Organik madde, karbon içeren kimyasal bir bileşiktir. Tek istisnalar karbonik asit, karbürler, karbonatlar, siyanürler ve karbon oksitleridir.
Tarih
"Organik maddeler" teriminin kendisi, kimyanın erken gelişim aşamasında bilim adamlarının günlük yaşamında ortaya çıktı. O zamanlar dirimselci dünya görüşleri egemendi. Aristoteles ve Pliny geleneklerinin bir devamıydı. Bu dönemde alimler dünyayı canlı ve cansız olarak ikiye bölmekle meşguldüler. Aynı zamanda, istisnasız tüm maddeler açıkça mineral ve organik olarak ayrıldı. "Canlı" maddelerin bileşiklerinin sentezi için özel bir "kuvvet" gerektiğine inanılıyordu. Tüm canlıların doğasında vardır ve onsuz organik elementler oluşamaz.
Modern bilim için gülünç olan bu ifade, 1828'de Friedrich Wöhler tarafından deneysel olarak reddedilene kadar çok uzun bir süre egemen oldu. İnorganik amonyum siyanattan organik üre elde edebildi. Bu kimyayı ileriye taşıdı. Ancak, maddelerin organik ve inorganik olarak ayrılması günümüzde korunmuştur. Sınıflandırmanın temelini oluşturur. Neredeyse 27 milyon organik bileşik bilinmektedir.
Neden bu kadar çok organik bileşik var?
Organik madde, birkaç istisna dışında bir karbon bileşiğidir. Aslında bu çok merak edilen bir unsurdur. Karbon, atomlarından zincirler oluşturabilir. Aralarındaki bağlantının stabil olması çok önemli.
Ayrıca, organik maddelerdeki karbon değerlik gösterir - IV. Bundan, bu elementin diğer maddelerle sadece tek değil, aynı zamanda çift ve üçlü bağlar oluşturabildiğini takip eder. Çoklukları arttıkça atom zinciri kısalır. Aynı zamanda, bağlantının kararlılığı yalnızca artar.
Ayrıca karbon, düz, doğrusal ve üç boyutlu yapılar oluşturma yeteneğine sahiptir. Bu yüzden doğada bu kadar çok farklı organik madde var.
Kompozisyon
Yukarıda bahsedildiği gibi, organik madde karbon bileşikleridir. Ve bu çok önemli. Organik bileşikler, periyodik tablonun hemen hemen her elementi ile ilişkilendirildiğinde ortaya çıkar. Doğada, çoğu zaman bileşimleri (karbona ek olarak) oksijen, hidrojen, kükürt, azot ve fosfor içerir. Kalan öğeler çok daha nadirdir.
Özellikler
Yani, organik madde bir karbon bileşiğidir. Ancak, karşılaması gereken birkaç önemli kriter vardır. Organik kökenli tüm maddelerin ortak özellikleri vardır:
1. atomlar arasında var olanfarklı bağ tipolojisi kaçınılmaz olarak izomerlerin ortaya çıkmasına neden olur. Her şeyden önce, karbon moleküllerinin bir araya gelmesiyle oluşurlar. İzomerler, aynı moleküler ağırlığa ve bileşime sahip ancak farklı kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip farklı maddelerdir. Bu fenomene izomerizm denir.
2. Diğer bir kriter de homoloji olgusudur. Bunlar, komşu maddelerin formülünün bir grup CH2 ile öncekilerden farklı olduğu organik bileşikler dizisidir. Bu önemli özellik malzeme biliminde uygulanmaktadır.
Organik maddelerin sınıfları nelerdir?
Birkaç organik bileşik sınıfı vardır. Herkes tarafından bilinirler. Bunlar proteinler, lipidler ve karbonhidratlardır. Bu gruplar biyolojik polimerler olarak adlandırılabilir. Herhangi bir organizmada hücresel düzeyde metabolizmaya katılırlar. Bu gruba ayrıca nükleik asitler dahildir. Yani organik maddenin her gün yediğimiz, yaptığımız şey olduğunu söyleyebiliriz.
Proteinler
Proteinler yapısal bileşenlerden oluşur - amino asitler. Bunlar onların monomerleridir. Proteinlere protein de denir. Yaklaşık 200 çeşit amino asit bilinmektedir. Hepsi canlı organizmalarda bulunur. Ancak bunlardan sadece yirmi tanesi proteinlerin bileşenleridir. Bunlara temel denir. Ancak literatürde daha az popüler terimler de bulabilirsiniz - proteinojenik ve protein oluşturan amino asitler. Bu organik madde sınıfının formülü, amin (-NH2) ve karboksil (-COOH) bileşenleri içerir. Birbirlerine aynı karbon bağlarıyla bağlıdırlar.
Protein İşlevleri
Bitkilerin ve hayvanların vücudundaki proteinler birçok önemli işlevi yerine getirir. Ama asıl olan yapısaldır. Proteinler, hücre zarının ana bileşenleri ve hücrelerdeki organellerin matrisidir. Vücudumuzda atardamar, toplardamar ve kılcal damarların, tendon ve kıkırdakların, tırnakların ve saçların tüm duvarları esas olarak farklı proteinlerden oluşur.
Sonraki işlev enzimatiktir. Proteinler enzim görevi görür. Vücuttaki kimyasal reaksiyonları katalize ederler. Sindirim sistemindeki besinlerin parçalanmasından sorumludurlar. Bitkilerde enzimler, fotosentez sırasında karbonun konumunu sabitler.
Bazı protein türleri vücutta oksijen gibi çeşitli maddeler taşır. Organik madde de onlara katılabilir. Taşıma işlevi bu şekilde çalışır. Proteinler kan damarları yoluyla metal iyonları, yağ asitleri, hormonlar ve tabii ki karbondioksit ve hemoglobin taşır. Taşıma, hücreler arası düzeyde de gerçekleşir.
Protein bileşikleri - immünoglobulinler - koruyucu işlevden sorumludur. Bunlar kan antikorlarıdır. Örneğin, trombin ve fibrinojen, pıhtılaşma sürecinde aktif olarak yer alır. Böylece daha fazla kan kaybını önlerler.
Proteinler ayrıca kasılma işlevini yerine getirmekten sorumludur. Miyozin ve aktin protofibrillerinin birbirine göre sürekli kayma hareketleri yapması nedeniyle kas lifleri kasılır. Ancak tek hücreli organizmalarda bile, benzersüreçler. Bakteri kamçısının hareketi, protein yapısında olan mikrotübüllerin kaymasıyla da doğrudan ilişkilidir.
Organik maddenin oksidasyonu büyük miktarda enerji açığa çıkarır. Ancak, kural olarak, proteinler çok nadiren enerji ihtiyaçları için tüketilir. Bu, tüm stoklar tükendiğinde olur. Lipitler ve karbonhidratlar bunun için en uygunudur. Bu nedenle proteinler bir enerji işlevi görebilir, ancak yalnızca belirli koşullar altında.
Lipidler
Yağ benzeri bir bileşik aynı zamanda organik bir maddedir. Lipitler en basit biyolojik moleküllere aittir. Suda çözünmezler, ancak benzin, eter ve kloroform gibi polar olmayan çözeltilerde ayrışırlar. Onlar tüm canlı hücrelerin bir parçasıdır. Kimyasal olarak lipitler, alkollerin ve karboksilik asitlerin esterleridir. Bunların en ünlüsü yağlardır. Hayvanların ve bitkilerin vücudunda bu maddeler birçok önemli işlevi yerine getirir. Tıpta ve endüstride birçok lipid kullanılmaktadır.
Lipidlerin fonksiyonları
Bu organik kimyasallar, hücrelerdeki proteinlerle birlikte biyolojik zarlar oluşturur. Ama asıl işlevi enerjidir. Yağ molekülleri oksitlendiğinde büyük miktarda enerji açığa çıkar. Hücrelerde ATP oluşumuna gider. Lipidler şeklinde, vücutta önemli miktarda enerji rezervi birikebilir. Bazen normal hayatın uygulanması için gerekenden daha fazlasıdırlar. "Yağ" hücrelerinin metabolizmasındaki patolojik değişikliklerle daha fazla olur. RağmenAdil olmak gerekirse, bu tür aşırı rezervlerin sadece kış uykusuna yatan hayvanlar ve bitkiler için gerekli olduğu belirtilmelidir. Birçok insan, ağaçların ve çalıların soğuk dönemde toprakla beslendiğine inanır. Gerçekte, yaz boyunca yaptıkları sıvı ve katı yağ rezervlerini tüketiyorlar.
İnsan ve hayvan vücudunda yağlar koruyucu bir işlev de görebilir. Deri altı dokuda ve böbrekler ve bağırsaklar gibi organların çevresinde birikirler. Böylece mekanik hasara, yani şoka karşı iyi bir koruma görevi görürler.
Ayrıca, yağlar düşük bir ısı iletkenliğine sahiptir ve bu da sıcak tutmaya yardımcı olur. Bu, özellikle soğuk iklimlerde çok önemlidir. Deniz hayvanlarında deri altı yağ tabakası da iyi bir kaldırma kuvvetine katkıda bulunur. Ancak kuşlarda lipidler aynı zamanda su itici ve yağlayıcı işlevler de gerçekleştirir. Balmumu tüylerini kaplar ve onları daha esnek hale getirir. Bazı bitki türlerinin yapraklarında aynı kaplama vardır.
Karbonhidratlar
Organik formül C (H2O)m, bileşiğin sınıf karbonhidratlar. Bu moleküllerin adı, su ile aynı miktarda oksijen ve hidrojen içermeleri gerçeğini ifade eder. Bu kimyasal elementlere ek olarak, bileşikler örneğin nitrojen içerebilir.
Hücredeki karbonhidratlar, organik bileşiklerin ana grubudur. Bunlar fotosentez sürecinin birincil ürünleridir. Aynı zamanda diğer bitkilerin bitkilerindeki ilk sentez ürünleridir.alkoller, organik asitler ve amino asitler gibi maddeler. Karbonhidratlar ayrıca hayvan ve mantar hücrelerinin bir parçasıdır. Ayrıca bakteri ve protozoanın ana bileşenleri arasında bulunurlar. Yani bir hayvan hücresinde %1 ila %2 arasındadır ve bir bitki hücresinde sayıları %90'a ulaşabilir.
Bugün, sadece üç grup karbonhidrat var:
- basit şekerler (monosakaritler);
- art arda bağlanmış basit şekerlerin birkaç molekülünden oluşan oligosakkaritler;
- polisakkaritler, 10'dan fazla monosakkarit molekülü ve bunların türevlerini içerirler.
Karbonhidrat fonksiyonları
Hücredeki tüm organik maddeler belirli işlevleri yerine getirir. Yani, örneğin, glikoz ana enerji kaynağıdır. Tüm canlı organizmaların hücrelerinde parçalanır. Bu hücresel solunum sırasında olur. İlki hayvanlarda, ikincisi bitkilerde olmak üzere, glikojen ve nişasta ana enerji kaynağıdır.
Karbonhidratlar ayrıca yapısal bir işlev görür. Selüloz, bitki hücre duvarının ana bileşenidir. Ve eklembacaklılarda kitin aynı işlevi görür. Ayrıca yüksek mantarların hücrelerinde bulunur. Örnek olarak oligosakkaritler alırsak, bunlar sitoplazmik zarın bir parçasıdır - glikolipidler ve glikoproteinler şeklinde. Ayrıca, glikokaliks hücrelerde sıklıkla tespit edilir. Pentozlar, nükleik asitlerin sentezinde yer alır. Bu durumda, DNA'da deoksiriboz bulunur ve RNA'da riboz bulunur. Ayrıca, bu bileşenler koenzimlerde, örneğin FAD'de bulunur. NADP ve NAD.
Karbonhidratlar ayrıca vücutta koruyucu bir işlev görme yeteneğine sahiptir. Hayvanlarda, heparin maddesi kanın hızlı pıhtılaşmasını aktif olarak önler. Doku hasarı sırasında oluşur ve damarlarda kan pıhtılarının oluşumunu engeller. Heparin granüllerdeki mast hücrelerinde büyük miktarlarda bulunur.
Nükleik asitler
Proteinler, karbonhidratlar ve lipidlerin tümü bilinen organik madde sınıfları değildir. Kimya ayrıca nükleik asitleri de içerir. Bunlar fosfor içeren biyopolimerlerdir. Tüm canlıların hücre çekirdeğinde ve sitoplazmasında yer alarak genetik bilgilerin iletilmesini ve saklanmasını sağlarlar. Bu maddeler, somon spermatozoasını inceleyen biyokimyacı F. Miescher sayesinde keşfedildi. "Tesadüfi" bir keşifti. Biraz sonra, tüm bitki ve hayvan organizmalarında da RNA ve DNA bulundu. Nükleik asitler ayrıca virüslerin yanı sıra mantar ve bakteri hücrelerinde de izole edilmiştir.
Toplamda, doğada iki tür nükleik asit bulunur - ribonükleik (RNA) ve deoksiribonükleik (DNA). Fark başlıktan da belli. DNA, beş karbonlu bir şeker olan deoksiriboz içerir. Ve riboz RNA molekülünde bulunur.
Nükleik asitler organik kimya tarafından incelenir. Araştırma konuları da tıp tarafından belirlenir. Bilim adamlarının henüz keşfetmediği DNA kodlarında saklı birçok genetik hastalık var.
