Класификација на органски материи
Во зависност од видот на структурата на јаглеродниот синџир, органските материи се поделени на:
- ациклични и циклични.
- маргинална (заситена) и незаситена (незаситена).
- карбоциклични и хетероциклични.
- алициклични и ароматични.
Ацикличните соединенија се органски соединенија во чии молекули нема циклуси и сите јаглеродни атоми се поврзани едни со други во прави или разгранети отворени синџири.
За возврат, меѓу ацикличните соединенија, се разликуваат заситените (или заситените), кои во јаглеродниот скелет содржат само единечни врски јаглерод-јаглерод (C-C) и незаситени (или незаситени), кои содржат множители - двојни (C=C) или тројни ( В≡ В) врски.
Цикличните соединенија се хемиски соединенија во кои има три или повеќе врзани атоми кои формираат прстен.
Во зависност од тоа кои атоми ги формираат прстените, се разликуваат карбоцикличните соединенија и хетероцикличните соединенија.
Карбоцикличните соединенија (или изоциклични) содржат само јаглеродни атоми во нивните прстени. Овие соединенија за возврат се поделени на алициклични соединенија (алифатични циклични) и ароматични соединенија.
Хетероцикличните соединенија содржат еден или повеќе хетероатоми во јаглеводородниот прстен, најчесто атоми на кислород, азот или сулфур.
Наједноставната класа на органски материи се јаглеводороди - соединенија кои се формираат исклучиво од атоми на јаглерод и водород, т.е. формално немаат функционални групи.
Бидејќи јаглеводородите немаат функционални групи, тие можат да се класифицираат само според типот на јаглеродниот скелет. Јаглеводородите, во зависност од видот на нивниот јаглероден скелет, се поделени во подкласи:
1) Заситените ациклични јаглеводороди се нарекуваат алкани. Општата молекуларна формула на алканите е напишана како C n H 2n+2, каде што n е бројот на јаглеродни атоми во јаглеводородната молекула. Овие соединенија немаат меѓукласни изомери.
2) Ацикличните незаситени јаглеводороди се поделени на:
а) алкени - тие содржат само едно повеќекратно, имено една двојна врска C=C, општата формула на алкените е C n H 2n,
б) алкини – молекулите на алкин исто така содржат само една повеќекратна врска, имено тројна C≡C врска. Општата молекуларна формула на алкините е C n H 2n-2
в) алкадиени – молекулите на алкадиен содржат две двојни врски C=C. Општата молекуларна формула на алкадиените е C n H 2n-2
3) Цикличните заситени јаглеводороди се нарекуваат циклоалкани и имаат општа молекуларна формула C n H 2n.
Останатите органски материи во органската хемија се сметаат како деривати на јаглеводороди, формирани со воведување на таканаречените функционални групи кои содржат други хемиски елементи во јаглеводородните молекули.
Така, формулата на соединенијата со една функционална група може да се напише како R-X, каде што R е јаглеводороден радикал, а X е функционална група. Јаглеводороден радикал е фрагмент од јаглеводородна молекула без еден или повеќе атоми на водород.
Врз основа на присуството на одредени функционални групи, соединенијата се поделени во класи. Главните функционални групи и класите на соединенија на кои припаѓаат се претставени во табелата:
Така, различни комбинации на типови на јаглеродни скелети со различни функционални групи даваат широк спектар на варијанти на органски соединенија.
Халогени јаглеводороди
Халогените деривати на јаглеводородите се соединенија добиени со замена на еден или повеќе атоми на водород во молекулата на основниот јаглеводород со еден или повеќе атоми на халоген, соодветно.
Нека некој јаглеводород ја има формулата C n H m, тогаш кога се заменува во неговата молекула X атоми на водород по X халогени атоми, формулата на дериватот на халоген ќе биде C n H m- X Hal X. Така, монохлорните деривати на алканите ја имаат формулата C n H 2n+1 Cl, деривати на дихлоро CnH2nCl2итн.
Алкохоли и феноли
Алкохолите се јаглеводородни деривати во кои еден или повеќе водородни атоми се заменети со хидроксилна група -OH. Алкохолите со една хидроксилна група се нарекуваат монатомски, содве - дијатомски, со три триатомскиитн. На пример:
Се нарекуваат и алкохоли со две или повеќе хидроксилни групи полихидрични алкохоли.Општата формула за заситените монохидрични алкохоли е C n H 2n + 1 OH или C n H 2n + 2 O. Општата формула за заситените полихидрични алкохоли е C n H 2n + 2 O x , каде што x е атомичноста на алкохолот.
Алкохолите можат да бидат и ароматични. На пример:
бензил алкохолОпштата формула на таквите монохидрични ароматични алкохоли е C n H 2n-6 O.
Сепак, треба јасно да се разбере дека дериватите на ароматични јаглеводороди во кои еден или повеќе атоми на водород на ароматичниот прстен се заменети со хидроксилни групи не се применуваатна алкохоли. Тие припаѓаат на класата феноли . На пример, ова дадено соединение е алкохол:
И ова го претставува фенолот:
Причината зошто фенолите не се класифицирани како алкохоли лежи во нивните специфични хемиски својства, кои во голема мера ги разликуваат од алкохолите. Како што е лесно да се види, монохидричните феноли се изомерни со монохидричните ароматични алкохоли, т.е. ја имаат и општата молекуларна формула C n H 2n-6 O.
Амини
Аминами се нарекуваат деривати на амонијак во кои еден, два или сите три атоми на водород се заменети со јаглеводороден радикал.
Амини во кои само еден водороден атом е заменет со јаглеводороден радикал, т.е. кои имаат општа формула R-NH 2 се нарекуваат примарни амини.
Амините во кои два атоми на водород се заменети со јаглеводородни радикали се нарекуваат секундарни амини. Формулата за секундарен амин може да се напише како R-NH-R’. Во овој случај, радикалите R и R' можат да бидат исти или различни. На пример:
Ако на амините им недостасуваат атоми на водород во атомот на азот, т.е. Сите три водородни атоми на молекулата на амонијак се заменуваат со јаглеводороден радикал, тогаш таквите амини се нарекуваат терциерни амини. Генерално, формулата на терциерен амин може да се напише како:
Во овој случај, радикалите R, R', R' можат да бидат целосно идентични, или сите три можат да бидат различни.
Општата молекуларна формула на примарните, секундарните и терциерните заситени амини е C n H 2 n + 3 N.
Ароматичните амини со само еден незаситен супституент имаат општа формула C n H 2 n -5 N
Алдехиди и кетони
Алдехидисе деривати на јаглеводороди во кои два атоми на водород се заменети со еден атом на кислород кај примарниот јаглероден атом, т.е. деривати на јаглеводороди во чија структура има алдехидна група –CH=O. Општата формула на алдехидите може да се запише како R-CH=O. На пример:
Кетонисе деривати на јаглеводороди во кои кај секундарниот јаглероден атом два водородни атоми се заменети со атом на кислород, т.е. соединенија чија структура содржи карбонилна група –C(O)-.
Општата формула на кетоните може да се запише како R-C(O)-R'. Во овој случај, радикалите R, R' можат да бидат исти или различни.
На пример:
| пропан Тој | бутан Тој |
Како што можете да видите, алдехидите и кетоните се многу слични по структура, но сепак се разликуваат како класи бидејќи имаат значителни разлики во хемиските својства.
Општата молекуларна формула на заситените кетони и алдехиди е иста и има форма C n H 2 n O
Карбоксилни киселини
Карбоксилни киселинисе деривати на јаглеводороди кои содржат карбоксилна група –COOH.
Ако киселината има две карбоксилни групи, киселината се нарекува дикарбоксилна киселина.
Заситените монокарбоксилни киселини (со една -COOH група) имаат општа молекуларна формула од формата C n H 2 n O 2
Ароматичните монокарбоксилни киселини имаат општа формула C n H 2 n -8 O 2
Етери
Етери -органски соединенија во кои два јаглеводородни радикали се индиректно поврзани преку атом на кислород, т.е. имаат формула од формата R-O-R’. Во овој случај, радикалите R и R' можат да бидат исти или различни.
На пример:
Општата формула на заситените етери е иста како онаа на заситените монохидрични алкохоли, т.е. C n H 2 n +1 OH или C n H 2 n +2 O.
Естери
Естерите се класа на соединенија базирани на органски карбоксилни киселини во кои водородниот атом во хидроксилната група е заменет со јаглеводороден радикал R. Формулата на естерите генерално може да се запише како:
На пример:
Нитро соединенија
Нитро соединенија– деривати на јаглеводороди во кои еден или повеќе атоми на водород се заменети со нитро група – NO 2.
Заситените нитро-соединенија со една нитро група имаат општа молекуларна формула C n H 2 n +1 NO 2
Амино киселини
Соединенија кои во својата структура имаат истовремено две функционални групи - амино NH 2 и карбоксил - COOH. На пример,
NH 2 -CH 2 -COOH
Натриумовите амино киселини со една карбоксилна и една амино група се изомерни на соодветните заситени нитро соединенија, т.е. исто како што ја имаат општата молекуларна формула C n H 2 n +1 NO 2
Во задачите за КОРИСТЕЊЕ за класификација на органски материи, важно е да се знае да се пишуваат општи молекуларни формули на хомологни серии на различни видови соединенија, знаејќи ги структурните карактеристики на јаглеродниот скелет и присуството на одредени функционални групи. За да научите како да ги одредите општите молекуларни формули на органски соединенија од различни класи, материјалот на оваа тема ќе биде корисен.
Номенклатура на органски соединенија
Структурните карактеристики и хемиските својства на соединенијата се рефлектираат во номенклатурата. Се разгледуваат главните типови на номенклатура систематскиИ тривијални.
Систематската номенклатура всушност пропишува алгоритми, според кои одредено име се составува во строга согласност со структурните карактеристики на молекулата на органска супстанција или, грубо кажано, нејзината структурна формула.
Да ги разгледаме правилата за составување на имињата на органските соединенија според систематска номенклатура.
При составувањето на имињата на органските материи според систематска номенклатура, најважно е правилно да се одреди бројот на јаглеродни атоми во најдолгиот јаглероден ланец или да се брои бројот на јаглеродни атоми во циклусот.
Во зависност од бројот на јаглеродни атоми во главниот јаглероден ланец, соединенијата ќе имаат различен корен во нивното име:
| Број на атоми C во главниот јаглероден ланец | Име на коренот |
| потпора- |
|
| затворен- |
|
| шестоаголник- |
|
| хепт- |
|
| декември (в) - |
Втората важна компонента што се зема предвид при составувањето на имињата е присуството/отсуството на повеќе врски или функционална група, кои се наведени во табелата погоре.
Ајде да се обидеме да и дадеме име на супстанција што има структурна формула:
1. Главниот (и единствениот) јаглероден ланец на оваа молекула содржи 4 јаглеродни атоми, така што името ќе го содржи коренот but-;
2. Во јаглеродниот скелет нема повеќекратни врски, затоа, наставката што мора да се користи по коренот на зборот ќе биде -an, како и кај соодветните заситени ациклични јаглеводороди (алкани);
3. По коренот и наставката од став 2 се додава присуството на функционална група –OH, под услов да нема повисоки функционални групи. друга наставка – „ол“;
4. Кај молекулите кои содржат повеќе врски или функционални групи, нумерирањето на јаглеродните атоми на главниот синџир започнува од страната на молекулата до која се најблиску.
Ајде да погледнеме друг пример:
Присуството на четири јаглеродни атоми во главниот јаглероден ланец ни кажува дека основата на името е коренот „но-“, а отсуството на повеќе врски укажува на наставката „-ан“, која ќе следи веднаш по коренот. Постарата група во ова соединение е карбоксил, кој одредува дали оваа супстанца припаѓа на класата на карбоксилни киселини. Затоа, крајот на името ќе биде „-ic acid“. На вториот јаглероден атом има амино група NH 2 -, затоа оваа супстанца припаѓа на амино киселини. Исто така кај третиот јаглероден атом го гледаме јаглеводородниот радикал метил ( CH 3 -). Затоа, според систематската номенклатура, ова соединение се нарекува 2-амино-3-метилбутаноична киселина.
Тривијалната номенклатура, за разлика од систематската номенклатура, по правило, нема врска со структурата на супстанцијата, но во најголем дел се одредува според нејзиното потекло, како и хемиските или физичките својства.
| Формула | Име според систематска номенклатура | Тривијално име |
| Јаглеводороди | ||
| CH 4 | метанот | барски гас |
| CH 2 = CH 2 | етен | етилен |
| CH 2 = CH-CH 3 | пропен | пропилен |
| CH≡CH | етин | ацетилен |
| CH 2 = CH-CH = CH 2 | бутадиен-1,3 | дивинил |
| 2-метилбутадиен-1,3 | изопрен | |
| метилбензен | толуен | |
| 1,2-диметилбензен | орто-ксилен (О-ксилен) |
|
| 1,3-диметилбензен | мета-ксилен (м-ксилен) |
|
| 1,4-диметилбензен | пар-ксилен (П-ксилен) |
|
| винилбензен | стирен | |
| Алкохоли | ||
| CH3OH | метанол | метил алкохол, алкохол од дрво |
| CH3CH2OH | етанол | етанол |
| CH2 =CH-CH2-OH | пропен-2-ол-1 | алиличен алкохол |
| етандиол-1,2 | етилен гликол | |
| пропантриол-1,2,3 | глицерол | |
| фенол (хидроксибензен) | карболна киселина | |
| 1-хидрокси-2-метилбензен | орто-крезол (О-крезол) |
|
| 1-хидрокси-3-метилбензен | мета-крезол (м-крезол) |
|
| 1-хидрокси-4-метилбензен | пар-крезол (П-крезол) |
|
| фенилметанол | бензил алкохол | |
| Алдехиди и кетони | ||
| метанал | формалдехид | |
| етанал | ацеталдехид, ацеталдехид | |
| пропенална | акрилен алдехид, акролеин | |
| бензалдехид | бензоалдехид | |
| пропанон | ацетон | |
| Карбоксилни киселини | ||
| (HCOOH) | метаноична киселина | мравја киселина (соли и естри - формати) |
| (CH3COOH) | етанонска киселина | оцетна киселина (соли и естри - ацетати) |
| (CH 3 CH 2 COOH) | пропаноична киселина | пропионска киселина (соли и естри - пропионати) |
| C15H31COOH | хексадеканоична киселина | палмитинска киселина (соли и естери - палмитати) |
| C17H35COOH | октадеканоична киселина | стеаринска киселина (соли и естри - стеарати) |
| пропеноична киселина | акрилна киселина (соли и естри - акрилати) |
|
| HOOC-COOH | етандиоична киселина | оксална киселина (соли и естри - оксалати) |
| 1,4-бензендикарбоксилна киселина | терефтална киселина | |
| Естери | ||
| ХКООЧ 3 | метил метаноат | метил формат метил естер на мравја киселина |
| CH 3 COOCH 3 | метил етаноат | метил ацетат, метил естер на оцетна киселина |
| CH 3 COOC 2 H 5 | етил етаноат | етил ацетат, етил ацетат |
| CH 2 = CH-COOCH 3 | метилпропеноат | метил акрилат, метил естер на акрилна киселина |
| Соединенија што содржат азот | ||
| аминобензен, фениламин | анилин | |
| NH 2 -CH 2 -COOH | аминоетаноична киселина | глицин, аминооцетна киселина |
| 2-аминопропионска киселина | аланин | |
Од Гостин >>
1. Како се вика органска супстанца чии молекули содржат атоми C, O, H кои вршат енергетска и градежна функција?
А-нуклеинска киселина Б-протеин
Б-јаглехидрати G-ATP
2. Кои јаглехидрати се полимери?
А-моносахариди Б-дисахариди Ц-полисахариди
3. Групата моносахариди вклучува:
А-гликоза Б-сахароза Ц-целулоза
4. Кои јаглехидрати се нерастворливи во вода?
А-гликоза, фруктоза Б-скроб Б-рибоза, деоксирибоза
5. Се формираат молекули на масти:
А-од глицерол, повисоки карбоксилни киселини Б-од гликоза
Б-од амино киселини, вода Д-од етил алкохол, повисоки карбоксилни киселини
6. Мастите ги извршуваат следните функции во клетката:
А-транспорт Б-енергија
Б-каталитички Г-информации
7. На кои соединенија припаѓаат липидите во однос на водата?
А-хидрофилна Б-хидрофобна
8. Која е важноста на мастите кај животните?
А-мембранска структура Б-терморегулација
Б-извор на енергија Д-извор на вода Г-сето горенаведено
9. Протеинските мономери се:
А-нуклеотиди Б-амино киселини Б-гликоза Г-масти
10. Најважната органска материја која е дел од клетките на сите царства на живата природа, која има примарна линеарна конфигурација, е:
А до полисахариди Б до липиди
B-to ATP G-to полипептиди
2. Напиши ги функциите на протеините, наведи примери.
3. Задача: Врз основа на синџирот ДНК AATTGCGATGCTTAGTTTAGG, потребно е да се комплетира комплементарниот синџир и да се одреди должината на ДНК
1. Изберете еден точен одговор
1. Колку од познатите амино киселини се вклучени во синтезата на протеините?
А-20 Б-100 Б-23
2. кој дел од молекулите на аминокиселините ги разликува една од друга?
А-радикал Б-карбоксилна група Б-амино група
3. кои соединенија се вклучени во АТП?
А- аденин, рибоза јаглени хидрати, 3 молекули фосфорна киселина
Б- гванин, фруктозен шеќер, остаток од фосфорна киселина.
Б-рибоза, глицерол и која било амино киселина
4. Која е улогата на молекулите на АТП во клетката?
А-обезбеди транспортна функција Б-пренесува наследни информации
Б-обезбедува витални процеси со енергија D-ги забрзува биохемиските реакции
5. мономери на нуклеинските киселини се:
А-амино киселини Б-масти
Б-нуклеотиди Г-гликоза
6. Во која класа хемиски супстанци припаѓа рибозата?
А-протеин Б-јаглехидрат Ц-липид
7. Кој нуклеотид не е дел од молекулата на ДНК?
А-аденил Б-уридил
Б-гуанил Г-тимидил
8. Која нуклеинска киселина има најдолга должина?
А-ДНК Б-РНК
9. Нуклеотидот комплементарен на гуанил нуклеотид е:
А-тимидил Б-цитидил
Б-аденил Г-уридил
10. Процесот на удвојување на молекулите на ДНК се нарекува:
А-репликација Б-транскрипција
Б-комплементарност со G-превод.
2. Напиши ги функциите на липидите, наведи примери.
3. Задача. Во која низа ќе бидат лоцирани нуклеотидите во i-RNA, ако синџирот на ДНК го има следниот состав: GGTATAGCGCTTAAGCCTT, определи ја должината на i-RNA.
Органската материја е хемиско соединение кое содржи јаглерод. Исклучоци се само јаглеродна киселина, карбиди, карбонати, цијаниди и јаглеродни оксиди.
Приказна
Самиот термин „органски материи“ се појави во секојдневниот живот на научниците во фазата на раниот развој на хемијата. Во тоа време доминираа виталистичките светогледи. Ова беше продолжение на традициите на Аристотел и Плиниј. Во овој период, експертите беа зафатени да го делат светот на живи и неживи. Покрај тоа, сите супстанции без исклучок беа јасно поделени на минерални и органски. Се веруваше дека е потребна посебна „сила“ за да се синтетизираат соединенија на „живи“ супстанции. Тој е својствен за сите живи суштества, а без него не може да се формираат органски елементи.
Оваа изјава, смешна за модерната наука, преовладуваше многу долго, сè додека во 1828 година Фридрих Волер експериментално не ја поби. Тој успеал да добие органска уреа од неоргански амониум цијанат. Ова ја турна хемијата напред. Меѓутоа, поделбата на материите на органски и неоргански е зачувана во сегашно време. Таа ја формира основата на класификацијата. Познати се речиси 27 милиони органски соединенија.
Зошто има толку многу органски соединенија?
Органската материја е, со некои исклучоци, јаглерод соединение. Ова е всушност многу интересен елемент. Јаглеродот е способен да формира синџири од неговите атоми. Многу е важно врската меѓу нив да биде стабилна.
Покрај тоа, јаглеродот во органските материи покажува валентност - IV. Од ова произлегува дека овој елемент е способен да формира не само единечни, туку и двојни и тројни врски со други супстанции. Како што се зголемува нивната мноштво, синџирот што се состои од атоми ќе стане пократок. Во исто време, стабилноста на врската само се зголемува.
Јаглеродот исто така има способност да формира рамни, линеарни и тридимензионални структури. Ова е причината зошто има толку многу различни органски супстанции во природата.
Соединение
Како што споменавме погоре, органската материја е јаглеродни соединенија. И ова е многу важно. се јавува кога е поврзан со речиси секој елемент од периодниот систем. Во природата, најчесто нивниот состав (покрај јаглеродот) вклучува кислород, водород, сулфур, азот и фосфор. Останатите елементи се многу поретки.
Својства
Значи, органската материја е јаглерод соединение. Сепак, постојат неколку важни критериуми кои мора да ги исполнува. Сите супстанции од органско потекло имаат заеднички својства:
1. Различната типологија на врски што постојат помеѓу атомите секако доведува до појава на изомери. Прво на сите, тие се формираат кога јаглеродните молекули се комбинираат. Изомерите се различни супстанции кои имаат иста молекуларна тежина и состав, но различни хемиски и физички својства. Овој феномен се нарекува изомеризам.
2. Друг критериум е феноменот на хомологијата. Станува збор за серија на органски соединенија, во кои формулата на соседните супстанции се разликува од претходните за една група CH 2. Ова важно својство се користи во науката за материјали.
Кои класи на органски материи постојат?
Органските соединенија вклучуваат неколку класи. Тие се познати на сите. липиди и јаглехидрати. Овие групи може да се наречат биолошки полимери. Тие учествуваат во метаболизмот на клеточно ниво во секој организам. Во оваа група се вклучени и нуклеинските киселини. Значи, можеме да кажеме дека органската материја е она што го јадеме секој ден, од што сме направени.
Верверички
Протеините се состојат од структурни компоненти - амино киселини. Ова се нивните мономери. Протеините се нарекуваат и протеини. Познати се околу 200 видови на амино киселини. Сите тие се наоѓаат во живите организми. Но, само дваесет од нив се компоненти на протеините. Тие се нарекуваат основни. Но, во литературата можете да најдете и помалку популарни термини - протеиногени и амино киселини кои формираат протеини. Формулата на органска супстанција од оваа класа содржи амин (-NH 2) и карбоксил (-COOH) компоненти. Тие се поврзани едни со други со исти јаглеродни врски.
Функции на протеините
Протеините вршат многу важни функции во телото на растенијата и животните. Но, главната е структурна. Протеините се главните компоненти на клеточната мембрана и матрицата на органели во клетките. Во нашето тело, сите ѕидови на артериите, вените и капиларите, тетивите и 'рскавицата, ноктите и косата се состојат главно од различни протеини.
Следната функција е ензимска. Протеините делуваат како ензими. Тие ги катализираат хемиските реакции во телото. Тие се одговорни за разградувањето на хранливите компоненти во дигестивниот тракт. Кај растенијата, ензимите ја фиксираат положбата на јаглеродот за време на фотосинтезата.
Некои транспортираат различни материи во телото, како што е кислородот. Органската материја е исто така способна да се прикачи на нив. Така се врши транспортната функција. Протеините носат метални јони, масни киселини, хормони и, се разбира, јаглерод диоксид и хемоглобин низ крвните садови. Транспортот се јавува и на меѓуклеточно ниво.
Протеинските соединенија - имуноглобулини - се одговорни за вршење на заштитна функција. Ова се крвни антитела. На пример, тромбин и фибриноген се активно вклучени во процесот на коагулација. Така, тие спречуваат голема загуба на крв.
Протеините се одговорни и за извршување на контрактилната функција. Поради фактот што протофибрилите на миозин и актин постојано вршат лизгачки движења едни на други, мускулните влакна се собираат. Но, слични процеси се случуваат и кај едноклеточните организми. Движењето на бактериските флагели е исто така директно поврзано со лизгањето на микротубулите, кои се протеински по природа.
Со оксидација на органски материи се ослободуваат големи количини на енергија. Но, по правило, протеините се трошат за потребите на енергија многу ретко. Ова се случува кога сите резерви се исцрпени. Липидите и јаглехидратите се најпогодни за ова. Затоа, протеините можат да вршат енергетска функција, но само под одредени услови.
Липиди
Органска супстанција е исто така соединение слично на маснотии. Липидите припаѓаат на наједноставните биолошки молекули. Тие се нерастворливи во вода, но се распаѓаат во неполарни раствори како што се бензин, етер и хлороформ. Тие се дел од сите живи клетки. Хемиски, липидите се алкохоли и карбоксилни киселини. Најпознати од нив се мастите. Во телото на животните и растенијата, овие супстанции вршат многу важни функции. Многу липиди се користат во медицината и индустријата.
Функции на липиди
Овие органски хемикалии, заедно со протеините во клетките, формираат биолошки мембрани. Но, нивната главна функција е енергијата. Кога молекулите на мастите се оксидираат, се ослободува огромна количина на енергија. Тоа оди до формирање на АТП во клетките. Значителни количини на енергетски резерви може да се складираат во телото во форма на липиди. Понекогаш ги има дури и повеќе отколку што е потребно за нормални животни активности. Со патолошки промени во метаболизмот, има повеќе „масни“ клетки. Иако праведно треба да се забележи дека таквите прекумерни резерви се едноставно неопходни за хибернирање на животни и растенија. Многу луѓе веруваат дека дрвјата и грмушките се хранат со почва за време на студената сезона. Во реалноста, тие ги трошат резервите на масла и масти што ги направија во текот на летото.
Во човечкото и животинското тело, мастите можат да вршат и заштитна функција. Тие се депонираат во поткожното ткиво и околу органите како што се бубрезите и цревата. Така, тие служат како добра заштита од механички оштетувања, односно удари.
Покрај тоа, мастите имаат ниско ниво на топлинска спроводливост, што помага да се задржи топлината. Ова е многу важно, особено во ладни клими. Кај морските животни, поткожниот масен слој, исто така, придонесува за добра пловност. Но, кај птиците, липидите вршат и водоотпорни и подмачкувачки функции. Восокот ги премачкува нивните пердуви и ги прави пофлексибилни. Некои видови растенија имаат иста обвивка на листовите.
Јаглехидрати
Формулата на органска супстанција C n (H 2 O) m покажува дека соединението припаѓа на класата на јаглехидрати. Името на овие молекули се однесува на фактот дека тие содржат кислород и водород во иста количина како и водата. Покрај овие хемиски елементи, соединенијата може да содржат, на пример, азот.
Јаглехидратите во клетката се главната група на органски соединенија. Тоа се примарни производи, а тие се и почетни производи од синтезата во растенијата на други супстанции, на пример, алкохоли, органски киселини и амино киселини. Јаглехидратите се наоѓаат и во животинските и габичните клетки. Тие се наоѓаат и меѓу главните компоненти на бактериите и протозоите. Така, во животинска клетка има од 1 до 2% од нив, а во растителна клетка нивната количина може да достигне 90%.
Денес постојат само три групи јаглехидрати:
Едноставни шеќери (моносахариди);
Олигосахариди, кои се состојат од неколку молекули на едноставни шеќери поврзани во серија;
Полисахариди, тие содржат повеќе од 10 молекули на моносахариди и нивни деривати.
Функции на јаглени хидрати
Сите органски материи во клетката извршуваат специфични функции. На пример, гликозата е главниот извор на енергија. Се распаѓа во клетките кои се случуваат за време на клеточното дишење. Гликогенот и скробот ги сочинуваат главните енергетски резерви, првиот кај животните, а вториот кај растенијата.
Јаглехидратите вршат и структурна функција. Целулозата е главната компонента на ѕидовите на растителните клетки. И кај членконогите, хитинот ја врши истата функција. Се наоѓа и во клетките на повисоките габи. Ако ги земеме за пример олигосахаридите, тие се дел од цитоплазматската мембрана - во форма на гликолипиди и гликопротеини. Гликокаликсот исто така често се открива во клетките. Пентозите се вклучени во синтезата на нуклеинските киселини. Кога е вклучена во ДНК, а рибозата е вклучена во РНК. Овие компоненти се наоѓаат и во коензимите, на пример, FAD, NADP и NAD.
Јаглехидратите исто така се способни да вршат заштитна функција во телото. Кај животните, супстанцијата хепарин активно го спречува брзото згрутчување на крвта. Се формира при оштетување на ткивото и го блокира формирањето на згрутчување на крвта во крвните садови. Хепаринот се наоѓа во големи количини во мастоцитите во гранули.
Нуклеински киселини
Протеините, јаглехидратите и липидите не се сите познати класи на органски материи. Хемијата вклучува и нуклеински киселини. Овие се биополимери кои содржат фосфор. Тие, сместени во клеточното јадро и цитоплазмата на сите живи суштества, обезбедуваат пренос и складирање на генетските податоци. Овие супстанции се откриени благодарение на биохемичарот F. Miescher, кој ја проучувал спермата од лосос. Ова беше „случајно“ откритие. Малку подоцна, РНК и ДНК беа откриени кај сите растителни и животински организми. Нуклеинските киселини беа исто така изолирани во клетките на габите и бактериите, како и вирусите.
Севкупно, во природата се пронајдени два вида нуклеински киселини - рибонуклеински киселини (РНК) и деоксирибонуклеински киселини (ДНК). Разликата е јасна од името. деоксирибозата е шеќер со пет јаглерод. И рибозата се наоѓа во молекулата на РНК.
Органската хемија се занимава со проучување на нуклеинските киселини. Темите за истражување ги диктира и медицината. Кодовите на ДНК кријат многу генетски болести кои научниците допрва треба да ги откријат.
Познато е дека својствата на органските материи се одредуваат според нивниот состав и хемиска структура. Затоа, не е изненадувачки што класификацијата на органските соединенија се заснова на теоријата на структурата - теоријата на L. M. Butlerov. Органските материи се класифицираат според присуството и редоследот на поврзување на атомите во нивните молекули. Најиздржливиот и најмалку променлив дел од молекулата на органска супстанција е нејзиниот скелет - синџир од јаглеродни атоми. Во зависност од редоследот на поврзување на јаглеродните атоми во овој синџир, супстанциите се делат на ациклични, кои не содржат затворени синџири на јаглеродни атоми во молекулите и карбоциклични, кои содржат такви синџири (циклуси) во молекули.
Покрај атомите на јаглерод и водород, молекулите на органските материи можат да содржат атоми на други хемиски елементи. Супстанциите во чии молекули овие таканаречени хетероатоми се вклучени во затворен синџир се класифицирани како хетероциклични соединенија.
Хетероатомите (кислород, азот, итн.) можат да бидат дел од молекули и ациклични соединенија, формирајќи функционални групи во нив, на пример, хидроксил - OH, карбонил, карбоксил, амино група -NH2.
Функционална група- група на атоми што ги одредува најкарактеристичните хемиски својства на супстанцијата и нејзината припадност на одредена класа на соединенија. 
Јаглеводороди- Станува збор за соединенија што се состојат само од атоми на водород и јаглерод.
Во зависност од структурата на јаглеродниот синџир, органските соединенија се делат на соединенија со отворен синџир - ациклични (алифатични) и циклични- со затворен синџир на атоми.
Цикличните се поделени во две групи: карбоциклични соединенија(циклусите се формираат само од јаглеродни атоми) и хетероциклични(циклусите вклучуваат и други атоми, како што се кислород, азот, сулфур).
Карбоцикличните соединенија, пак, вклучуваат две серии на соединенија: алициклични и ароматични.
Ароматичните соединенија, врз основа на структурата на нивните молекули, имаат рамни прстени што содржат јаглерод со посебен затворен систем на p-електрони, формирајќи заеднички π-систем (единствен π-електронски облак). Ароматичноста е карактеристична и за многу хетероциклични соединенија.
Сите други карбоциклични соединенија припаѓаат на алицикличната серија.
И ацикличните (алифатични) и цикличните јаглеводороди можат да содржат повеќе (двојни или тројни) врски. Таквите јаглеводороди се нарекуваат незаситени (незаситени) за разлика од заситените (заситени), кои содржат само единечни врски.
Заситени алифатични јаглеводородиповикани алкани, тие ја имаат општата формула C n H 2 n +2, каде што n е бројот на јаглеродни атоми. Нивното старо име денес често се користи - парафини.
Содржи една двојна врска, го доби името алкени. Тие ја имаат општата формула C n H 2 n.
Незаситени алифатични јаглеводородисо две двојни врскиповикани алкадиени
Незаситени алифатични јаглеводородисо една тројна врскаповикани алкини. Нивната општа формула е C n H 2 n - 2.
Заситени алициклични јаглеводороди - циклоалкани, нивната општа формула е C n H 2 n.
Посебна група јаглеводороди, ароматични, или арени(со затворен заеднички π-електронски систем), познат од примерот на јаглеводороди со општата формула C n H 2 n -6.
Така, ако во нивните молекули еден или повеќе атоми на водород се заменат со други атоми или групи атоми (халогени, хидроксилни групи, амино групи итн.), јаглеводородни деривати: халогени деривати, кои содржат кислород, азот и други органски соединенија.
Халогени дериватијаглеводородите може да се сметаат како производи на замена на еден или повеќе атоми на водород во јаглеводороди со атоми на халоген. Во согласност со ова, може да постојат заситени и незаситени моно-, ди-, три- (во општ случај поли-) халогени деривати.
Општа формула на монохалогени деривати на заситени јаглеводороди:
а составот се изразува со формулата
C n H 2 n +1 G,
каде што R е остаток од заситен јаглеводород (алкан), јаглеводороден радикал (оваа ознака се користи понатаму кога се разгледуваат други класи на органски супстанции), G е атом на халоген (F, Cl, Br, I).
Алкохоли- деривати на јаглеводороди во кои еден или повеќе атоми на водород се заменети со хидроксилни групи.
Алкохолите се нарекуваат монатомски, ако имаат една хидроксилна група и ограничувачки ако се деривати на алкани.
Општа формула на заситени монохидрични алкохоли:
а нивниот состав се изразува со општата формула:
C n H 2 n +1 OH или C n H 2 n +2 O
Познати се примери на полихидрични алкохоли, односно оние со неколку хидроксилни групи.
Феноли- деривати на ароматични јаглеводороди (бензен серија), во кои еден или повеќе атоми на водород во бензенскиот прстен се заменети со хидроксилни групи.
Наједноставниот претставник со формулата C 6 H 5 OH се нарекува фенол.
Алдехиди и кетони- деривати на јаглеводороди кои содржат карбонилна група на атоми (карбонил).
Во молекулите на алдехид, едната карбонилна врска се поврзува со водороден атом, а другата со јаглеводороден радикал.
Во случај на кетони, карбонилната група е поврзана со два (генерално различни) радикали.
Составот на заситените алдехиди и кетони се изразува со формулата C n H 2l O.
Карбоксилни киселини- јаглеводородни деривати кои содржат карбоксилни групи (-COOH).
Ако има една карбоксилна група во киселинската молекула, тогаш карбоксилната киселина е монобазна. Општа формула на заситени монобазни киселини (R-COOH). Нивниот состав се изразува со формулата C n H 2 n O 2.
Етерисе органски супстанции кои содржат два јаглеводородни радикали поврзани со атом на кислород: R-O-R или R1-O-R2.
Радикалите можат да бидат исти или различни. Составот на етерите се изразува со формулата C n H 2 n +2 O
Естери- соединенија формирани со замена на водородниот атом на карбоксилната група во карбоксилни киселини со јаглеводороден радикал.
Нитро соединенија- деривати на јаглеводороди во кои еден или повеќе атоми на водород се заменети со нитро група -NO 2.
Општа формула на заситени мононитро соединенија:
а составот се изразува со општата формула
C n H 2 n +1 NO 2 .
Амини- соединенија кои се сметаат како деривати на амонијак (NH 3), во кои атомите на водород се заменуваат со јаглеводородни радикали.
Во зависност од природата на радикалот, амините можат да бидат алифатичени ароматични.
Во зависност од бројот на атоми на водород заменети со радикали, се разликуваат следниве:
Примарни амини со општа формула: R-NNH 2
Секундарно - со општата формула: R 1 -NН-R 2
Терциерно - со општата формула:
Во одреден случај, секундарните и терциерните амини може да ги имаат истите радикали.
Примарните амини може да се сметаат и како деривати на јаглеводороди (алкани), во кои еден водороден атом е заменет со амино група -NH2. Составот на заситените примарни амини се изразува со формулата C n H 2 n + 3 N.
Амино киселинисодржи две функционални групи поврзани со јаглеводороден радикал: амино група -NH 2 и карбоксил -COOH.
Составот на заситените амино киселини кои содржат една амино група и еден карбоксил се изразува со формулата C n H 2 n + 1 NO 2.
Познати се и други важни органски соединенија кои имаат неколку различни или идентични функционални групи, долги линеарни синџири поврзани со бензенски прстени. Во такви случаи, строго утврдување дали супстанцијата припаѓа на одредена класа е невозможно. Овие соединенија често се класифицираат во специфични групи на супстанции: јаглени хидрати, протеини, нуклеински киселини, антибиотици, алкалоиди итн.
За именување на органски соединенија, се користат две номенклатури: рационални и систематски (IUPAC) и тривијални имиња.
Составување на имиња според номенклатурата IUPAC
1) Името на соединението се заснова на коренот на зборот, означувајќи заситен јаглеводород со ист број атоми како главниот синџир.
2) Наставката се додава на коренот, што го карактеризира степенот на заситеност:
An (крајна, без повеќекратни врски);
-ен (во присуство на двојна врска);
-во (во присуство на тројна врска).
Ако има неколку повеќекратни врски, тогаш суфиксот го означува бројот на таквите врски (-диен, -триен, итн.), а по наставката позицијата на повеќекратната врска мора да биде означена со бројки, на пример:
CH 3 –CH 2 –CH=CH 2 CH 3 –CH=CH–CH 3
бутен-1 бутен-2
CH2 =CH–CH=CH2
бутадиен-1,3
Во префиксот се ставаат групи како што се нитро-, халогени, јаглеводородни радикали кои не се вклучени во главниот синџир. Тие се наведени по азбучен ред. Позицијата на супституентот се означува со бројот пред префиксот.
Редоследот на именувањето е како што следува:
1. Најдете го најдолгиот синџир на атоми C.
2. Нумерирајте ги јаглеродните атоми на главниот синџир последователно, почнувајќи од крајот најблиску до гранката.
3. Името на алканот е составено од имињата на страничните радикали, наведени по азбучен ред, означувајќи ја позицијата во главниот синџир и името на главниот синџир.
Номенклатура на некои органски материи (тривијални и меѓународни)
Од Гостин >>
1. Како се вика органска супстанца чии молекули содржат атоми C, O, H кои вршат енергетска и градежна функција?
А-нуклеинска киселина Б-протеин
Б-јаглехидрати G-ATP
2. Кои јаглехидрати се полимери?
А-моносахариди Б-дисахариди Ц-полисахариди
3. Групата моносахариди вклучува:
А-гликоза Б-сахароза Ц-целулоза
4. Кои јаглехидрати се нерастворливи во вода?
А-гликоза, фруктоза Б-скроб Б-рибоза, деоксирибоза
5. Се формираат молекули на масти:
А-од глицерол, повисоки карбоксилни киселини Б-од гликоза
Б-од амино киселини, вода Д-од етил алкохол, повисоки карбоксилни киселини
6. Мастите ги извршуваат следните функции во клетката:
А-транспорт Б-енергија
Б-каталитички Г-информации
7. На кои соединенија припаѓаат липидите во однос на водата?
А-хидрофилна Б-хидрофобна
8. Која е важноста на мастите кај животните?
А-мембранска структура Б-терморегулација
Б-извор на енергија Д-извор на вода Г-сето горенаведено
9. Протеинските мономери се:
А-нуклеотиди Б-амино киселини Б-гликоза Г-масти
10. Најважната органска материја која е дел од клетките на сите царства на живата природа, која има примарна линеарна конфигурација, е:
А до полисахариди Б до липиди
B-to ATP G-to полипептиди
2. Напиши ги функциите на протеините, наведи примери.
3. Задача: Врз основа на синџирот ДНК AATTGCGATGCTTAGTTTAGG, потребно е да се комплетира комплементарниот синџир и да се одреди должината на ДНК
1. Изберете еден точен одговор
1. Колку од познатите амино киселини се вклучени во синтезата на протеините?
А-20 Б-100 Б-23
2. кој дел од молекулите на аминокиселините ги разликува една од друга?
А-радикал Б-карбоксилна група Б-амино група
3. кои соединенија се вклучени во АТП?
А- аденин, рибоза јаглени хидрати, 3 молекули фосфорна киселина
Б- гванин, фруктозен шеќер, остаток од фосфорна киселина.
Б-рибоза, глицерол и која било амино киселина
4. Која е улогата на молекулите на АТП во клетката?
А-обезбеди транспортна функција Б-пренесува наследни информации
Б-обезбедува витални процеси со енергија D-ги забрзува биохемиските реакции
5. мономери на нуклеинските киселини се:
А-амино киселини Б-масти
Б-нуклеотиди Г-гликоза
6. Во која класа хемиски супстанци припаѓа рибозата?
А-протеин Б-јаглехидрат Ц-липид
7. Кој нуклеотид не е дел од молекулата на ДНК?
А-аденил Б-уридил
Б-гуанил Г-тимидил
8. Која нуклеинска киселина има најдолга должина?
А-ДНК Б-РНК
9. Нуклеотидот комплементарен на гуанил нуклеотид е:
А-тимидил Б-цитидил
Б-аденил Г-уридил
10. Процесот на удвојување на молекулите на ДНК се нарекува:
А-репликација Б-транскрипција
Б-комплементарност со G-превод.
2. Напиши ги функциите на липидите, наведи примери.
3. Задача. Во која низа ќе бидат лоцирани нуклеотидите во i-RNA, ако синџирот на ДНК го има следниот состав: GGTATAGCGCTTAAGCCTT, определи ја должината на i-RNA.