อินทรียฺวัตถุ. ประเภทของสารอินทรีย์

สารทั้งหมดที่มีอะตอมของคาร์บอน นอกเหนือจากคาร์บอเนต คาร์ไบด์ ไซยาไนด์ ไทโอไซยาเนตและกรดคาร์บอนิกเป็นสารประกอบอินทรีย์ ซึ่งหมายความว่าสามารถสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตจากอะตอมของคาร์บอนผ่านปฏิกิริยาทางเอนไซม์หรืออื่น ๆ ทุกวันนี้ สารอินทรีย์หลายชนิดสามารถสังเคราะห์ขึ้นมาได้ ซึ่งทำให้สามารถพัฒนายาและเภสัชวิทยา ตลอดจนสร้างวัสดุพอลิเมอร์และวัสดุคอมโพสิตที่มีความแข็งแรงสูง

การจำแนกสารประกอบอินทรีย์

สารประกอบอินทรีย์เป็นสารที่มีจำนวนมากที่สุด มีสารประมาณ 20 ชนิดที่นี่ มีคุณสมบัติทางเคมีต่างกันและมีคุณสมบัติทางกายภาพต่างกัน จุดหลอมเหลว มวล ความผันผวนและการละลาย รวมทั้งสถานะของการรวมกลุ่มภายใต้สภาวะปกติก็แตกต่างกันเช่นกัน ในหมู่พวกเขา:

• ไฮโดรคาร์บอน (แอลเคน, แอลไคน์, แอลคีน, อัลคาเดียน, ไซโคลอัลเคน, อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน);
• อัลดีไฮด์;
• คีโตน;
• แอลกอฮอล์ (ไดอะตอมมิกโมโนไฮดริกโพลีไฮดริก);
• อีเธอร์;
• เอสเทอร์;
• กรดคาร์บอกซิลิก
• เอมีน;
• กรดอะมิโน;
• คาร์โบไฮเดรต
• ไขมัน;
• โปรตีน
• ไบโอโพลีเมอร์และโพลีเมอร์สังเคราะห์

การจำแนกประเภทนี้สะท้อนถึงคุณลักษณะของโครงสร้างทางเคมีและการมีอยู่ของกลุ่มอะตอมจำเพาะที่กำหนดความแตกต่างในคุณสมบัติของสารที่กำหนด โดยทั่วไป การจำแนกประเภทตามโครงร่างของโครงกระดูกคาร์บอนซึ่งไม่คำนึงถึงคุณสมบัติของปฏิกิริยาเคมีจะดูแตกต่างออกไป ตามบทบัญญัติสารประกอบอินทรีย์แบ่งออกเป็น:

• สารประกอบอะลิฟาติก
• สารอะโรมาติก
• สารเฮเทอโรไซคลิก

สารประกอบอินทรีย์ประเภทเหล่านี้สามารถมีไอโซเมอร์ในสารต่างๆ ได้ คุณสมบัติของไอโซเมอร์ต่างกัน แม้ว่าองค์ประกอบอะตอมจะเหมือนกันก็ตาม สิ่งนี้เป็นไปตามบทบัญญัติที่วางไว้โดย A.M. Butlerov นอกจากนี้ ทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ยังเป็นแนวทางในการวิจัยเคมีอินทรีย์ทั้งหมด อยู่ในระดับเดียวกับกฎธาตุของเมนเดเลเยฟ

A.M. Butlerov นำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างทางเคมี ปรากฏในประวัติศาสตร์เคมีเมื่อวันที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2404 ก่อนหน้านี้ มีความคิดเห็นที่แตกต่างกันในด้านวิทยาศาสตร์ และนักวิทยาศาสตร์บางคนปฏิเสธการมีอยู่ของโมเลกุลและอะตอมโดยสิ้นเชิง ดังนั้นจึงไม่มีระเบียบในเคมีอินทรีย์และอนินทรีย์ ยิ่งกว่านั้น ไม่มีกฎเกณฑ์ใดที่สามารถตัดสินคุณสมบัติของสารเฉพาะได้ ในเวลาเดียวกัน ยังมีสารประกอบที่มีองค์ประกอบเหมือนกัน มีคุณสมบัติต่างกัน

คำแถลงของ AM Butlerov ส่วนใหญ่ชี้นำการพัฒนาเคมีไปในทิศทางที่ถูกต้อง และสร้างรากฐานที่มั่นคงสำหรับสิ่งนี้ โดยวิธีนี้ทำให้สามารถจัดระบบข้อเท็จจริงที่สะสมได้ กล่าวคือ คุณสมบัติทางเคมีหรือทางกายภาพของสารบางชนิด รูปแบบการเข้าสู่ปฏิกิริยา และอื่นๆ แม้แต่การทำนายวิธีการได้สารประกอบและการมีอยู่ของคุณสมบัติทั่วไปบางอย่างก็เป็นไปได้ด้วยทฤษฎีนี้ และที่สำคัญที่สุด AM Butlerov แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างของโมเลกุลของสารสามารถอธิบายได้ในแง่ของปฏิกิริยาทางไฟฟ้า

ตรรกะของทฤษฎีโครงสร้างของสารอินทรีย์

ตั้งแต่จนถึงปี 1861 ในวิชาเคมี หลายคนปฏิเสธการมีอยู่ของอะตอมหรือโมเลกุล ทฤษฎีของสารประกอบอินทรีย์กลายเป็นข้อเสนอปฏิวัติสำหรับโลกวิทยาศาสตร์ และเนื่องจาก A.M.Butlerov เองได้มาจากการอนุมานเชิงวัตถุเท่านั้น เขาจึงสามารถหักล้างแนวคิดเชิงปรัชญาเกี่ยวกับสารอินทรีย์ได้

เขาสามารถแสดงให้เห็นได้ว่าโครงสร้างโมเลกุลสามารถรับรู้ได้ด้วยปฏิกิริยาเคมี ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบของคาร์โบไฮเดรตสามารถพบได้โดยการเผาไหม้ในปริมาณหนึ่งและนับน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นผล ปริมาณไนโตรเจนในโมเลกุลเอมีนยังคำนวณในระหว่างการเผาไหม้โดยการวัดปริมาตรของก๊าซและการปล่อยปริมาณทางเคมีของไนโตรเจนโมเลกุล

หากเราพิจารณาคำตัดสินของ Butlerov เกี่ยวกับโครงสร้างทางเคมี ซึ่งขึ้นอยู่กับโครงสร้างในทิศทางตรงกันข้าม ข้อสรุปใหม่จะแนะนำตัวเอง กล่าวคือ: เมื่อทราบโครงสร้างทางเคมีและองค์ประกอบของสารแล้ว เราสามารถสรุปคุณสมบัติของสารได้ แต่ที่สำคัญที่สุด Butlerov อธิบายว่าอินทรียวัตถุมีสารจำนวนมากที่มีคุณสมบัติต่างกัน แต่มีองค์ประกอบเหมือนกัน

บทบัญญัติทั่วไปของทฤษฎี

การตรวจสอบและตรวจสอบสารประกอบอินทรีย์ Butlerov A.M. ได้สรุประเบียบที่สำคัญที่สุดบางประการ เขาได้รวมไว้ในบทบัญญัติของทฤษฎีที่อธิบายโครงสร้างของสารเคมีที่มีแหล่งกำเนิดอินทรีย์ ทฤษฎีมีดังนี้:

• ในโมเลกุลของสารอินทรีย์ อะตอมเชื่อมต่อกันในลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ซึ่งขึ้นอยู่กับความจุ
• โครงสร้างทางเคมีเป็นลำดับโดยตรงตามที่อะตอมในโมเลกุลอินทรีย์เชื่อมต่อกัน
• โครงสร้างทางเคมีกำหนดคุณสมบัติของสารประกอบอินทรีย์
• ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโมเลกุลที่มีองค์ประกอบเชิงปริมาณเหมือนกันการปรากฏตัวของคุณสมบัติต่าง ๆ ของสารนั้นเป็นไปได้
• กลุ่มอะตอมทั้งหมดที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของสารประกอบทางเคมีมีอิทธิพลซึ่งกันและกัน

สารประกอบอินทรีย์ทุกประเภทถูกสร้างขึ้นตามหลักการของทฤษฎีนี้ หลังจากวางรากฐานแล้ว Butlerov A.M. ก็สามารถขยายสาขาเคมีเป็นสาขาวิทยาศาสตร์ได้ เขาอธิบายว่าเนื่องจากคาร์บอนแสดงความจุของสารอินทรีย์สี่ตัว ความหลากหลายของสารประกอบเหล่านี้จึงถูกกำหนด การมีอยู่ของกลุ่มอะตอมที่แอคทีฟจำนวนมากเป็นตัวกำหนดความเป็นของสสารในระดับหนึ่ง และเกิดจากการมีอยู่ของกลุ่มอะตอมจำเพาะ (อนุมูลอิสระ) ที่คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีปรากฏขึ้น

ไฮโดรคาร์บอนและอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอน

สารประกอบอินทรีย์ของคาร์บอนและไฮโดรเจนเหล่านี้เป็นองค์ประกอบที่ง่ายที่สุดในบรรดาสารทั้งหมดในกลุ่ม พวกมันถูกแสดงโดยคลาสย่อยของ alkanes และ cycloalkanes (ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว), alkenes, alkadienes และ alkatrienes, alkynes (ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว) เช่นเดียวกับคลาสย่อยของสารอะโรมาติก ในอัลเคน อะตอมของคาร์บอนทั้งหมดเชื่อมต่อกันด้วยพันธะ C-C เดียวเท่านั้น ซึ่งเป็นเหตุให้ไม่สามารถรวมอะตอม H เดียวในองค์ประกอบไฮโดรคาร์บอนได้

ในไฮโดรคาร์บอนที่ไม่อิ่มตัว ไฮโดรเจนสามารถถูกรวมเข้าที่ตำแหน่งของพันธะ C = C สองเท่า นอกจากนี้ พันธะ CC สามารถเป็นสามเท่า (อัลไคน์) ซึ่งช่วยให้สารเหล่านี้เข้าสู่ปฏิกิริยาที่หลากหลายที่เกี่ยวข้องกับการลดหรือการเพิ่มของอนุมูล สารอื่น ๆ ทั้งหมดเพื่อความสะดวกในการศึกษาความสามารถในการทำปฏิกิริยาถือเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนประเภทหนึ่ง

แอลกอฮอล์

แอลกอฮอล์เรียกว่าสารประกอบเคมีอินทรีย์ที่ซับซ้อนกว่าไฮโดรคาร์บอน พวกมันถูกสังเคราะห์ขึ้นจากปฏิกิริยาของเอนไซม์ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างทั่วไปที่สุดคือการสังเคราะห์เอทานอลจากกลูโคสโดยการหมัก

ในอุตสาหกรรม แอลกอฮอล์ได้มาจากอนุพันธ์ฮาโลเจนของไฮโดรคาร์บอน จากการแทนที่อะตอมของฮาโลเจนสำหรับกลุ่มไฮดรอกซิลจะเกิดแอลกอฮอล์ขึ้น แอลกอฮอล์โมโนไฮดริกมีกลุ่มไฮดรอกซิลเพียงกลุ่มเดียว แอลกอฮอล์โพลีไฮดริก - สองกลุ่มขึ้นไป ตัวอย่างของแอลกอฮอล์ไดไฮดริกคือเอทิลีนไกลคอล โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์คือกลีเซอรีน สูตรทั่วไปสำหรับแอลกอฮอล์คือ R-OH (R คือสายโซ่คาร์บอน)

อัลดีไฮด์และคีโตน

หลังจากที่แอลกอฮอล์ทำปฏิกิริยาของสารประกอบอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการกำจัดไฮโดรเจนออกจากกลุ่มแอลกอฮอล์ (ไฮดรอกซิล) พันธะคู่ระหว่างออกซิเจนและคาร์บอนจะถูกปิด หากปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นที่กลุ่มแอลกอฮอล์ซึ่งอยู่ที่ขั้วอะตอมของคาร์บอน จะเกิดอัลดีไฮด์ขึ้น หากอะตอมของคาร์บอนกับแอลกอฮอล์ไม่ได้อยู่ที่ส่วนท้ายของห่วงโซ่คาร์บอน ผลของปฏิกิริยาการคายน้ำคือการผลิตคีโตน สูตรทั่วไปของคีโตนคือ R-CO-R, อัลดีไฮด์ R-COH (R คืออนุมูลไฮโดรคาร์บอนของสายโซ่)

อีเธอร์ (เรียบง่ายและซับซ้อน)

โครงสร้างทางเคมีของสารประกอบอินทรีย์ในกลุ่มนี้มีความซับซ้อน อีเธอร์ถือเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาระหว่างสองโมเลกุลของแอลกอฮอล์ เมื่อน้ำถูกแยกออกจากพวกมัน จะเกิดสารประกอบตัวอย่าง R-O-R กลไกการเกิดปฏิกิริยา: การกำจัดไฮโดรเจนโปรตอนออกจากแอลกอฮอล์หนึ่งชนิดและกลุ่มไฮดรอกซิลออกจากแอลกอฮอล์อื่น

เอสเทอร์เป็นผลผลิตจากปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์กับกรดคาร์บอกซิลิกอินทรีย์ กลไกการเกิดปฏิกิริยา: การกำจัดน้ำออกจากกลุ่มแอลกอฮอล์และกลุ่มคาร์บอกซิลิกของโมเลกุลทั้งสอง ไฮโดรเจนถูกแยกออกจากกรด (ที่กลุ่มไฮดรอกซิล) และกลุ่ม OH เองก็ถูกแยกออกจากแอลกอฮอล์ สารประกอบที่เป็นผลลัพธ์ถูกแสดงเป็น R-CO-O-R โดยที่ beech R หมายถึงอนุมูล - ส่วนที่เหลือของสายโซ่คาร์บอน

กรดคาร์บอกซิลิกและเอมีน

กรดคาร์บอกซิลิกเป็นสารพิเศษที่มีบทบาทสำคัญในการทำงานของเซลล์ โครงสร้างทางเคมีของสารประกอบอินทรีย์มีดังนี้ ไฮโดรคาร์บอนเรดิคัล (R) ที่มีกลุ่มคาร์บอกซิลติดอยู่ (-COOH) หมู่คาร์บอกซิลสามารถอยู่ที่อะตอมของคาร์บอนสุดขั้วเท่านั้น เนื่องจากวาเลนซีของ C ในกลุ่ม (-COOH) คือ 4

เอมีนเป็นสารประกอบที่ง่ายกว่าที่ได้มาจากไฮโดรคาร์บอน ที่อะตอมของคาร์บอนใด ๆ มีเอมีนเรดิคัล (-NH2) ตั้งอยู่ มีเอมีนปฐมภูมิซึ่งหมู่ (-NH2) ยึดติดกับคาร์บอนหนึ่งตัว (สูตรทั่วไป R-NH2) เอมีนทุติยภูมิรวมไนโตรเจนกับอะตอมของคาร์บอนสองอะตอม (สูตร R-NH-R) ในเอมีนในระดับอุดมศึกษา ไนโตรเจนเชื่อมต่อกับอะตอมของคาร์บอนสามอะตอม (R3N) โดยที่ p คือสายโซ่คาร์บอน

กรดอะมิโน

กรดอะมิโนเป็นสารประกอบที่ซับซ้อนซึ่งแสดงคุณสมบัติของเอมีนและกรดที่มีแหล่งกำเนิดอินทรีย์ มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับตำแหน่งของกลุ่มเอมีนที่สัมพันธ์กับกลุ่มคาร์บอกซิล ที่สำคัญที่สุดคือกรดอัลฟาอะมิโน ที่นี่กลุ่มเอมีนตั้งอยู่ที่อะตอมของคาร์บอนที่ติดคาร์บอกซิล สิ่งนี้ช่วยให้คุณสร้างพันธะเปปไทด์และสังเคราะห์โปรตีน

คาร์โบไฮเดรตและไขมัน

คาร์โบไฮเดรตคือแอลกอฮอล์อัลดีไฮด์หรือคีทัลโคฮอล เหล่านี้เป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างเป็นเส้นตรงหรือเป็นวงกลม เช่นเดียวกับพอลิเมอร์ (แป้ง เซลลูโลส ฯลฯ) บทบาทที่สำคัญที่สุดในเซลล์คือโครงสร้างและมีพลัง ไขมันหรือค่อนข้างเป็นลิปิด ทำหน้าที่เดียวกัน มีส่วนร่วมในกระบวนการทางชีวเคมีอื่น ๆ เท่านั้น จากมุมมองของโครงสร้างทางเคมี ไขมันเป็นเอสเทอร์ของกรดอินทรีย์และกลีเซอรีน

สารอินทรีย์ สารประกอบอินทรีย์ - ประเภทของสารประกอบที่รวมถึงคาร์บอน (ยกเว้นคาร์ไบด์ กรดคาร์บอนิก คาร์บอเนต คาร์บอนออกไซด์และไซยาไนด์) สารประกอบอินทรีย์มักจะสร้างจากสายโซ่ของอะตอมคาร์บอนที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะโควาเลนต์ และองค์ประกอบแทนที่ต่างๆ ที่ติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนเหล่านี้

เคมีอินทรีย์เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาองค์ประกอบ โครงสร้าง คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของสารอินทรีย์

สารอินทรีย์เรียกว่าสารที่มีโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน กำมะถัน และองค์ประกอบอื่น ๆ และมีพันธะ C-C และ C-H นอกจากนี้จำเป็นต้องมีการมีอยู่ของหลัง
มนุษย์รู้จักสารอินทรีย์มาตั้งแต่สมัยโบราณ ในฐานะที่เป็นวิทยาศาสตร์อิสระ เคมีอินทรีย์เกิดขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 เท่านั้น ในปี พ.ศ. 2370 นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน JJ Berzelius ได้ตีพิมพ์คู่มือเล่มแรกเกี่ยวกับสารอินทรีย์ เขาเป็นผู้สนับสนุนทฤษฎีความมีชีวิตชีวาซึ่งเป็นแฟชั่นในเวลานั้นซึ่งยืนยันว่าสารอินทรีย์เกิดขึ้นเฉพาะในสิ่งมีชีวิตภายใต้อิทธิพลของ "พลังชีวิต" พิเศษเท่านั้น
อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์เคมีทุกคนที่มีความสำคัญ ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2325 KV Scheele ให้ความร้อนส่วนผสมของแอมโมเนียคาร์บอนไดออกไซด์และถ่านหินได้รับกรดไฮโดรไซยานิกซึ่งเป็นเรื่องธรรมดามากในโลกของพืช ในปี พ.ศ. 2367-2571 F. Vehler ได้รับกรดออกซาลิกและยูเรียโดยการสังเคราะห์ทางเคมี
สิ่งที่สำคัญเป็นพิเศษสำหรับการหักล้างทฤษฎีพลังชีวิตขั้นสุดท้ายคือการสังเคราะห์สารอินทรีย์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นในช่วงต้นยุค 60 ในปี พ.ศ. 2385 N.I. Zinin ได้รับสวรรค์ในปี พ.ศ. 2388 A. Kolbe - กรดอะซิติกในปี 1854 M. Berthelot ได้พัฒนาวิธีการเพื่อให้ได้ไขมันสังเคราะห์และในปี 1861 น. Butlerov สังเคราะห์สารน้ำตาล

ด้วยการล่มสลายของทฤษฎีพลังชีวิต เส้นแบ่งระหว่างสารอินทรีย์และอนินทรีย์ถูกลบทิ้ง และถึงกระนั้น สารอินทรีย์ก็มีคุณลักษณะเฉพาะหลายประการ สิ่งเหล่านี้รวมถึงก่อนอื่นหลายหลาก ปัจจุบัน มนุษย์รู้จักสารมากกว่า 10 ล้านชนิด ซึ่งประมาณ 70% เป็นสารอินทรีย์

สาเหตุหลักของความอุดมสมบูรณ์ของสารอินทรีย์คือปรากฏการณ์ของความคล้ายคลึงและไอโซเมอร์
ความคล้ายคลึงกันเป็นปรากฏการณ์ของการมีอยู่ของสารจำนวนหนึ่งที่มีองค์ประกอบเชิงคุณภาพเหมือนกัน มีโครงสร้างคล้ายกัน และแตกต่างกันในองค์ประกอบเชิงปริมาณโดยกลุ่ม CH2 หนึ่งหรือหลายกลุ่ม เรียกว่าความแตกต่างคล้ายคลึงกัน

Isomerism เป็นปรากฏการณ์ของการมีอยู่ของสารจำนวนหนึ่งที่มีองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณเหมือนกัน แต่มีโครงสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกันซึ่งแสดงคุณสมบัติทางกายภาพและกิจกรรมทางเคมีที่แตกต่างกัน

โมเลกุลของสารอินทรีย์ประกอบด้วยอะตอมที่ไม่ใช่โลหะเป็นส่วนใหญ่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่มีขั้วอ่อน ดังนั้นขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุล พวกมันเป็นก๊าซ ของเหลว หรือของแข็งที่ละลายต่ำ นอกจากนี้ โมเลกุลของสารอินทรีย์มักประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนในรูปแบบที่ไม่ถูกออกซิไดซ์หรือออกซิไดซ์ต่ำ ดังนั้นจึงถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายด้วยการปล่อยความร้อนจำนวนมากซึ่งนำไปสู่การจุดไฟ

มีคำจำกัดความหลายประการว่าสารอินทรีย์คืออะไร แตกต่างจากสารประกอบกลุ่มอื่นอย่างไร - อนินทรีย์ คำอธิบายที่พบบ่อยที่สุดอย่างหนึ่งมาจากชื่อ "ไฮโดรคาร์บอน" อันที่จริง โมเลกุลอินทรีย์ทั้งหมดมีพื้นฐานมาจากสายโซ่ของอะตอมคาร์บอนที่เชื่อมโยงกับไฮโดรเจน นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ได้รับชื่อ "อินทรีย์"

เคมีอินทรีย์ก่อนการค้นพบยูเรีย

ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนได้ใช้สารและแร่ธาตุจากธรรมชาติมากมาย: กำมะถัน ทองคำ แร่เหล็กและทองแดง เกลือแกง ในช่วงการดำรงอยู่ทั้งหมดของวิทยาศาสตร์ - ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 - นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถพิสูจน์ความเชื่อมโยงระหว่างสิ่งมีชีวิตกับธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตในระดับของโครงสร้างด้วยกล้องจุลทรรศน์ (อะตอม, โมเลกุล) เชื่อกันว่าสารอินทรีย์มีลักษณะเป็นพลังชีวิตในตำนาน - พลังชีวิต มีตำนานเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการเลี้ยงชายร่างเล็ก "โฮมุนคูลัส" เมื่อต้องการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องใส่ของเสียต่างๆ ลงในถัง รอเวลาหนึ่งจนกว่าพลังสำคัญจะถือกำเนิดขึ้น

งานของเวลเลอร์ที่สังเคราะห์ยูเรียอินทรียวัตถุจากส่วนประกอบอนินทรีย์ได้จัดการกับการระเบิดที่ทำลายล้างอย่างรุนแรงต่อความมีชีวิตชีวา ดังนั้นจึงพิสูจน์ได้ว่าไม่มีพลังชีวิต ธรรมชาติเป็นหนึ่งเดียว สิ่งมีชีวิตและสารประกอบอนินทรีย์เกิดขึ้นจากอะตอมของธาตุเดียวกัน องค์ประกอบของยูเรียเป็นที่รู้จักกันก่อนงานของ Weller การศึกษาสารประกอบนี้ไม่ยากในปีนั้น ข้อเท็จจริงของการได้รับคุณสมบัติทางสารของเมแทบอลิซึมภายนอกร่างกายของสัตว์หรือบุคคลนั้นน่าทึ่งมาก

ทฤษฎีของ A.M.Butlerov

บทบาทของโรงเรียนนักเคมีของรัสเซียในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาสารอินทรีย์นั้นยอดเยี่ยม ยุคทั้งหมดในการพัฒนาการสังเคราะห์สารอินทรีย์เกี่ยวข้องกับชื่อของ Butlerov, Markovnikov, Zelinsky, Lebedev ผู้ก่อตั้งทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบคือ A.M. Butlerov นักเคมีที่มีชื่อเสียงในยุค 60 ของศตวรรษที่ XIX อธิบายองค์ประกอบของสารอินทรีย์ สาเหตุของความหลากหลายของโครงสร้าง เผยให้เห็นความสัมพันธ์ที่มีอยู่ระหว่างองค์ประกอบ โครงสร้าง และคุณสมบัติของสาร

บนพื้นฐานของข้อสรุปของ Butlerov ไม่เพียงแต่จะจัดระบบความรู้เกี่ยวกับสารประกอบอินทรีย์ที่มีอยู่แล้วเท่านั้น เป็นไปได้ที่จะทำนายคุณสมบัติของสารที่วิทยาศาสตร์ยังไม่รู้จัก เพื่อสร้างแผนการทางเทคโนโลยีสำหรับการผลิตในสภาพอุตสาหกรรม แนวคิดมากมายของนักเคมีอินทรีย์ชั้นนำในปัจจุบันกำลังดำเนินการอย่างเต็มที่

เมื่อไฮโดรคาร์บอนถูกออกซิไดซ์ จะได้สารอินทรีย์ใหม่ - ตัวแทนของคลาสอื่น (อัลดีไฮด์, คีโตน, แอลกอฮอล์, กรดคาร์บอกซิลิก) ตัวอย่างเช่น ใช้อะเซทิลีนในปริมาณมากในการผลิตกรดอะซิติก ส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยานี้ถูกใช้เพื่อการผลิตเส้นใยสังเคราะห์เพิ่มเติม สารละลายกรด (9% และ 6%) มีอยู่ในบ้านทุกหลัง - นี่คือน้ำส้มสายชูธรรมดา การออกซิเดชันของสารอินทรีย์ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการได้รับสารประกอบที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม การเกษตร และการแพทย์เป็นจำนวนมาก

อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

กลิ่นหอมในโมเลกุลของสารอินทรีย์คือการมีอยู่ของนิวเคลียสของเบนซีนหนึ่งหรือหลายนิวเคลียส ห่วงโซ่ของอะตอมคาร์บอน 6 ตัวถูกปิดในวงแหวนทำให้เกิดพันธะคอนจูเกตดังนั้นคุณสมบัติของไฮโดรคาร์บอนดังกล่าวจึงไม่เหมือนกับไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ

อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (หรือสนามประลอง) มีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่ง หลายคนใช้กันอย่างแพร่หลาย: เบนซิน, โทลูอีน, ไซลีน ใช้เป็นตัวทำละลายและวัตถุดิบในการผลิตยา สีย้อม ยาง ยาง และผลิตภัณฑ์สังเคราะห์อื่นๆ

สารประกอบออกซิเจน

อะตอมของออกซิเจนมีอยู่ในสารอินทรีย์กลุ่มใหญ่ พวกมันรวมอยู่ในส่วนที่กระฉับกระเฉงที่สุดของโมเลกุลซึ่งเป็นกลุ่มหน้าที่ของมัน แอลกอฮอล์มีไฮดรอกซิลสปีชีส์หนึ่งชนิดหรือมากกว่า —OH ตัวอย่างของแอลกอฮอล์: เมทานอล เอทานอล กลีเซอรีน ในกรดคาร์บอกซิลิก มีอนุภาคที่ใช้งานได้อีกชนิดหนึ่งคือคาร์บอกซิล (—COOH)

สารประกอบอินทรีย์ที่เติมออกซิเจนอื่นๆ ได้แก่ อัลดีไฮด์และคีโตน กรดคาร์บอกซิลิก แอลกอฮอล์ และอัลดีไฮด์มีอยู่ในปริมาณมากในอวัยวะพืชต่างๆ สามารถเป็นแหล่งเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ (กรดอะซิติก เอทิลแอลกอฮอล์ เมนทอล)

ไขมันเป็นสารประกอบของกรดคาร์บอกซิลิกและกลีเซอรอลไตรไฮดริกแอลกอฮอล์ นอกจากแอลกอฮอล์และกรดของโครงสร้างเชิงเส้นแล้ว ยังมีสารประกอบอินทรีย์ที่มีวงแหวนเบนซีนและกลุ่มฟังก์ชันอีกด้วย ตัวอย่างของแอลกอฮอล์อะโรมาติก: ฟีนอล โทลูอีน

คาร์โบไฮเดรต

สารอินทรีย์ที่สำคัญที่สุดของร่างกายที่ประกอบเป็นเซลล์ ได้แก่ โปรตีน เอนไซม์ กรดนิวคลีอิก คาร์โบไฮเดรต และไขมัน (ลิปิด) คาร์โบไฮเดรตอย่างง่าย - โมโนแซ็กคาไรด์ - พบได้ในเซลล์ในรูปแบบของไรโบส, ดีออกซีไรโบส, ฟรุกโตสและกลูโคส คาร์โบไฮเดรตสุดท้ายในรายการสั้นๆ นี้คือสารเมแทบอลิซึมหลักในเซลล์ ไรโบสและดีออกซีไรโบสเป็นส่วนประกอบของกรดไรโบนิวคลีอิกและดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (RNA และ DNA)

เมื่อโมเลกุลของกลูโคสถูกทำลายลง พลังงานก็จะถูกปลดปล่อยออกมา ซึ่งจำเป็นต่อชีวิต ขั้นแรก มันถูกเก็บไว้ระหว่างการก่อตัวของตัวพาพลังงาน - กรดอะดีโนซีนไตรฟอสฟอริก (ATP) สารนี้ถูกลำเลียงโดยเลือด ส่งไปยังเนื้อเยื่อและเซลล์ ด้วยการแตกแยกอย่างต่อเนื่องของกรดฟอสฟอริกสามตกค้างจากอะดีโนซีน พลังงานจะถูกปลดปล่อยออกมา

ไขมัน

ลิปิดเป็นสารของสิ่งมีชีวิตที่มีคุณสมบัติเฉพาะ ไม่ละลายในน้ำ เป็นอนุภาคที่ไม่ชอบน้ำ ที่อุดมไปด้วยสารในกลุ่มนี้โดยเฉพาะ ได้แก่ เมล็ดพืชและผลของพืชบางชนิด เนื้อเยื่อประสาท ตับ ไต เลือดของสัตว์และมนุษย์

ผิวหนังของมนุษย์และสัตว์มีต่อมไขมันขนาดเล็กจำนวนมาก สารคัดหลั่งที่หลั่งออกมาจะปรากฏบนพื้นผิวของร่างกายหล่อลื่นป้องกันการสูญเสียความชื้นและการแทรกซึมของจุลินทรีย์ ชั้นของเนื้อเยื่อไขมันใต้ผิวหนังปกป้องอวัยวะภายในจากความเสียหายทำหน้าที่เป็นสารสำรอง

กระรอก

โปรตีนประกอบขึ้นมากกว่าครึ่งหนึ่งของสารอินทรีย์ทั้งหมดในเซลล์ ในเนื้อเยื่อบางส่วน เนื้อหาถึง 80% โปรตีนทุกประเภทมีลักษณะเฉพาะที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง มีโครงสร้างปฐมภูมิ ทุติยภูมิ อุดมศึกษา และควอเทอร์นารี เมื่อถูกความร้อนจะถูกทำลาย - เกิดการเสียสภาพ โครงสร้างหลักคือสายโซ่กรดอะมิโนขนาดใหญ่สำหรับพิภพเล็ก ภายใต้การกระทำของเอ็นไซม์พิเศษในระบบย่อยอาหารของสัตว์และมนุษย์ โมเลกุลของโปรตีนจะแตกตัวออกเป็นส่วนๆ พวกมันเข้าสู่เซลล์ที่มีการสังเคราะห์สารอินทรีย์ - โปรตีนอื่น ๆ ที่เฉพาะเจาะจงสำหรับสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด - เกิดขึ้น

เอ็นไซม์และหน้าที่ของมัน

ปฏิกิริยาในเซลล์ดำเนินไปในอัตราที่ทำได้ยากภายใต้สภาวะอุตสาหกรรม ต้องขอบคุณตัวเร่งปฏิกิริยา - เอนไซม์ มีเอนไซม์ที่ทำหน้าที่เฉพาะกับโปรตีน - ไลเปส การไฮโดรไลซิสของแป้งเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของอะไมเลส ไลเปสจำเป็นสำหรับการสลายตัวเป็นส่วนที่เป็นส่วนประกอบของไขมัน กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด หากบุคคลไม่มีเอนไซม์ในเซลล์ก็จะส่งผลต่อการเผาผลาญโดยทั่วไปสุขภาพ

กรดนิวคลีอิก

สารที่ค้นพบครั้งแรกและแยกออกจากนิวเคลียสของเซลล์ ทำหน้าที่ถ่ายโอนลักษณะทางพันธุกรรม จำนวนหลักของ DNA มีอยู่ในโครโมโซมและโมเลกุล RNA จะอยู่ในไซโตพลาสซึม ด้วยการทำซ้ำของ DNA (การเสแสร้ง) มันเป็นไปได้ที่จะส่งข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังเซลล์สืบพันธุ์ - gametes เมื่อรวมกันแล้ว สิ่งมีชีวิตใหม่จะได้รับสารพันธุกรรมจากพ่อแม่ของมัน

เดิมเรียกว่าเคมีของสารที่ได้จากสิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์ มนุษยชาติคุ้นเคยกับสารดังกล่าวมาตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนรู้จักวิธีเอาน้ำส้มสายชูจากไวน์เปรี้ยว และน้ำมันหอมระเหยจากพืช สกัดน้ำตาลจากอ้อย สกัดสีย้อมธรรมชาติจากสิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์

นักเคมีแบ่งสารทั้งหมดตามแหล่งที่มาของการผลิตออกเป็นแร่ธาตุ (อนินทรีย์) สัตว์และพืช (อินทรีย์)

เชื่อกันมานานแล้วว่าเพื่อให้ได้สารอินทรีย์จำเป็นต้องมี "พลังสำคัญ" เป็นพิเศษ - กับ Vitalis ซึ่งทำหน้าที่เฉพาะในสิ่งมีชีวิตและนักเคมีสามารถแยกสารอินทรีย์ออกจากผลิตภัณฑ์เท่านั้น

นักเคมีชาวสวีเดน ประธาน Royal Academy of Sciences แห่งสวีเดน การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ครอบคลุมปัญหาหลักทั้งหมดของเคมีทั่วไปในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 เขาทดลองตรวจสอบและพิสูจน์ความน่าเชื่อถือของกฎความคงตัวขององค์ประกอบและอัตราส่วนหลายเท่าที่เกี่ยวข้องกับออกไซด์อนินทรีย์และสารประกอบอินทรีย์ หามวลอะตอมของธาตุเคมี 45 ธาตุ เขาแนะนำการกำหนดองค์ประกอบทางเคมีที่ทันสมัยและสูตรแรกของสารประกอบทางเคมี

นักเคมีชาวสวีเดน J.J. Berzelius นิยามเคมีอินทรีย์ว่าเป็นเคมีของสารจากพืชหรือสัตว์ที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของ "พลังชีวิต" Berzelius เป็นผู้แนะนำแนวคิดเกี่ยวกับสารอินทรีย์และเคมีอินทรีย์

การพัฒนาเคมีนำไปสู่การสะสมข้อเท็จจริงจำนวนมากและการล่มสลายของหลักคำสอนของ "พลังชีวิต" - พลังชีวิต นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน F. Wöhlerทำการสังเคราะห์สารอินทรีย์ครั้งแรกในปี 1824 - เขาได้รับกรดออกซาลิกจากปฏิกิริยาของสารอนินทรีย์สองชนิด - ไซยาโนเจนและน้ำ:

N = - C-C = N + 4H 2 0 -> COOH + 2NH 3
UNSD
กรดไซยาโนเจนออกซาลิก

และในปี พ.ศ. 2371 Wöhlerได้ให้ความร้อนกับสารละลายแอมโมเนียมไซยาเนตที่เป็นน้ำซึ่งได้รับยูเรียซึ่งเป็นของเสียจากสิ่งมีชีวิตในสัตว์:

ประหลาดใจกับผลลัพธ์นี้ Wöhler เขียนถึง Berzelius: "ฉันต้องบอกคุณว่าฉันสามารถเตรียมยูเรียได้โดยไม่ต้องใช้ไตหรือสิ่งมีชีวิตของสัตว์โดยทั่วไป ... "

วอห์เลอร์ ฟรีดริช (1800-1882)

นักเคมีชาวเยอรมัน สมาชิกต่างประเทศของ St. Petersburg Academy of Sciences (ตั้งแต่ 1853) งานวิจัยของเขามุ่งเน้นไปที่เคมีอนินทรีย์และอินทรีย์ ค้นพบกรดไซยานิก (1822) อะลูมิเนียมที่ได้รับ (1827) เบริลเลียมและอิตเทรียม (1828)

ในปีต่อๆ มา การสังเคราะห์อนิลีนที่ยอดเยี่ยมโดย G. Kolbe และ E. Frankland (1842), ไขมันโดย M. Bergoo (1854) และสารที่มีรสหวานโดย A. Butlerov (1861) และคนอื่นๆ ได้ฝังตำนานของ "กำลังสำคัญ" ไว้ในที่สุด ."

คำจำกัดความคลาสสิกของ K. Schorlemmer ปรากฏขึ้นซึ่งไม่ได้สูญเสียความสำคัญไปกว่า 120 ปีต่อมา:

"เคมีอินทรีย์คือเคมีของไฮโดรคาร์บอนและอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอน กล่าวคือ ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นเมื่อไฮโดรเจนถูกแทนที่ด้วยอะตอมหรือกลุ่มอะตอมอื่น"

ปัจจุบันเคมีอินทรีย์มักถูกเรียกว่าเคมีของสารประกอบคาร์บอน ทำไมในกว่าร้อยองค์ประกอบของตารางธาตุของ D.I.Mendeleev ธรรมชาติจึงใส่คาร์บอนเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด? คำตอบสำหรับคำถามนี้ไม่ชัดเจน คุณจะเข้าใจอะไรมากเมื่อคุณตรวจสอบโครงสร้างของอะตอมคาร์บอนและเข้าใจคำพูดของ D. I. Mendeleev ซึ่งเขากล่าวไว้ใน "ความรู้พื้นฐานด้านเคมี" ของเขาเกี่ยวกับองค์ประกอบที่น่าทึ่งนี้: รูปแบบและประเภท ... ความสามารถของอะตอมคาร์บอนใน รวมเข้าด้วยกันและให้อนุภาคที่ซับซ้อนปรากฏในสารประกอบคาร์บอนทั้งหมด ... ในองค์ประกอบใด ๆ ... ความสามารถในการทำให้ซับซ้อนไม่ได้พัฒนาในระดับเดียวกับในคาร์บอน ... ไม่มีองค์ประกอบคู่เดียวไม่ให้ สารประกอบได้มากเท่ากับคาร์บอนที่มีไฮโดรเจน”

พันธะของอะตอมคาร์บอนจำนวนมากที่มีกันและกันและกับอะตอมของธาตุอื่นๆ (ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส) ที่ประกอบเป็นสารอินทรีย์สามารถถูกทำลายได้ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยทางธรรมชาติ ดังนั้นคาร์บอนจึงทำให้เกิดวัฏจักรต่อเนื่องในธรรมชาติ: จากบรรยากาศ (คาร์บอนไดออกไซด์) ไปจนถึงพืช (การสังเคราะห์ด้วยแสง) จากพืชสู่สัตว์ จากสิ่งมีชีวิตสู่ความตาย จากความตายสู่สิ่งมีชีวิต ... (รูปที่ 1)

สารอินทรีย์มีคุณสมบัติหลายประการที่แตกต่างจากสารอนินทรีย์:

1. มีสารอนินทรีย์มากกว่า 100,000 เล็กน้อยในขณะที่อินทรีย์ - เกือบ 18 ล้าน (ตารางที่ 1)

ข้าว. 1. วัฏจักรคาร์บอนในธรรมชาติ

2. องค์ประกอบของสารอินทรีย์ทั้งหมดประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจน ดังนั้นส่วนใหญ่จึงติดไฟได้ และเมื่อถูกเผาไหม้ จำเป็นต้องก่อตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ

3. สารอินทรีย์ถูกสร้างขึ้นอย่างซับซ้อนกว่าสารอนินทรีย์ และสารอินทรีย์หลายชนิดมีน้ำหนักโมเลกุลมาก เช่น สารที่เกิดจากกระบวนการชีวิต เช่น โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต กรดนิวคลีอิก เป็นต้น

4. สารอินทรีย์สามารถจัดเรียงเป็นแถวที่คล้ายคลึงกันในองค์ประกอบ โครงสร้าง และคุณสมบัติ - คล้ายคลึงกัน

อนุกรมคล้ายคลึงกันคือชุดของสารที่จัดเรียงจากน้อยไปหามากของน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ ซึ่งมีโครงสร้างและคุณสมบัติทางเคมีคล้ายคลึงกัน โดยที่แต่ละเทอมจะแตกต่างจากคำก่อนหน้าโดยความแตกต่างที่คล้ายคลึงกัน CH 2

ตารางที่ 1. การเติบโตของจำนวนสารประกอบอินทรีย์ที่รู้จัก

5. สารอินทรีย์มีลักษณะเป็นไอโซเมอร์ ซึ่งหาได้ยากมากในหมู่สารอนินทรีย์ พิจารณาตัวอย่างไอโซเมอร์ที่คุณพบในชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 อะไรคือสาเหตุของความแตกต่างในคุณสมบัติของไอโซเมอร์?

Isomerism เป็นปรากฏการณ์ของการมีอยู่ของสารต่างๆ - ไอโซเมอร์ที่มีองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณเหมือนกันนั่นคือสูตรโมเลกุลเดียวกัน

ความรู้ทั่วไปที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเกี่ยวกับสารอนินทรีย์คือกฎธาตุและตารางธาตุโดย D. I. Mendeleev สำหรับสารอินทรีย์ สิ่งที่คล้ายคลึงกันของลักษณะทั่วไปนี้คือทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ของ AM Butlerov จำสิ่งที่ Butlerov เข้าใจโดยโครงสร้างทางเคมี กำหนดบทบัญญัติหลักของทฤษฎีนี้

เพื่อแสดงคุณลักษณะเชิงปริมาณของความสามารถของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งตัวในการรวมกับอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีอื่นจำนวนหนึ่งในเคมีอนินทรีย์ ซึ่งสารส่วนใหญ่มีโครงสร้างที่ไม่ใช่โมเลกุล แนวคิดของ "สถานะออกซิเดชัน" จึงถูกนำมาใช้ ในเคมีอินทรีย์ ซึ่งสารประกอบส่วนใหญ่มีโครงสร้างโมเลกุล ใช้คำว่า "วาเลนซ์" จำไว้ว่าแนวคิดเหล่านี้หมายถึงอะไร เปรียบเทียบพวกเขา

ความสำคัญของเคมีอินทรีย์ในชีวิตของเรานั้นยิ่งใหญ่ ในสิ่งมีชีวิตใด ๆ การเปลี่ยนแปลงหลายอย่างของสารอินทรีย์บางชนิดไปเป็นอย่างอื่นเกิดขึ้นได้ทุกเมื่อ ดังนั้นหากไม่มีความรู้เกี่ยวกับเคมีอินทรีย์จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าใจว่าการทำงานของระบบที่สร้างสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นอย่างไรนั่นคือยากที่จะเข้าใจชีววิทยาและการแพทย์

ด้วยความช่วยเหลือของการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ทำให้ได้สารอินทรีย์ที่หลากหลาย: เส้นใยประดิษฐ์และใยสังเคราะห์, ยาง, พลาสติก, สีย้อม, ยาฆ่าแมลง (นี่คืออะไร?), วิตามินสังเคราะห์, ฮอร์โมน, ยา ฯลฯ

ผลิตภัณฑ์และวัสดุที่ทันสมัยหลายอย่างที่เราขาดไม่ได้คือสารอินทรีย์ (ตารางที่ 2)

เนื้อหาบทเรียน โครงร่างบทเรียนสนับสนุนการนำเสนอบทเรียนกรอบแบบเร่งรัด เทคโนโลยีแบบโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัด แบบทดสอบตนเอง เวิร์กช็อป การฝึกอบรม เคส เควส การบ้าน การบ้าน คำถามการสนทนา คำถามเชิงโวหารจากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย, รูปภาพ, ชาร์ต, ตาราง, เรื่องตลก, เรื่องตลก, เรื่องตลก, อุปมาการ์ตูน, คำพูด, ปริศนาอักษรไขว้, คำพูด อาหารเสริม บทคัดย่อบทความ เกร็ดความรู้ แผ่นโกง หนังสือเรียน คำศัพท์พื้นฐานและคำศัพท์อื่นๆ เพิ่มเติม การปรับปรุงตำราและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในบทช่วยสอนการปรับปรุงชิ้นส่วนในตำราองค์ประกอบนวัตกรรมในบทเรียนแทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบแผนปฏิทินสำหรับปี ข้อเสนอแนะเชิงระเบียบวิธีของโปรแกรมสนทนา บทเรียนแบบบูรณาการ

ดังที่คุณทราบ สารทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทใหญ่ ๆ - แร่ธาตุและอินทรีย์ ตัวอย่างสารอนินทรีย์หรือแร่ธาตุจำนวนมากสามารถอ้างถึงได้ เช่น เกลือ โซดา โพแทสเซียม แต่การเชื่อมต่อประเภทใดที่อยู่ในประเภทที่สอง สารอินทรีย์มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

กระรอก

โปรตีนเป็นตัวอย่างที่สำคัญที่สุดของสารอินทรีย์ ได้แก่ ไนโตรเจน ไฮโดรเจน และออกซิเจน นอกจากนี้บางครั้งอะตอมของกำมะถันยังสามารถพบได้ในโปรตีนบางชนิด

โปรตีนเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งและมักพบในธรรมชาติ โปรตีนมีลักษณะเฉพาะบางอย่างไม่เหมือนกับสารประกอบอื่นๆ คุณสมบัติหลักคือน้ำหนักโมเลกุลมหาศาล ตัวอย่างเช่น น้ำหนักโมเลกุลของอะตอมของแอลกอฮอล์คือ 46, เบนซีน - 78 และเฮโมโกลบิน - 152,000 เมื่อเปรียบเทียบกับโมเลกุลของสารอื่นๆ โปรตีนเป็นยักษ์ใหญ่จริงๆ นักชีววิทยาบางครั้งเรียกว่าโมเลกุลขนาดใหญ่

โปรตีนเป็นโครงสร้างอินทรีย์ที่ซับซ้อนที่สุด พวกมันอยู่ในคลาสของโพลีเมอร์ หากคุณดูโมเลกุลโพลีเมอร์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ คุณจะเห็นว่ามันเป็นสายโซ่ที่ประกอบด้วยโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่า เรียกว่าโมโนเมอร์และทำซ้ำหลายครั้งในโพลีเมอร์

นอกจากโปรตีนแล้ว ยังมีพอลิเมอร์จำนวนมาก เช่น ยาง เซลลูโลส และแป้งธรรมดา นอกจากนี้ โพลีเมอร์จำนวนมากถูกสร้างขึ้นด้วยมือมนุษย์ เช่น ไนลอน ลาวาซาน โพลิเอทิลีน

การสร้างโปรตีน

โปรตีนเกิดขึ้นได้อย่างไร? เหล่านี้เป็นตัวอย่างของสารอินทรีย์ซึ่งองค์ประกอบในสิ่งมีชีวิตถูกกำหนดโดยรหัสพันธุกรรม ในการสังเคราะห์ ในกรณีส่วนใหญ่ มีการใช้ชุดค่าผสมต่างๆ

นอกจากนี้ กรดอะมิโนใหม่สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อโปรตีนเริ่มทำงานในเซลล์ อย่างไรก็ตามพบเฉพาะกรดอัลฟาอะมิโนเท่านั้น โครงสร้างหลักของสารที่อธิบายไว้ถูกกำหนดโดยลำดับของกรดอะมิโนตกค้าง และในกรณีส่วนใหญ่ สายโซ่โพลีเปปไทด์ระหว่างการก่อตัวของโปรตีนจะบิดเป็นเกลียวซึ่งจุดหมุนอยู่ใกล้กัน อันเป็นผลมาจากการก่อตัวของสารประกอบไฮโดรเจนจึงมีโครงสร้างที่ค่อนข้างแข็งแรง

ไขมัน

ไขมันเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของอินทรียวัตถุ มนุษย์รู้จักไขมันหลายประเภท: เนย น้ำมันเนื้อวัวและปลา น้ำมันพืช ไขมันจะก่อตัวในเมล็ดพืชในปริมาณมาก หากคุณใส่เมล็ดทานตะวันที่ปอกเปลือกแล้วลงบนกระดาษแล้วกดลงไป คราบมันจะยังคงอยู่บนแผ่น

คาร์โบไฮเดรต

คาร์โบไฮเดรตมีความสำคัญไม่น้อยในธรรมชาติ พบได้ในอวัยวะพืชทั้งหมด คลาสของคาร์โบไฮเดรตประกอบด้วยน้ำตาล แป้ง และไฟเบอร์ หัวมันฝรั่งและผลไม้กล้วยอุดมไปด้วยพวกเขา การตรวจจับแป้งในมันฝรั่งทำได้ง่ายมาก เมื่อทำปฏิกิริยากับไอโอดีน คาร์โบไฮเดรตนี้จะกลายเป็นสีน้ำเงิน คุณสามารถตรวจสอบสิ่งนี้ได้หากคุณหยดไอโอดีนเล็กน้อยลงบนมันฝรั่ง

น้ำตาลก็หาได้ง่ายเช่นกัน พวกมันมีรสหวานทั้งหมด คาร์โบไฮเดรตในชั้นนี้จำนวนมากพบได้ในผลองุ่น แตงโม แตง และต้นแอปเปิ้ล พวกเขาเป็นตัวอย่างของสารอินทรีย์ที่ผลิตภายใต้สภาวะเทียม ตัวอย่างเช่น น้ำตาลสกัดจากอ้อย

คาร์โบไฮเดรตเกิดขึ้นได้อย่างไรในธรรมชาติ? ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง คาร์โบไฮเดรตเป็นสารอินทรีย์ที่มีอะตอมของคาร์บอนหลายสาย พวกเขายังรวมถึงกลุ่มไฮดรอกซิลหลายกลุ่ม ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง น้ำตาลอนินทรีย์จะเกิดขึ้นจากคาร์บอนมอนอกไซด์และกำมะถัน

เซลลูโลส

ไฟเบอร์เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของอินทรียวัตถุ ส่วนใหญ่มีอยู่ในเมล็ดฝ้ายเช่นเดียวกับลำต้นและใบ ไฟเบอร์ประกอบด้วยโพลีเมอร์เชิงเส้นซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลตั้งแต่ 500,000 ถึง 2 ล้าน

ในรูปบริสุทธิ์ เป็นสารที่ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส และไม่มีสี ใช้ในการผลิตฟิล์มถ่ายภาพ กระดาษแก้ว วัตถุระเบิด ในร่างกายมนุษย์ไฟเบอร์จะไม่ถูกดูดซึม แต่เป็นส่วนที่จำเป็นของอาหารเนื่องจากช่วยกระตุ้นกระเพาะอาหารและลำไส้

สารอินทรีย์และอนินทรีย์

มีตัวอย่างมากมายของการก่อตัวของสารอินทรีย์ และประการที่สองมักมาจากแร่ธาตุ - สิ่งไม่มีชีวิตซึ่งก่อตัวขึ้นในส่วนลึกของโลก พวกเขายังเป็นส่วนหนึ่งของหินต่างๆ

ภายใต้สภาวะธรรมชาติ สารอนินทรีย์จะเกิดขึ้นในกระบวนการทำลายแร่ธาตุหรือสารอินทรีย์ ในทางกลับกัน สารอินทรีย์เกิดจากแร่ธาตุอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น พืชดูดซับน้ำด้วยสารประกอบที่ละลายอยู่ในนั้น ซึ่งต่อมาย้ายจากประเภทหนึ่งไปอีกประเภทหนึ่ง สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ใช้สารอินทรีย์เป็นสารอาหาร

เหตุผลของความหลากหลาย

บ่อยครั้งเด็กนักเรียนหรือนักเรียนจำเป็นต้องตอบคำถามว่าอะไรคือสาเหตุของความหลากหลายของสารอินทรีย์ ปัจจัยหลักคืออะตอมของคาร์บอนเชื่อมต่อกันโดยใช้พันธะสองประเภท - แบบง่ายและแบบหลายชั้น พวกเขายังสามารถสร้างโซ่ อีกเหตุผลหนึ่งคือความหลากหลายขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ ที่ประกอบเป็นอินทรียวัตถุ นอกจากนี้ความหลากหลายนั้นเกิดจาก allotropy ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ของการมีอยู่ขององค์ประกอบเดียวกันในสารประกอบที่แตกต่างกัน

สารอนินทรีย์เกิดขึ้นได้อย่างไร? สารอินทรีย์ธรรมชาติและสารสังเคราะห์และตัวอย่างได้รับการศึกษาทั้งในโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลายและในสถาบันอุดมศึกษาเฉพาะทาง การก่อตัวของสารอนินทรีย์ไม่ซับซ้อนเท่าการก่อตัวของโปรตีนหรือคาร์โบไฮเดรต ตัวอย่างเช่น สมัยก่อนผู้คนได้สกัดโซดาจากทะเลสาบโซดา ในปี ค.ศ. 1791 นักวิทยาศาสตร์เคมี Nicolas Leblanc เสนอให้สังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการโดยใช้ชอล์ก เกลือ และกรดซัลฟิวริก เมื่อทุกคนคุ้นเคยกับวันนี้ โซดาเป็นผลิตภัณฑ์ที่ค่อนข้างแพง ในการดำเนินการทดลอง จำเป็นต้องเผาเกลือแกงร่วมกับกรด จากนั้นจึงเผาซัลเฟตที่ได้ร่วมกับหินปูนและถ่าน

อีกประการหนึ่งคือโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตหรือโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต สารนี้ได้มาจากอุตสาหกรรม กระบวนการก่อตัวประกอบด้วยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์และแอโนดแมงกานีส ในกรณีนี้ แอโนดจะค่อยๆ ละลายไปกับการก่อตัวของสารละลายสีม่วง ซึ่งเป็นโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตที่รู้จักกันดี