Όπως γνωρίζετε, όλες οι ουσίες μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες - ορυκτές και οργανικές. Πολλά παραδείγματα ανόργανων ή ανόργανων ουσιών μπορούν να αναφερθούν: αλάτι, σόδα, κάλιο. Ποιοι τύποι συνδέσεων ανήκουν όμως στη δεύτερη κατηγορία; Οργανικές ουσίες υπάρχουν σε κάθε ζωντανό οργανισμό.
Πρωτεΐνες
Οι πρωτεΐνες είναι το πιο σημαντικό παράδειγμα οργανικής ύλης. Περιλαμβάνουν άζωτο, υδρογόνο και οξυγόνο. Εκτός από αυτά, μερικές φορές άτομα θείου μπορούν επίσης να βρεθούν σε ορισμένες πρωτεΐνες.
Οι πρωτεΐνες είναι μια από τις πιο σημαντικές οργανικές ενώσεις και είναι οι πιο κοινές στη φύση. Σε αντίθεση με άλλες ενώσεις, οι πρωτεΐνες έχουν ορισμένα χαρακτηριστικά γνωρίσματα. Η κύρια ιδιότητά τους είναι το τεράστιο μοριακό βάρος. Για παράδειγμα, το μοριακό βάρος ενός ατόμου αλκοόλης είναι 46, το βενζόλιο είναι 78 και η αιμοσφαιρίνη είναι 152.000. Σε σύγκριση με τα μόρια άλλων ουσιών, οι πρωτεΐνες είναι πραγματικοί γίγαντες που περιέχουν χιλιάδες άτομα. Μερικές φορές οι βιολόγοι τα αποκαλούν μακρομόρια.
Οι πρωτεΐνες είναι οι πιο σύνθετες από όλες τις βιολογικέςκτίρια. Ανήκουν στην κατηγορία των πολυμερών. Αν κοιτάξουμε ένα μόριο πολυμερούς κάτω από ένα μικροσκόπιο, μπορούμε να δούμε ότι είναι μια αλυσίδα που αποτελείται από απλούστερες δομές. Ονομάζονται μονομερή και επαναλαμβάνονται πολλές φορές στα πολυμερή.
Εκτός από τις πρωτεΐνες, υπάρχει μεγάλος αριθμός πολυμερών - καουτσούκ, κυτταρίνη, καθώς και συνηθισμένο άμυλο. Επίσης, πολλά πολυμερή δημιουργήθηκαν από τα ανθρώπινα χέρια - νάιλον, lavsan, πολυαιθυλένιο.
Σχηματισμός πρωτεΐνης
Πώς σχηματίζονται οι πρωτεΐνες; Αποτελούν παράδειγμα οργανικών ουσιών των οποίων η σύσταση στους ζωντανούς οργανισμούς καθορίζεται από τον γενετικό κώδικα. Στη σύνθεσή τους, στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων, χρησιμοποιούνται διάφοροι συνδυασμοί 20 αμινοξέων.
Επίσης, νέα αμινοξέα μπορούν να σχηματιστούν ήδη όταν η πρωτεΐνη αρχίσει να λειτουργεί στο κύτταρο. Ταυτόχρονα, μόνο άλφα-αμινοξέα βρίσκονται σε αυτό. Η πρωτογενής δομή της περιγραφόμενης ουσίας προσδιορίζεται από την αλληλουχία των υπολειμμάτων των ενώσεων αμινοξέων. Και στις περισσότερες περιπτώσεις, η πολυπεπτιδική αλυσίδα, κατά τη διάρκεια του σχηματισμού μιας πρωτεΐνης, συστρέφεται σε μια έλικα, οι στροφές της οποίας βρίσκονται κοντά η μία στην άλλη. Ως αποτέλεσμα του σχηματισμού ενώσεων υδρογόνου, έχει μια αρκετά ισχυρή δομή.
Λήπη
Τα λίπη είναι ένα άλλο παράδειγμα οργανικής ύλης. Ένα άτομο γνωρίζει πολλά είδη λιπών: βούτυρο, βοδινό και λίπος ψαριού, φυτικά έλαια. Σε μεγάλες ποσότητες σχηματίζονται λίπη στους σπόρουςφυτά. Εάν ένας αποφλοιωμένος ηλιόσπορος τοποθετηθεί σε ένα φύλλο χαρτιού και πιεστεί προς τα κάτω, ένας λιπαρός λεκές θα παραμείνει στο φύλλο.
Υδατάνθρακες
Όχι λιγότερο σημαντικοί στην άγρια ζωή είναι οι υδατάνθρακες. Βρίσκονται σε όλα τα φυτικά όργανα. Οι υδατάνθρακες περιλαμβάνουν ζάχαρη, άμυλο και φυτικές ίνες. Είναι πλούσια σε κονδύλους πατάτας, φρούτα μπανάνας. Είναι πολύ εύκολο να εντοπιστεί το άμυλο στις πατάτες. Όταν αντιδρά με ιώδιο, αυτός ο υδατάνθρακας γίνεται μπλε. Μπορείτε να το επιβεβαιώσετε ρίχνοντας λίγο ιώδιο σε μια φέτα πατάτας.
Η ζάχαρη είναι επίσης εύκολο να εντοπιστεί - όλα έχουν γλυκιά γεύση. Πολλοί υδατάνθρακες αυτής της κατηγορίας βρίσκονται στους καρπούς των σταφυλιών, των καρπουζιών, των πεπονιών, των μηλιών. Είναι παραδείγματα οργανικών ουσιών που παράγονται επίσης υπό τεχνητές συνθήκες. Για παράδειγμα, η ζάχαρη εξάγεται από ζαχαροκάλαμο.
Και πώς σχηματίζονται οι υδατάνθρακες στη φύση; Το απλούστερο παράδειγμα είναι η διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Οι υδατάνθρακες είναι οργανικές ουσίες που περιέχουν μια αλυσίδα πολλών ατόμων άνθρακα. Περιέχουν επίσης αρκετές υδροξυλομάδες. Κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, το σάκχαρο των ανόργανων ουσιών σχηματίζεται από μονοξείδιο του άνθρακα και θείο.
Fiber
Οι ίνες είναι ένα άλλο παράδειγμα οργανικής ύλης. Το μεγαλύτερο μέρος του βρίσκεται στους σπόρους του βαμβακιού, καθώς και στους μίσχους των φυτών και στα φύλλα τους. Η ίνα αποτελείται από γραμμικά πολυμερή, το μοριακό της βάρος κυμαίνεται από 500 χιλιάδες έως 2 εκατομμύρια.
Στην πιο αγνή του μορφή, αντιπροσωπεύειμια ουσία που δεν έχει οσμή, γεύση και χρώμα. Χρησιμοποιείται στην κατασκευή φωτογραφικών φιλμ, σελοφάν, εκρηκτικών. Στον ανθρώπινο οργανισμό, οι φυτικές ίνες δεν απορροφώνται, αλλά αποτελούν απαραίτητο μέρος της διατροφής, καθώς διεγείρουν το στομάχι και τα έντερα.
Οργανικές και ανόργανες ουσίες
Υπάρχουν πολλά παραδείγματα σχηματισμού οργανικών και ανόργανων ουσιών. Τα τελευταία προέρχονται πάντα από ορυκτά - άψυχα φυσικά σώματα που σχηματίζονται στα βάθη της γης. Αποτελούν επίσης μέρος διαφόρων πετρωμάτων.
Υπό φυσικές συνθήκες, σχηματίζονται ανόργανες ουσίες κατά τη διαδικασία καταστροφής ορυκτών ή οργανικών ουσιών. Από την άλλη πλευρά, οργανικές ουσίες σχηματίζονται συνεχώς από ορυκτά. Για παράδειγμα, τα φυτά απορροφούν νερό με ενώσεις διαλυμένες σε αυτό, οι οποίες στη συνέχεια μετακινούνται από τη μια κατηγορία στην άλλη. Οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν κυρίως οργανική ύλη για τροφή.
Λόγοι για τη διαφορετικότητα
Συχνά, οι μαθητές ή οι μαθητές χρειάζεται να απαντήσουν στο ερώτημα ποιοι είναι οι λόγοι για την ποικιλομορφία των οργανικών ουσιών. Ο κύριος παράγοντας είναι ότι τα άτομα άνθρακα αλληλοσυνδέονται χρησιμοποιώντας δύο τύπους δεσμών - απλούς και πολλαπλούς. Μπορούν επίσης να σχηματίσουν αλυσίδες. Ένας άλλος λόγος είναι η ποικιλία των διαφορετικών χημικών στοιχείων που περιλαμβάνονται στην οργανική ύλη. Επιπλέον, η ποικιλομορφία οφείλεται και στην αλλοτροπία - το φαινόμενο της ύπαρξης του ίδιου στοιχείου σε διαφορετικάσυνδέσεις.
Και πώς σχηματίζονται οι ανόργανες ουσίες; Οι φυσικές και συνθετικές οργανικές ουσίες και τα παραδείγματά τους μελετώνται τόσο στο γυμνάσιο όσο και σε εξειδικευμένα ανώτατα εκπαιδευτικά ιδρύματα. Ο σχηματισμός ανόργανων ουσιών δεν είναι τόσο περίπλοκη διαδικασία όσο ο σχηματισμός πρωτεϊνών ή υδατανθράκων. Για παράδειγμα, οι άνθρωποι εξάγουν σόδα από λίμνες σόδας από αμνημονεύτων χρόνων. Το 1791, ο χημικός Nicolas Leblanc πρότεινε τη σύνθεσή του στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας κιμωλία, αλάτι και θειικό οξύ. Μια φορά κι έναν καιρό, η σόδα, που είναι γνωστή σε όλους σήμερα, ήταν ένα αρκετά ακριβό προϊόν. Για τη διεξαγωγή του πειράματος, ήταν απαραίτητο να αναφλεγεί το επιτραπέζιο αλάτι μαζί με οξύ και στη συνέχεια να αναφλεγεί το προκύπτον θειικό άλας μαζί με ασβεστόλιθο και κάρβουνο.
Ένα άλλο παράδειγμα ανόργανων ουσιών είναι το υπερμαγγανικό κάλιο ή το υπερμαγγανικό κάλιο. Αυτή η ουσία λαμβάνεται σε βιομηχανικές συνθήκες. Η διαδικασία σχηματισμού συνίσταται στην ηλεκτρόλυση ενός διαλύματος υδροξειδίου του καλίου και μιας ανόδου μαγγανίου. Σε αυτή την περίπτωση, η άνοδος διαλύεται σταδιακά με το σχηματισμό ενός ιώδους διαλύματος - αυτό είναι το γνωστό υπερμαγγανικό κάλιο.
