Ორგანული ნივთიერებებია ... ორგანული ნივთიერებებია ... ორგანული ქიმია

ორგანული ნივთიერება არის ქიმიური ნაერთი, რომელშიც ნახშირბადი იმყოფება. გამონაკლისები მხოლოდ ნახშირბადის მჟავა, კარბიდები, კარბონატები, ციანიდები და ნახშირბადის ოქსიდებია.

ისტორია

ქიმიური ნალექების ადრეულ ეტაპზე მეცნიერების ყოველდღიურ ცხოვრებაში "ტერმინი" ორგანული ნივთიერებები გამოჩნდა. იმ დროს, საეკლესიო მსოფლმხედველობა დომინირებდა. ეს იყო არტიტელისა და პლინიუს ტრადიციების გაგრძელება. ამ პერიოდის განმავლობაში, შეიტყვეს მამაკაცები, რომლებიც სამყაროში ცხოვრებისა და უსიცოცხლოა. ამავე დროს, ყველა ნივთიერება, გამონაკლისის გარეშე, აშკარად იყოფა მინერალურ და ორგანულ ნივთიერებებად. ითვლებოდა, რომ "ცოცხალი" ნივთიერებების ნაერთების სინთეზირება საჭირო იყო სპეციალური "ძალის". ეს არის ყველა ცოცხალი არსება, და გარეშე ორგანული ელემენტები არ შეიძლება ჩამოყალიბდეს.

ეს განცხადება, თანამედროვე მეცნიერებისთვის სასაცილოა, ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში გაიმარჯვა, სანამ 1828 წელს ფრიდრიხ ვოჰლერი ექსპერიმენტულად უარყო. მან შეძლო ორგანული შარდოვანა არაორგანული ამონიუმის ციანიტისგან. ეს უბიძგებს ქიმიის წინსვლას. თუმცა, ორგანული და არაორგანული ნივთიერებების ნივთიერებების გაყოფა დღემდე დაძაბულია. იგი ხაზს უსვამს კლასიფიკაციას. თითქმის 27 მილიონი ორგანული ნაერთები ცნობილია.

რატომ არის ამდენი ორგანული ნაერთები?

ორგანული ნივთიერებები, ზოგიერთი გამონაკლისის გარდა, ნახშირბადის ნაერთია. სინამდვილეში ეს ძალიან საინტერესო ელემენტია. ნახშირწყალბადს შეუძლია თავისი ატომებიდან ჯაჭვების ჩამოყალიბება. ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ მათ შორის ურთიერთობა სტაბილურია.

გარდა ამისა, ორგანული ნივთიერებების ნახშირბადის ექსპონირება მოქმედებს - IV. აქედან გამომდინარეობს, რომ ამ ელემენტს შეუძლია შექმნას სხვა ნივთიერებები არა მარტო, არამედ ორმაგი და სამჯერ. როგორც მრავლობითი ზრდა, ატომების ჯაჭვი შედგება მოკლედ. ამავე დროს, კომუნიკაციის სტაბილურობა იზრდება.

გარდა ამისა, ნახშირბადის აქვს უნარი შექმნას ბინა, ხაზოვანი და მოცულობითი სტრუქტურები. ამიტომაა, რომ არსებობს სხვადასხვა ორგანული ნივთიერებები ბუნებაში.

კომპოზიცია

როგორც ზემოთ აღინიშნა, ორგანული ნივთიერებები არის ნახშირბადის ნაერთი. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია. ორგანული ნაერთები ხდება მაშინ, როდესაც იგი დაკავშირებულია პერიოდული ცხრილის თითქმის ნებისმიერ ელემენტთან. ბუნებაში, ხშირად მათი შემადგენლობით (გარდა ნახშირბადის) მოიცავს ჟანგბადის, წყალბადის, გოგირდის, აზოტის და ფოსფორის. დანარჩენი ელემენტები ბევრად ნაკლებია საერთო.

თვისებები

ასე რომ, ორგანული ნივთიერებები არის ნახშირბადის ნაერთი. ასეთ შემთხვევაში, არსებობს რამდენიმე მნიშვნელოვანი კრიტერიუმი, რომელიც უნდა შეესაბამებოდეს. ორგანული წარმოშობის ყველა ნივთიერებას აქვს საერთო თვისებები:

1. ატომებს შორის არსებული ობლიგაციების სხვადასხვა ტიპოლოგია აუცილებლად იწვევს იონმერების წარმოქმნას. უპირველეს ყოვლისა, ისინი იქმნება ნახშირბადის მოლეკულების კომბინაციით. Isomers არის სხვადასხვა ნივთიერებების მქონე ერთი მოლეკულური წონა და შემადგენლობა, მაგრამ სხვადასხვა ქიმიური ფიზიკური თვისებები. ეს ფენომენი ეწოდება იომორიზმს.

2. კიდევ ერთი კრიტერიუმი ჰომოლოგიის ფენომენია. ეს არის ორგანული ნაერთების სერია, მათ შორის მეზობელი ნივთიერებების ფორმულა განსხვავდება ერთი CH ₂ ჯგუფის მიერ. ეს მნიშვნელოვანი ნივთი გამოიყენება მასალათა მეცნიერებაში.

რა არის ორგანული ნივთიერებების კლასები?

ორგანულ ნაერთებში შედის რამდენიმე კლასი. ისინი ყველასათვის ცნობილია. ეს არის ცილები, ლიპიდები და ნახშირწყლები. ეს ჯგუფები შეიძლება ეწოდოს ბიოლოგიურ პოლიმერებს. ისინი ორგანიზმში მიიღებენ მეტაბოლიზმს უჯრედულ დონეზე ნებისმიერ ორგანიზმში. ამ ჯგუფში შედის ნუკლეინის მჟავები. ასე რომ, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ორგანული საქმეა ის, რასაც ყოველდღიურად ვგულისხმობთ, რასაც ჩვენ მზად ვართ.

ცილები

პროტეინები შედგება სტრუქტურული კომპონენტებისგან - ამინომჟავები. ისინი მათი მონომერები არიან. პროტეინები ასევე უწოდებენ ცილებს. 200-მდე ამინომჟავის ცნობილია. ყველა მათგანი გვხვდება ცოცხალი ორგანიზმში. მაგრამ მხოლოდ ოცი მათგანი ცილების შემადგენელია. ისინი უწოდებენ ძირითადს. მაგრამ ლიტერატურაში ასევე შეგიძლიათ მოიძიოთ ნაკლებად პოპულარული ტერმინები - ცილოვანი და თეთრი ფორმირების ამინომჟავები. ამ კლასის ორგანული ნივთიერების ფორმულა შეიცავს amine (-NH ₂ ) და carboxyl (-COOH) შემადგენელ ნაწილს. ერთმანეთს შორის ისინი დაკავშირებულია იმავე ნახშირბადის ობლიგაციებით.

ცილების ფუნქციები

მცენარეებისა და ცხოველების ორგანიზმში პროტეინები ასრულებენ მნიშვნელოვან ფუნქციებს. მაგრამ მთავარია სტრუქტურული. ცილები უჯრედების მემბრანისა და უჯრედების მემბრანის ძირითად კომპონენტებს წარმოადგენს. ჩვენს სხეულში, არტერიების, ვენების და კაპილარების კედლები, tendons და cartilages, ფრჩხილების და თმის ძირითადად განსხვავებული ცილებისგან შედგება.

მომდევნო ფუნქცია არის ფერმენტული. ცილები მოქმედებს როგორც ფერმენტები. ისინი ქიმიურ რეაქციებს ასრულებენ ორგანიზმში. ისინი პასუხისმგებელნი არიან კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის კომპონენტებზე. მცენარეთა, ფერმენტების დაფიქსირება პოზიცია ნახშირბადის დროს photosynthesis.

ზოგიერთი სახის ცილა ორგანიზმში სხვადასხვა ნივთიერებას ახორციელებს, მაგალითად, ჟანგბადი. ორგანულ საკითხთან ერთად მათ შეუძლიათ შეუერთდნენ მათ. ასე ხდება სატრანსპორტო ფუნქცია. პროტეინები ატარებენ ლითონის იონებს, ცხიმოვან მჟავებს, ჰორმონებს და რა თქმა უნდა, ნახშირორჟანგი და ჰემოგლობინი სისხლძარღვებთან ერთად. ტრანსპორტირება ხდება intercellular დონეზე.

პროტეინის ნაერთები - იმუნოგლობულინები - პასუხისმგებელნი არიან დამცავი ფუნქციის შესრულებაზე. ესენი არიან სისხლის ანტისხეულები. მაგალითად, თრომბინი და ფიბრინოგენები აქტიურად არიან ჩართული კოაგულაციის პროცესში. ამდენად, ისინი ხელს უშლის დიდი რაოდენობით სისხლის დაკარგვას.

პროტეინები პასუხისმგებელი არიან საკონტრაქტო ფუნქციის შესრულებაზე. იმის გამო, რომ მიოსინი და აქტინის პროტოფიბრილები მუდმივად ასრულებენ ერთმანეთთან შედარებით მოცვის მოძრაობას, არსებობს კუნთების ბოჭკოების შემცირება. მაგრამ ერთგვაროვანი ორგანიზმში მსგავსი პროცესები ხდება. ბაქტერიების დროშის მოძრაობა პირდაპირ კავშირშია მიკროტოუბილებზე, რომლებიც ცილის ბუნებაა.

ორგანული ნივთიერებების ჟანგვის გააქტიურება დიდი რაოდენობით ენერგია. მაგრამ, როგორც წესი, პროტეინები გაცილებით იშვიათია ენერგეტიკისთვის. ეს ხდება, როდესაც ყველა აქციები ამოწურულია. საუკეთესო ამ მორგებული ლიპიდები და ნახშირწყლები. ამიტომ, პროტეინებს შეუძლია ენერგიის ფუნქცია, მაგრამ მხოლოდ გარკვეულ პირობებში.

ლიპიდები

ორგანული ნივთიერება არის ცხიმის მსგავსი ნაერთი. ლიპიდები მიეკუთვნება უმარტივეს ბიოლოგიურ მოლეკულებს. ისინი წყალში შეუძლებელია, მაგრამ ისინი არაპოლარული გადაწყვეტილებებით იშლება, როგორიცაა ბენზინი, ეთერი და ქლოროფორმა. ისინი ყველა ცოცხალი უჯრის ნაწილია. ქიმიურად, ლიპიდები ალკოჰოლური და კარბოქსილის მჟავების ეთერებია. ყველაზე ცნობილი მათგანი ცხიმებია. ცხოველთა და მცენარეთა სხეულში, ეს ნივთიერებები ასრულებს ბევრ მნიშვნელოვან ფუნქციას. ბევრი ლიპიდები გამოიყენება მედიცინაში და ინდუსტრიაში.

ფუნქციები ლიპიდები

ამ ორგანული ქიმიკატები უჯრედში ცილების პროტეინებთან ერთად ბიოლოგიური მემბრანის წარმოქმნას ქმნიან. მაგრამ მათი მთავარი ფუნქცია ენერგიაა. როდესაც ცხიმოვანი მოლეკულების ჟანგვის, დიდი რაოდენობით ენერგია გათავისუფლდება. იგი მიდის განათლების ATP უჯრედებში. სხეულის ლიპიდების სახით შეუძლია დააგროვოს მნიშვნელოვანი ენერგეტიკული რეზერვები. ზოგჯერ ისინი უფრო მეტია, ვიდრე საჭიროა ნორმალური ცხოვრებისთვის. პათოლოგიური ცვლილებები "ცხიმოვანი" უჯრედების მეტაბოლიზმში უფრო დიდი ხდება. მართალია, მართლმსაჯულებისთვის უნდა აღინიშნოს, რომ ასეთი გადამეტებული რეზერვები უბრალოდ საჭიროა ცხოველებისათვის, რომლებიც ძირფესვიანად და მცენარეთათვის. ბევრს სჯერა, რომ ხეები და ბუჩქები ცივ პერიოდში ნიადაგზე იკვებება. სინამდვილეში, ისინი ხარჯავს მარაგები და ცხიმები, რომლითაც ისინი ზაფხულში აკეთებდნენ.

ადამიანებსა და ცხოველებშიც ცხიმს შეუძლია აგრეთვე შეასრულოს დამცავი ფუნქცია. ისინი ინახება კანქვეშა ქსოვილში და ასეთ ორგანოებში, როგორც თირკმლები და ნაწლავები. ამდენად, ისინი ემსახურება როგორც კარგ დაცვას მექანიკური დაზიანება, ანუ, ზემოქმედება.

გარდა ამისა, ცხიმები აქვს დაბალი დონის თერმული კონდუქტომეტრული, რომელიც ეხმარება შენარჩუნება სითბო. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია, განსაკუთრებით ცივ კლიმატურ პირობებში. საზღვაო ცხოველებში, კანქვეშა ცხიმიანი ფენა ასევე ხელს უწყობს კარგ სიხარბეს. მაგრამ ფრინველებში, ლიპიდები ასევე ასრულებენ წყალმცენარეებსა და საპოხი ფუნქციებს. ცვილი ფუტკარი მოიცავს და ელასტიურს ხდის. იგივე დაფა აქვს მცენარეთა ზოგიერთი სახეობის ფოთლებზე.

ნახშირწყლები

ორგანული ნივთიერების C _n (H ₂ O) ფორმულა მიუთითებს, რომ ეს ნაერთია ნახშირწყლების კლასს მიეკუთვნება. ამ მოლეკულების სახელი მიუთითებს ის ფაქტი, რომ ისინი ჟანგბადსა და წყალბადს შეიცავს იმავე რაოდენობით, როგორც წყალი. გარდა ამ ქიმიური ელემენტების, მაგალითად, აზოტის შეიძლება იყოს წარმოდგენილი ნაერთების.

საკანში ნახშირწყლები არის ორგანული ნაერთების ძირითადი ჯგუფი. ესაა ფოტოინთეზის პროცესის პირველადი პროდუქტები . ისინი ასევე არიან სინთეზის პირველადი პროდუქტები სხვა ნივთიერებების მცენარეებში, მაგალითად, ალკოჰოლური სასმელები, ორგანული მჟავები და ამინომჟავები. ასევე, ნახშირწყლები ცხოველთა და სოკოვანი უჯრედების ნაწილია. ისინი გვხვდება ბაქტერიების და პროტოზოუას ძირითად კომპონენტებს შორის. ასე რომ, ცხოველთა გალიაში ისინი 1-დან 2% -მდე არიან და მცენარეთა უჯრედებში მათი რაოდენობა 90% -მდე მიაღწევს.

დღეისათვის მხოლოდ სამი ჯგუფია ნახშირწყლები:

- მარტივი შაქარი (მონოსაქარარიდები);

- ოლიგოსაქჩარიდები, რომლებიც შედგება რამდენიმე მოლეკულის თანმიმდევრულად შეუერთდეს მარტივი შაქრით;

- პოლიოცარდიდები, მათ შეიცავს მონოზოქარიდების 10 მოლეკულებს და მათ წარმოებულებს.

ნახშირწყლების ფუნქციები

საკანში ყველა ორგანული ნივთიერება ასრულებს გარკვეულ ფუნქციებს. მაგალითად, გლუკოზა არის მთავარი ენერგეტიკული წყარო. იგი გაყოფილია ყველა ცოცხალი ორგანიზმის უჯრედებში . ეს ხდება ფიჭური სუნთქვის დროს. გლიკოგენი და სახამებელი წარმოადგენენ ენერგეტიკის მთავარ მარაგს, ცხოველების პირველ ნივთიერებას და მეორე მცენარეებს.

ნახშირწყლები ასრულებენ სტრუქტურულ ფუნქციას. ცელულოზა მცენარეთა უჯრედის კედლის ძირითადი კომპონენტია. და ართროპოდში ჩიტი იგივეა. იგი ასევე ნაპოვნია უჯრედების უმაღლესი სოკოების. თუ ოლიგოსაკარდიდების მაგალითს ვიღებთ, ისინი ციტოპლაზმური მემბრანის ნაწილია - გლიკოლიპიდებისა და გლიკოპროტეინების სახით. უჯრედებში ხშირად გლიკოკალია. პენტოზები ჩართულია ნუკლეინის მჟავების სინთეზში. ამ დეოქსიკრიბიაში შედის დნმ-ის შემადგენლობაში და რნმ-ში - RNA- ში. ეს კომპონენტები ასევე გვხვდება coenzymes, მაგალითად, FAD, NADPH და NAD.

ნახშირწყლები ასევე შეუძლიათ შეასრულონ დამცავი ფუნქცია სხეულში. ცხოველებში, ნივთიერება ჰეპარინი აქტიურად ხელს უშლის სწრაფ სისხლის შედედებას. იგი წარმოიქმნება ქსოვილის დაზიანების დროს და ბლოკავს თრომბოების ფორმირებას გემებში. ჰეპარინი გვხვდება დიდი რაოდენობით ანტისხეულების უჯრედებში.

ნუკლეინის მჟავები

ცილები, ნახშირწყლები და ლიპიდები არ არის ყველა ორგანული ნივთიერებების ცნობილი კლასები. ქიმიაში ასევე შედის ნუკლეინის მჟავები. ეს არის ფოსფორის შემცველი ბიოპოლიმერები. ისინი უჯრედის ბირთვში და ყველა ცოცხალი არსის ციტოპლაზმში იმყოფებიან, უზრუნველყოფს გენეტიკური მონაცემების გადაცემასა და შენახვას. ეს ნივთიერებები გამოითქვა ბიოქიმიკოსი ფ. მიშერი, რომელმაც შეისწავლა ორაგონის სპერმატოზოვა. ეს იყო "შემთხვევითი" აღმოჩენა. ცოტა ხნის შემდეგ ყველა დარგში და ცხოველურ ორგანიზმებში აღმოჩენილი იყო რნმ-სა და დნმ-ი. ნუკლეინის მჟავები ასევე იზოლირებულია სოკოების და ბაქტერიების უჯრედებში, ისევე როგორც ვირუსები.

საერთო ჯამში, ორი სახის ნუკლეინის მჟავები - ribonucleic (RNA) და deoxyribonucleic (დნმ) - აღმოაჩინეს ბუნებაში. სხვაობა ნათელია ტიტულისგან. დნმ-ის შემადგენლობაში შედის დეოქსირიბიზი - ხუთი ნახშირბადის შაქარი. Ribose გვხვდება RNA მოლეკულაში.

ნუკლეინის მჟავების შესწავლა ორგანულ ქიმიას ეხება. კვლევის თემები ასევე ექცევა მედიცინის მიერ. დნმ-ს კოდები დამალულ ბევრ გენეტიკურ დაავადებას მალავს, რომელთაც მეცნიერები ჯერ კიდევ არ აღმოაჩენენ.