع الأحماض والقلويات. وهي تختلف في تكوين وكمية وتسلسل الأحماض الأمينية (عدد هذه المجموعات المكونة من 20 حمضًا أمينيًا يكاد يكون لا نهائيًا). وهذا ما يفسر تنوع البروتينات.

هناك أربعة مستويات من التنظيم في بنية جزيئات البروتين (59)

• الهيكل الأساسي- سلسلة بولي ببتيد من الأحماض الأمينية مرتبطة في تسلسل معين بواسطة روابط الببتيد التساهمية (القوية).
• الهيكل الثانوي- سلسلة بولي ببتيد ملتوية في دوامة ضيقة. في ذلك، تنشأ روابط هيدروجينية منخفضة القوة بين روابط الببتيد من المنعطفات المجاورة (والذرات الأخرى). معًا يوفرون بنية قوية إلى حد ما.
• هيكل التعليم العالييمثل تكوينًا غريبًا ولكنه محددًا لكل بروتين - كروية. يتم تثبيته بواسطة روابط منخفضة القوة كارهة للماء أو قوى لاصقة بين الجذور غير القطبية، والتي توجد في العديد من الأحماض الأمينية. نظرًا لوفرة هذه العناصر، فإنها توفر استقرارًا كافيًا لجزيء البروتين الكبير وقدرته على الحركة. يتم الحفاظ على البنية الثلاثية للبروتينات أيضًا بسبب الروابط التساهمية S - S (es - es) التي تنشأ بين الجذور البعيدة للحمض الأميني المحتوي على الكبريت - السيستين.
• هيكل رباعيليست نموذجية لجميع البروتينات. ويحدث ذلك عندما تتحد عدة جزيئات بروتينية كبيرة لتشكل مجمعات. على سبيل المثال، الهيموجلوبين في دم الإنسان عبارة عن مركب من أربعة جزيئات كبيرة من هذا البروتين.

يرتبط هذا التعقيد في بنية جزيئات البروتين بتنوع الوظائف الكامنة في هذه البوليمرات الحيوية. ومع ذلك، فإن بنية جزيئات البروتين تعتمد على خصائص البيئة.

يسمى انتهاك البنية الطبيعية للبروتين تمسخ. يمكن أن يحدث تحت تأثير الحرارة والمواد الكيميائية والطاقة الإشعاعية وعوامل أخرى. مع تأثير ضعيف، يتفكك الهيكل الرباعي فقط، مع هيكل أقوى - الثالث، ثم الثانوي، ويبقى البروتين في شكل هيكل أولي - سلسلة بولي ببتيد. هذه العملية قابلة للعكس جزئيا، والبروتين المشوه قادر على استعادة هيكله.

دور البروتين في حياة الخلية هائل.

السناجب- هذه هي مادة بناء الجسم. يشاركون في بناء القشرة والعضيات والأغشية للخلية والأنسجة الفردية (الشعر والأوعية الدموية وما إلى ذلك). تعمل العديد من البروتينات كمحفزات في الخلية، وهي عبارة عن إنزيمات تعمل على تسريع التفاعلات الخلوية عشرات أو مئات الملايين من المرات. حوالي ألف إنزيمات معروفة. بالإضافة إلى البروتين، يتضمن تركيبها المعادن Mg، Fe، Mn، الفيتامينات، إلخ.

يتم تحفيز كل تفاعل بواسطة إنزيم خاص به. في هذه الحالة، لا يعمل الإنزيم بأكمله، ولكن منطقة معينة - المركز النشط. يتناسب مع الركيزة مثل المفتاح في القفل. تعمل الإنزيمات عند درجة حرارة معينة ودرجة حموضة معينة للبيئة. توفر البروتينات الانقباضية الخاصة الوظائف الحركية للخلايا (حركة الأسواط، والأهداب، وتقلص العضلات، وما إلى ذلك). تؤدي البروتينات الفردية (هيموجلوبين الدم) وظيفة النقل، حيث تقوم بتوصيل الأكسجين إلى جميع أعضاء وأنسجة الجسم. تؤدي البروتينات المحددة - الأجسام المضادة - وظيفة وقائية، وتحييد المواد الغريبة. تؤدي بعض البروتينات وظيفة الطاقة. يتحلل البروتين إلى أحماض أمينية ثم إلى مواد أبسط، ويطلق 1 جرام من البروتين 17.6 كيلوجول من الطاقة.

احماض نووية(من الكلمة اللاتينية "النواة" - النواة) تم اكتشافها لأول مرة في النواة. وهم نوعان - الأحماض النووية الريبية منقوص الأكسجين(الحمض النووي) والأحماض الريبونية(الحمض النووي الريبي). دورها البيولوجي عظيم، فهي تحدد تركيب البروتينات ونقل المعلومات الوراثية من جيل إلى آخر.

يحتوي جزيء الحمض النووي على بنية معقدة. وتتكون من سلسلتين ملتويتين حلزونيا. يبلغ عرض الحلزون المزدوج 2 نانومتر 1 ، ويبلغ طوله عدة عشرات وحتى مئات الميكروميكرونات (أكبر بمئات أو آلاف المرات من أكبر جزيء بروتين). الحمض النووي عبارة عن بوليمر مونومراته عبارة عن نيوكليوتيدات - مركبات تتكون من جزيء حمض الفوسفوريك والكربوهيدرات - ديوكسي ريبوز وقاعدة نيتروجينية. صيغتهم العامة هي كما يلي:

حمض الفوسفوريك والكربوهيدرات متماثلان في جميع النيوكليوتيدات، والقواعد النيتروجينية هي من أربعة أنواع: الأدينين والجوانين والسيتوزين والثايمين. يحددون اسم النيوكليوتيدات المقابلة:

• الأدينيل (أ)،
• غوانيل (ز)،
• السيتوسيل (C)،
• ثيميديل (T).

كل شريط DNA عبارة عن بولي نيوكليوتيد يتكون من عدة عشرات الآلاف من النيوكليوتيدات. في ذلك، ترتبط النيوكليوتيدات المجاورة بواسطة رابطة تساهمية قوية بين حمض الفوسفوريك وديوكسيريبوز.

ونظرًا للحجم الهائل لجزيئات الحمض النووي، فإن مزيج النيوكليوتيدات الأربعة فيها يمكن أن يكون كبيرًا بلا حدود.

عندما يتم تشكيل حلزون مزدوج للحمض النووي، يتم ترتيب القواعد النيتروجينية لسلسلة واحدة بترتيب محدد بدقة مقابل القواعد النيتروجينية للأخرى. في هذه الحالة، T دائمًا ضد A، وC فقط هو ضد G. ويفسر ذلك حقيقة أن A وT، وكذلك G وC، يتوافقان تمامًا مع بعضهما البعض، مثل نصفي الزجاج المكسور، وهما مكملة أو مكمل(من "المكمل" اليوناني - الإضافة) لبعضهما البعض. إذا كان تسلسل النيوكليوتيدات في سلسلة DNA واحدة معروفًا، فيمكن من خلال مبدأ التكامل تحديد النيوكليوتيدات في السلسلة الأخرى (انظر الملحق، المهمة 1). ترتبط النيوكليوتيدات التكميلية باستخدام روابط هيدروجينية.

هناك وصلتان بين A وT، وثلاثة بين G وC.

إن مضاعفة جزيء الحمض النووي هي ميزته الفريدة التي تضمن نقل المعلومات الوراثية من الخلية الأم إلى الخلايا الوليدة. تسمى عملية مضاعفة الحمض النووي تكرار الحمض النووي.يتم تنفيذها على النحو التالي. قبل فترة قصيرة من انقسام الخلايا، يتفكك جزيء الحمض النووي وينقسم شريطه المزدوج، تحت تأثير الإنزيم، في أحد طرفيه إلى سلسلتين مستقلتين. على كل نصف النيوكليوتيدات الحرة للخلية، وفقا لمبدأ التكامل، يتم بناء سلسلة ثانية. ونتيجة لذلك، بدلا من جزيء DNA واحد، تظهر جزيئين متطابقين تماما.

الحمض النووي الريبي- بوليمر يشبه في تركيبه شريطًا واحدًا من الحمض النووي، ولكنه أصغر حجمًا بكثير. مونومرات الحمض النووي الريبي (RNA) هي نيوكليوتيدات تتكون من حمض الفوسفوريك والكربوهيدرات (الريبوز) وقاعدة نيتروجينية. ثلاث قواعد نيتروجينية من الحمض النووي الريبي (RNA) - الأدينين والجوانين والسيتوزين - تتوافق مع تلك الموجودة في الحمض النووي (DNA)، لكن الرابعة مختلفة. بدلا من الثايمين، يحتوي الحمض النووي الريبي (RNA) على اليوراسيل. يحدث تكوين بوليمر الحمض النووي الريبي (RNA) من خلال روابط تساهمية بين الريبوز وحمض الفوسفوريك للنيوكليوتيدات المجاورة. هناك ثلاثة أنواع معروفة من الحمض النووي الريبي (RNA): رسول الحمض النووي الريبي(i-RNA) ينقل المعلومات حول بنية البروتين من جزيء الحمض النووي؛ نقل الحمض النووي الريبي(tRNA) ينقل الأحماض الأمينية إلى موقع تخليق البروتين؛ يوجد الحمض النووي الريبي الريباسي (r-RNA) في الريبوسومات ويشارك في تخليق البروتين.

اعبي التنس المحترفين- حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك مركب عضوي مهم. هيكلها هو النوكليوتيدات. أنه يحتوي على قاعدة الأدينين النيتروجينية، والريبوز الكربوهيدرات وثلاثة جزيئات من حمض الفوسفوريك. ATP عبارة عن بنية غير مستقرة؛ تحت تأثير الإنزيم، تنكسر الرابطة بين "P" و"O"، وينقسم جزيء حمض الفوسفوريك ويتحول ATP إلى

1 المواد العضوية وغير العضوية

I. المركبات غير العضوية.

1. الماء وخصائصه وأهميته في العمليات الحيوية.

الماء مذيب عالمي. له قدرة حرارية عالية وفي نفس الوقت موصلية حرارية عالية للسوائل. هذه الخصائص تجعل الماء سائلاً مثالياً للحفاظ على التوازن الحراري للجسم.

بسبب قطبية جزيئاته، يعمل الماء كمثبت للهيكل.

الماء مصدر للأكسجين والهيدروجين، وهو الوسط الرئيسي الذي تتم فيه التفاعلات البيوكيميائية والكيميائية، وهو أهم كاشف ومنتج للتفاعلات البيوكيميائية.

ويتميز الماء بالشفافية الكاملة في الجزء المرئي من الطيف، وهو أمر مهم لعملية التمثيل الضوئي والنتح.

لا يضغط الماء عمليا، وهو أمر مهم للغاية لإعطاء شكل للأعضاء، وخلق تورم وضمان وضع معين للأعضاء وأجزاء الجسم في الفضاء.

بفضل الماء، من الممكن حدوث تفاعلات تناضحية في الخلايا الحية.

الماء هو الوسيلة الرئيسية لنقل المواد في الجسم (الدورة الدموية، وتيارات المحاليل الصاعدة والهابطة في جميع أنحاء جسم النبات، وما إلى ذلك).

2. المعادن.

كشفت الطرق الحديثة للتحليل الكيميائي عن 80 عنصرًا من عناصر الجدول الدوري في تركيب الكائنات الحية. واستنادا إلى تكوينها الكمي، فإنها تنقسم إلى ثلاث مجموعات رئيسية.

تشكل العناصر الكبيرة الجزء الأكبر من المركبات العضوية وغير العضوية، ويتراوح تركيزها من 60٪ إلى 0.001٪ من وزن الجسم (الأكسجين والهيدروجين والكربون والنيتروجين والكبريت والمغنيسيوم والبوتاسيوم والصوديوم والحديد، وما إلى ذلك).

العناصر الدقيقة هي في الأساس أيونات المعادن الثقيلة. يحتوي على الكائنات الحية بنسبة 0.001٪ - 0.000001٪ (المنغنيز والبورون والنحاس والموليبدينوم والزنك واليود والبروم).

لا يتجاوز تركيز العناصر الدقيقة للغاية 0.000001٪. ولم يتم بعد توضيح دورها الفسيولوجي في الكائنات الحية بشكل كامل. وتشمل هذه المجموعة اليورانيوم والراديوم والذهب والزئبق والسيزيوم والسيلينيوم والعديد من العناصر النادرة الأخرى.

يتكون الجزء الأكبر من أنسجة الكائنات الحية التي تعيش على الأرض من عناصر عضوية: الأكسجين والكربون والهيدروجين والنيتروجين، والتي تُبنى منها المركبات العضوية بشكل أساسي - البروتينات والدهون والكربوهيدرات.

ثانيا. دور ووظيفة العناصر الفردية.

النيتروجين في النباتات ذاتية التغذية هو المنتج الأولي لعملية استقلاب النيتروجين والبروتين. تعد ذرات النيتروجين جزءًا من العديد من المركبات الأخرى غير البروتينية ولكنها مهمة: الأصباغ (الكلوروفيل والهيموجلوبين) والأحماض النووية والفيتامينات.

الفوسفور جزء من العديد من المركبات الحيوية. الفوسفور جزء من AMP، ADP، ATP، النيوكليوتيدات، السكريات المفسفرة، وبعض الإنزيمات. تحتوي العديد من الكائنات الحية على الفوسفور في شكل معدني (فوسفات الخلايا القابلة للذوبان، وفوسفات الأنسجة العظمية).

بعد موت الكائنات الحية، يتم تمعدن مركبات الفوسفور. بفضل إفرازات الجذور ونشاط بكتيريا التربة، يذوب الفوسفات، مما يجعل من الممكن امتصاص الفوسفور من قبل الكائنات النباتية ثم الحيوانية.

يشارك الكبريت في بناء الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت (السيستين، السيستين)، وهو جزء من فيتامين ب1 وبعض الإنزيمات. يعتبر الكبريت ومركباته ذات أهمية خاصة بالنسبة للبكتيريا المصنعة كيميائيا. تتشكل مركبات الكبريت في الكبد كناتج لتطهير المواد السامة.

يوجد البوتاسيوم في الخلايا فقط على شكل أيونات. بفضل البوتاسيوم، يمتلك السيتوبلازم خصائص غروانية معينة؛ ينشط البوتاسيوم إنزيمات تخليق البروتين، ويحدد الإيقاع الطبيعي لنشاط القلب، ويشارك في توليد الإمكانات الكهربائية الحيوية، وفي عمليات التمثيل الضوئي.

يشكل الصوديوم (الموجود في شكل أيوني) جزءًا كبيرًا من المعادن الموجودة في الدم وبالتالي يلعب دورًا مهمًا في تنظيم استقلاب الماء في الجسم. تساهم أيونات الصوديوم في استقطاب غشاء الخلية؛ يعتمد الإيقاع الطبيعي لنشاط القلب على وجود الكمية المطلوبة من أملاح الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم في الوسط الغذائي.

الكالسيوم في حالته الأيونية هو خصم للبوتاسيوم. وهو جزء من الهياكل الغشائية، وفي شكل أملاح مواد البكتين، يلصق الخلايا النباتية معًا. غالبًا ما يوجد في الخلايا النباتية على شكل بلورات بسيطة أو على شكل إبرة أو مندمجة من أكسالات الكالسيوم.

يوجد المغنيسيوم في الخلايا بنسبة معينة مع الكالسيوم. وهو جزء من جزيء الكلوروفيل، وينشط استقلاب الطاقة وتخليق الحمض النووي.

الحديد جزء لا يتجزأ من جزيء الهيموجلوبين. وهو يشارك في التخليق الحيوي للكلوروفيل، لذلك عندما يكون هناك نقص في الحديد في التربة، تصاب النباتات بالكلور. الدور الرئيسي للحديد هو المشاركة في عمليات التنفس والتمثيل الضوئي عن طريق نقل الإلكترونات كجزء من الإنزيمات المؤكسدة - الكاتالاز، فيريدوكسين. يتم تخزين كمية معينة من الحديد في جسم الحيوانات والبشر في بروتين الفيريتين المحتوي على الحديد والموجود في الكبد والطحال.

يوجد النحاس في الحيوانات والنباتات، حيث يلعب دورًا مهمًا. النحاس جزء من بعض الإنزيمات (أكسيداز). تم إثبات أهمية النحاس في عمليات تكون الدم وتخليق الهيموجلوبين والسيتوكروم.

كل يوم، يدخل 2 ملغ من النحاس إلى جسم الإنسان مع الطعام. في النباتات، يعد النحاس جزءًا من العديد من الإنزيمات التي تشارك في التفاعلات المظلمة لعملية التمثيل الضوئي وغيرها من عمليات التخليق الحيوي. تعاني الحيوانات التي تعاني من نقص النحاس من فقر الدم وفقدان الشهية وأمراض القلب.

المنغنيز هو عنصر نادر، الكميات غير الكافية منه تسبب الإصابة بالكلور في النباتات. ويلعب المنغنيز أيضًا دورًا كبيرًا في عمليات اختزال النترات في النباتات.

الزنك جزء من بعض الإنزيمات التي تنشط تحلل حمض الكربونيك.

يؤثر البورون على عمليات النمو، وخاصة في الكائنات النباتية. في غياب هذا العنصر الدقيق في التربة، تموت الأنسجة الموصلة والزهور والمبايض في النباتات.

في الآونة الأخيرة، تم استخدام العناصر الدقيقة على نطاق واسع في إنتاج المحاصيل (معالجة البذور قبل البذر) وفي تربية الحيوانات (إضافات الأعلاف ذات العناصر الدقيقة).

غالبًا ما توجد المكونات غير العضوية الأخرى للخلية على شكل أملاح، متفككة في محلول إلى أيونات، أو في حالة غير منحلة (أملاح الفوسفور في الأنسجة العظمية، أو الأصداف الجيرية أو السيليكونية من الإسفنج، أو المرجان، أو الدياتومات، وما إلى ذلك).

ثالثا. مركبات العضوية.

الكربوهيدرات (السكريات). تتكون جزيئات هذه المواد من ثلاثة عناصر فقط - الكربون والأكسجين والهيدروجين. الكربون هو المصدر الرئيسي للطاقة للكائنات الحية. بالإضافة إلى ذلك، فهي تزود الكائنات الحية بمركبات تستخدم لاحقًا لتخليق مركبات أخرى.

أشهر أنواع الكربوهيدرات وأكثرها انتشارًا هي السكريات الأحادية والثنائية المذابة في الماء. تتبلور وطعمها حلو.

السكريات الأحادية (الأحادية) هي مركبات لا يمكن تحللها مائيًا. يمكن أن تتبلمر السكريات لتكوين مركبات ذات وزن جزيئي أعلى - ثنائي وثلاثي وعديد السكاريد.

السكريات قليلة التعدد. وتتكون جزيئات هذه المركبات من 2 إلى 4 جزيئات من السكريات الأحادية. يمكن لهذه المركبات أيضًا أن تتبلور، وهي قابلة للذوبان في الماء بسهولة، وطعمها حلو، ولها وزن جزيئي ثابت. تشمل أمثلة السكريات قليلة السكاريد ثنائي السكاريد، السكروز، المالتوز، اللاكتوز، ستاكيوز رباعي السكاريد، إلخ.

السكريات (البوليوزات) هي مركبات غير قابلة للذوبان في الماء (تشكل محلول غرواني) وليس لها طعم حلو، مثل المجموعة السابقة من الكربوهيدرات، يمكن تحللها (العرب، الزيلان، النشا، الجليكوجين). وتتمثل المهمة الرئيسية لهذه المركبات في ربط خلايا النسيج الضام ولصقها معًا وحماية الخلايا من العوامل الضارة.

الدهون هي مجموعة من المركبات الموجودة في جميع الخلايا الحية، وهي غير قابلة للذوبان في الماء. يمكن أن تكون الوحدات الهيكلية لجزيئات الدهون إما سلاسل هيدروكربونية بسيطة أو بقايا جزيئات دورية معقدة.

اعتمادًا على طبيعتها الكيميائية، تنقسم الدهون إلى دهون وشحميات.

الدهون (الدهون الثلاثية، الدهون المحايدة) هي المجموعة الرئيسية من الدهون. وهي عبارة عن استرات للكحول ثلاثي الهيدريك والجلسرين والأحماض الدهنية أو خليط من الأحماض الدهنية الحرة والدهون الثلاثية.

توجد أيضًا الأحماض الدهنية الحرة في الخلايا الحية: البالمتيك، دهني، ريسينيك.

الدهون هي مواد تشبه الدهون. إنها ذات أهمية كبيرة لأنها، بسبب بنيتها، تشكل طبقات جزيئية موجهة بشكل واضح، والترتيب المرتب للنهايات المحبة للماء والكارهة للماء للجزيئات له أهمية أساسية لتشكيل الهياكل الغشائية ذات النفاذية الانتقائية.

الانزيمات. هذه عبارة عن محفزات بيولوجية ذات طبيعة بروتينية يمكنها تسريع التفاعلات الكيميائية الحيوية. لا يتم تدمير الإنزيمات أثناء التحولات البيوكيميائية، لذا فإن الكميات الصغيرة نسبيًا منها تحفز تفاعلات كميات كبيرة من المادة. الفرق المميز بين الإنزيمات والمحفزات الكيميائية هو قدرتها على تسريع التفاعلات في الظروف العادية.

وفقا لطبيعتها الكيميائية، تنقسم الإنزيمات إلى مجموعتين - مكون واحد (يتكون من البروتين فقط، ويتم تحديد نشاطها من خلال المركز النشط - مجموعة محددة من الأحماض الأمينية في جزيء البروتين (الببسين، التربسين)) واثنين- المكون (يتكون من البروتين (أنزيم - حامل البروتين) ومكون البروتين ( الإنزيم المساعد)، والطبيعة الكيميائية للإنزيمات المساعدة يمكن أن تكون مختلفة، لأنها يمكن أن تتكون من العضوية (العديد من الفيتامينات، NAD، NADP) أو غير العضوية (ذرات معدنية: الحديد والمغنيسيوم والزنك)).

وظيفة الإنزيمات هي تقليل طاقة التنشيط، أي. في تقليل مستوى الطاقة اللازمة لتفاعل الجزيء.

يعتمد التصنيف الحديث للإنزيمات على أنواع التفاعلات الكيميائية التي تحفزها. تعمل إنزيمات هيدرولاز على تسريع تفاعل تكسير المركبات المعقدة إلى مونومرات (الأميلاز (تحلل النشا)، السليوليز (يتحلل السليلوز إلى السكريات الأحادية)، البروتياز (يتحلل البروتينات إلى أحماض أمينية)).

تحفز إنزيمات الأكسدة والاختزال تفاعلات الأكسدة والاختزال.

تنقل الإنزيمات مجموعات الألدهيد والكيتون والنيتروجين من جزيء إلى آخر.

تلتصق Lyases بالجذور الفردية لتكوين روابط مزدوجة أو تحفز إضافة مجموعات إلى روابط مزدوجة.

تقوم الأيزوميرات بتنفيذ الأيزومرية.

تعمل الأربطة على تحفيز التفاعلات بين جزيئين باستخدام طاقة ATP أو ثلاثي الفوسفات الآخر.

الأصباغ عبارة عن مركبات ملونة طبيعية عالية الوزن الجزيئي. من بين عدة مئات من المركبات من هذا النوع، أهمها أصباغ الميتالوبورفيرين والفلافين.

يشكل الميتالوبورفيرين، الذي يحتوي على ذرة المغنيسيوم، قاعدة جزيء أصباغ النباتات الخضراء - الكلوروفيل. إذا كان هناك ذرة حديد بدلا من المغنيسيوم، فإن مثل هذا الميتالوبورفيرين يسمى الهيم.

يحتوي هيموجلوبين كريات الدم الحمراء عند الإنسان وسائر الفقاريات وبعض اللافقاريات على أكسيد الحديد الذي يعطي الدم لونه الأحمر. يعطي الهيميريثرين الدم لونًا ورديًا (بعض الديدان متعددة الأشواك). يقوم الكلوروكرورين بتلوين الدم وسائل الأنسجة باللون الأخضر.

الصبغات التنفسية الأكثر شيوعًا في الدم هي الهيموجلوبين والهيموسيان (الصبغة التنفسية للقشريات العليا والعناكب وبعض الرخويات الأخطبوطية).

تشتمل بروتينات الكروموبروتينات أيضًا على السيتوكروم، والكاتلاز، والبيروكسيديز، والميوجلوبين (الموجود في العضلات ويخلق إمدادًا بالأكسجين، مما يسمح للثدييات البحرية بالبقاء تحت الماء لفترة طويلة).

وفي نهاية القرن التاسع الميلادي، قسم العالم العربي أبو بكر الرازي جميع المواد المعروفة في ذلك الوقت إلى ثلاث مجموعات حسب أصلها: المعدنية والحيوانية والنباتية. التصنيف موجود منذ ما يقرب من 1000 عام. فقط في القرن التاسع عشر تحولت 3 مجموعات إلى مجموعتين: مواد عضوية وغير عضوية.

المواد غير العضوية

يمكن أن تكون المواد غير العضوية بسيطة أو معقدة. المواد البسيطة هي تلك المواد التي تحتوي على ذرات عنصر كيميائي واحد فقط. وهي مقسمة إلى معادن وغير معدنية.

المعادن هي مواد بلاستيكية موصلة للحرارة والكهرباء بشكل جيد. جميعها تقريبًا بيضاء فضية ولها لمعان معدني مميز. هذه الخصائص هي نتيجة لهيكل خاص. في الشبكة البلورية المعدنية، ترتبط الجزيئات المعدنية (التي تسمى أيونات الذرة) بواسطة إلكترونات مشتركة متنقلة.

حتى أولئك البعيدين عن الكيمياء يمكنهم تسمية أمثلة للمعادن. هذه هي الحديد والنحاس والزنك والكروم وغيرها من المواد البسيطة التي تتكون من ذرات العناصر الكيميائية، والتي توجد رموزها في D.I. مندليف تحت B – بشكل قطري وفوقه في المجموعات الفرعية الرئيسية.

اللافلزات، كما يوحي اسمها، لا تمتلك خصائص المعادن. فهي هشة، ومع استثناءات نادرة، لا توصل التيار الكهربائي ولا تتألق (باستثناء اليود والجرافيت). خصائصها أكثر تنوعًا مقارنة بالمعادن.

سبب هذه الاختلافات يكمن أيضًا في بنية المواد. في الشبكات البلورية من الأنواع الذرية والجزيئية لا توجد إلكترونات تتحرك بحرية. هنا يجتمعون في أزواج لتكوين روابط تساهمية. اللافلزات المعروفة - الأكسجين والنيتروجين والكبريت والفوسفور وغيرها. العناصر - العناصر غير المعدنية في أحداث الاحتواء المتعلقة بسلامة العمليات تقع فوق الخط القطري B-At

المواد غير العضوية المعقدة هي:

• الأحماض التي تتكون من ذرات الهيدروجين وبقايا الأحماض (HNO3، H2SO4)؛
• القواعد التي تتكون من ذرات فلزية ومجموعات هيدروكسيد (NaOH، Ba(OH)2)؛
• الأملاح التي تبدأ صيغتها برموز معدنية وتنتهي ببقايا حمضية (BaSO4, NaNO3)؛
• أكاسيد مكونة من عنصرين أحدهما O في حالة الأكسدة -2 (BaO، Na2O)؛
• مركبات ثنائية أخرى (الهيدريدات، النتريدات، البيروكسيدات، إلخ.)

في المجموع، هناك عدة مئات الآلاف من المواد غير العضوية المعروفة.

المواد العضوية

تختلف المركبات العضوية عن المركبات غير العضوية في المقام الأول في تركيبها. إذا كان من الممكن تكوين مواد غير عضوية بواسطة أي عنصر من عناصر الجدول الدوري، فيجب أن تشتمل المواد العضوية بالتأكيد على ذرات C و H. وتسمى هذه المركبات بالهيدروكربونات (CH4 - الميثان، C6H6 - البنزين). تجلب المواد الخام الهيدروكربونية (النفط والغاز) فوائد هائلة للبشرية. ومع ذلك، فإنه يسبب أيضًا خلافًا خطيرًا.

تحتوي مشتقات الهيدروكربون أيضًا على ذرات O و N. وممثلو المركبات العضوية المحتوية على الأكسجين هم الكحوليات وإيثراتها الأيزومرية (C2H5OH وCH3-O-CH3)، والألدهيدات وأيزومراتها - الكيتونات (CH3CH2CHO وCH3COCH3)، والأحماض الكربوكسيلية والإثيرات المعقدة ( CH3-COOH وHCOOCH3). وتشمل الأخيرة أيضًا الدهون والشموع. الكربوهيدرات هي أيضًا مركبات تحتوي على الأكسجين.

لماذا قام العلماء بدمج المواد النباتية والحيوانية في مجموعة واحدة - المركبات العضوية وكيف تختلف عن المركبات غير العضوية؟ لا يوجد معيار واحد واضح لفصل المواد العضوية وغير العضوية. دعونا نفكر في عدد من الخصائص التي توحد المركبات العضوية.

1. التركيب (مبني من ذرات C، H، O، N، وفي كثير من الأحيان P وS).
2. الهيكل (مطلوب روابط CH وCC، فهي تشكل سلاسل ودورات بأطوال مختلفة)؛
3. الخواص (جميع المركبات العضوية قابلة للاشتعال، وتشكل ثاني أكسيد الكربون وH2O أثناء الاحتراق).

من بين المواد العضوية هناك العديد من البوليمرات ذات الأصل الطبيعي (البروتينات والسكريات والمطاط الطبيعي وما إلى ذلك) والصناعية (الفيسكوز) والاصطناعية (البلاستيك والمطاط الصناعي والبوليستر وما إلى ذلك). لديهم وزن جزيئي كبير وبنية أكثر تعقيدًا مقارنة بالمواد غير العضوية.

وأخيرا، هناك أكثر من 25 مليون مادة عضوية.

هذه مجرد نظرة سطحية على المواد العضوية وغير العضوية. تمت كتابة أكثر من عشرة أعمال علمية ومقالات وكتب مدرسية عن كل مجموعة من هذه المجموعات.

المركبات غير العضوية - فيديو