Quelles substances sont organiques ? Formules générales des composés organiques des principales classes
La classification la plus simple est la suivante. que toutes les substances connues sont divisées en inorganique et organique. Les substances organiques comprennent hydrocarbures et leurs dérivés. Toutes les autres substances sont inorganiques.
Substances inorganiques selon leur composition, ils sont divisés en simple et complexe.
Substances simples sont constitués d’atomes d’un élément chimique et sont divisés en métaux, non-métaux et gaz rares. Les substances complexes sont constituées d'atomes différents éléments, chimiquement liés les uns aux autres.
Les substances inorganiques complexes, selon leur composition et leurs propriétés, sont divisées dans les classes les plus importantes suivantes : oxydes, bases, acides, hydroxydes amphotères, sels.
- Oxydes- Ce substances complexes, composé de deux éléments chimiques, dont l'un est l'oxygène avec un état d'oxydation (-2). La formule générale des oxydes est : E m O n, où m est le nombre d'atomes de l'élément E et n est le nombre d'atomes d'oxygène. Les oxydes, à leur tour, sont classés en salifiants et non salifiants. Les composés salifiants sont divisés en composés basiques, amphotères et acides, qui correspondent respectivement aux bases, aux hydroxydes amphotères et aux acides.
- Oxydes basiques sont des oxydes métalliques aux états d'oxydation +1 et +2. Ceux-ci inclus:
- oxydes métalliques du sous-groupe principal du premier groupe ( métaux alcalins ) Li-Ve
- oxydes métalliques du sous-groupe principal du deuxième groupe ( Mg et métaux alcalino-terreux) Mg-Ra
- oxydes de métaux de transition dans des états d'oxydation inférieurs
- Oxydes acides-former des non-métaux avec du CO. plus de +2 et métaux avec S.O. de +5 à +7 (SO 2, SeO 2, P 2 O 5, As 2 O 3, CO 2, SiO 2, CrO 3 et Mn 2 O 7). Exception : AUCUN oxyde 2 et ClO 2 il n'y a pas d'hydroxydes acides correspondants, mais ils sont considérés comme acides.
- Oxydes amphotères-formé de métaux amphotères avec S.O. +2, +3, +4 (BeO, Cr 2 O 3, ZnO, Al 2 O 3, GeO 2, SnO 2 et PbO).
- Oxydes non salifiants- les oxydes non métalliques avec CO+1, +2 (CO, NO, N 2 O, SiO).
- Terrains- ce sont des substances complexes constituées d'atomes métalliques et d'un ou plusieurs groupes hydroxyle (-OH). La formule générale des bases est : M(OH) y, où y est le nombre de groupes hydroxo égal à l'état d'oxydation du métal M (généralement +1 et +2). Les bases sont divisées en solubles (alcalis) et insolubles.
- Acides-(hydroxydes d'acide) sont des substances complexes constituées d'atomes d'hydrogène qui peuvent être remplacés par des atomes métalliques et des résidus acides. La formule générale des acides : H x Ac, où Ac est le résidu acide (de l'anglais « acid » - acid), x est le nombre d'atomes d'hydrogène égal à la charge de l'ion du résidu acide.
- Hydroxydes amphotères- ce sont des substances complexes qui présentent à la fois les propriétés des acides et celles des bases. Par conséquent, les formules des hydroxydes amphotères peuvent être écrites à la fois sous forme acide et basique.
- Sels- ce sont des substances complexes constituées de cations métalliques et d'anions de résidus acides. Cette définition s'applique aux sels moyens.
- Sels moyens- ce sont les produits du remplacement complet des atomes d'hydrogène dans une molécule acide par des atomes métalliques ou du remplacement complet des groupes hydroxo dans une molécule de base par des résidus acides.
- Sels acides- les atomes d'hydrogène dans l'acide sont partiellement remplacés par des atomes métalliques. Ils sont obtenus en neutralisant une base avec un excès d'acide. Pour nommer correctement sel aigre, il faut ajouter le préfixe hydro- ou dihydro- au nom d'un sel normal, selon le nombre d'atomes d'hydrogène inclus dans le sel d'acide. Par exemple, KHCO 3 est du bicarbonate de potassium, KH 2 PO 4 est du dihydrogène orthophosphate de potassium . Il ne faut pas oublier que les sels acides ne peuvent former que deux acides basiques ou plus.
- Sels basiques- les groupes hydroxo de la base (OH −) sont partiellement remplacés par des résidus acides. Appeler sel basique, il est nécessaire d'ajouter le préfixe hydroxo- ou dihydroxo- au nom d'un sel normal, selon le nombre de groupes OH inclus dans le sel. Par exemple, (CuOH) 2 CO 3 est l'hydroxycarbonate de cuivre (II). il ne faut pas oublier que les sels basiques ne peuvent former que des bases contenant deux groupes hydroxo ou plus.
- Sels doubles- ils contiennent deux cations différents, obtenus par cristallisation à partir de solution mixte des sels avec des cations différents mais les mêmes anions. Par exemple, KAl(SO 4) 2, KNaSO 4.
- Sels mélangés- ils contiennent deux anions différents. Par exemple, Ca(OCl)Cl.
- Sels d'hydrates (hydrates cristallins) - ils contiennent des molécules d'eau de cristallisation. Exemple : Na 2 SO 4 10H 2 O.
Classification des substances organiques
Les composés constitués uniquement d'atomes d'hydrogène et de carbone sont appelés hydrocarbures. Avant de commencer cette section, rappelez-vous que pour simplifier l'enregistrement, les chimistes n'écrivent pas les carbones et les hydrogènes en chaînes, mais n'oubliez pas que le carbone forme quatre liaisons, et si sur la figure le carbone est relié par deux liaisons, alors il est relié aux hydrogènes. par deux autres, bien que ce dernier ne soit pas indiqué :
Selon la structure de la chaîne carbonée, les composés organiques sont divisés en composés à chaîne ouverte - acyclique(aliphatique) et cyclique- avec une chaîne fermée d'atomes.
Cyclique sont divisés en deux groupes : carbocyclique connexions et hétérocyclique.
Composés carbocycliques, à leur tour, comprennent deux séries de connexions : alicyclique Et aromatique.
Composés aromatiques la structure moléculaire est basée sur des anneaux plats contenant du carbone avec un systeme fermeélectrons π. formant un système π commun (un seul nuage d'électrons π).
Les hydrocarbures acycliques (aliphatiques) et cycliques peuvent contenir des liaisons multiples (doubles ou triples). Ces hydrocarbures sont appelés illimité(insaturé), contrairement à limite(saturé), ne contenant que des liaisons simples.
Liaison Pi (liaison π) - une liaison covalente, formé par des orbitales atomiques p qui se chevauchent. Contrairement aux liaisons sigma, qui sont constituées par le chevauchement d'orbitales atomiques s le long d'une ligne de liaison atomique, les liaisons pi sont formées par le chevauchement d'orbitales atomiques p de chaque côté d'une ligne de liaison atomique.
Dans le cas de la formation d'un système aromatique, par exemple le benzène C6H6, chacun des six atomes de carbone est dans un état d'hybridation sp2 et forme trois liaisons sigma avec des angles de liaison de 120°. Le quatrième électron p de chaque atome de carbone est orienté perpendiculairement au plan du cycle benzénique. En général, une simple liaison apparaît et s'étend à tous les atomes de carbone du cycle benzénique. Deux régions de liaisons pi à haute densité électronique sont formées de chaque côté du plan de liaison sigma. Avec une telle liaison, tous les atomes de carbone de la molécule de benzène deviennent équivalents et, par conséquent, un tel système est plus stable qu'un système comportant trois doubles liaisons localisées.
Les hydrocarbures aliphatiques saturés sont appelés alcanes et ont la formule générale C n H 2n + 2, où n est le nombre d'atomes de carbone. Leur ancien nom est souvent utilisé aujourd'hui - paraffines :
Les hydrocarbures aliphatiques insaturés avec une triple liaison sont appelés alcynes. Leur formule générale est C n H 2n - 2
Les hydrocarbures alicycliques saturés sont des cycloalcanes, leur formule générale est C n H 2n :
Nous avons examiné la classification des hydrocarbures. Mais si dans ces molécules un ou plusieurs atomes d'hydrogène sont remplacés par d'autres atomes ou groupes d'atomes (halogènes, groupes hydroxyles, groupes amino, etc.), des dérivés d'hydrocarbures se forment : dérivés halogénés, oxygénés, azotés et autres composés organiques. composés.
Atomes ou groupes d'atomes qui déterminent le plus propriétés caractéristiques de cette classe les substances sont appelées groupes fonctionnels.
Les hydrocarbures et leurs dérivés possédant le même groupe fonctionnel forment des séries homologues.
Une série homologue est une série de composés appartenant à la même classe (homologues), différant les uns des autres par leur composition par un nombre entier de groupes -CH 2 - (différence homologue), ayant une structure similaire et, par conséquent, des propriétés chimiques similaires.
Similitudes propriétés chimiques Les homologues simplifient grandement l'étude des composés organiques.
Hydrocarbures substitués
- Hydrocarbures halogénés peuvent être considérés comme des produits du remplacement d'un ou plusieurs atomes d'hydrogène par des atomes d'halogène dans les hydrocarbures. Conformément à cela, il peut y avoir des mono-, li-, tri- limitants et illimités (en cas général Dérivés poly-)halogènes. La formule générale des dérivés halogénés d'hydrocarbures saturés est R-G. Les substances organiques contenant de l'oxygène comprennent les alcools, les phénols, les aldéhydes, les cétones, les acides carboxyliques, les éthers et les esters.
- Alcools- les dérivés d'hydrocarbures dans lesquels un ou plusieurs atomes d'hydrogène sont remplacés par des groupes hydroxyles. Les alcools sont dits monohydriques s'ils possèdent un groupe hydroxyle, et saturés s'ils sont dérivés d'alcanes. La formule générale des alcools monohydriques saturés est R-OH.
- Phénols- les dérivés d'hydrocarbures aromatiques (série benzénique), dans lesquels un ou plusieurs atomes d'hydrogène du cycle benzénique sont remplacés par des groupes hydroxyles.
- Aldéhydes et cétones- les dérivés d'hydrocarbures contenant un groupe d'atomes carbonyle (carbonyle). Dans les molécules d'aldéhyde, une liaison carbonyle est reliée à un atome d'hydrogène, l'autre à un radical hydrocarboné. Dans le cas des cétones, le groupe carbonyle est relié à deux (généralement différents) radicaux.
- Éthers sont des substances organiques contenant deux radicaux hydrocarbonés reliés par un atome d'oxygène : R=O-R ou R-O-R 2. Les radicaux peuvent être identiques ou différents. La composition des éthers est exprimée par la formule C n H 2n +2O.
- Esters- les composés formés en remplaçant l'atome d'hydrogène du groupe carboxyle dans les acides carboxyliques par un radical hydrocarboné.
- Composés nitrés- les dérivés d'hydrocarbures dans lesquels un ou plusieurs atomes d'hydrogène sont remplacés par un groupe nitro -NO 2.
- Amines- les composés considérés comme des dérivés de l'ammoniac, dans lesquels les atomes d'hydrogène sont remplacés par des radicaux hydrocarbonés. Selon la nature du radical, les amines peuvent être aliphatiques. Selon le nombre d'atomes d'hydrogène remplacés par des radicaux, on distingue les amines primaires, secondaires et tertiaires. Dans un cas particulier, les aminés secondaires et tertiaires peuvent comporter les mêmes radicaux. Les amines primaires peuvent également être considérées comme des dérivés d'hydrocarbures (alcanes) dans lesquels un atome d'hydrogène est remplacé par un groupe amino. Les acides aminés contiennent deux groupes fonctionnels liés à un radical hydrocarboné - le groupe amino -NH 2 et le carboxyle -COOH.
On connaît d'autres composés organiques importants qui possèdent plusieurs groupes fonctionnels différents ou identiques, de longues chaînes linéaires reliées à des cycles benzéniques. Dans de tels cas, il est impossible de déterminer strictement si une substance appartient à une classe spécifique. Ces composés sont souvent classés en groupes spécifiques de substances : glucides, protéines, acides nucléiques, antibiotiques, alcaloïdes, etc. Actuellement, on connaît également de nombreux composés qui peuvent être classés comme organiques et inorganiques. Ils sont appelés composés organo-éléments. Certains d’entre eux peuvent être considérés comme des dérivés d’hydrocarbures.
Nomenclature
Il existe 2 nomenclatures utilisées pour nommer les composés organiques : noms rationnels et systématiques (IUPAC) et triviaux.
Compilation des noms selon la nomenclature IUPAC :
1) Le nom du composé est basé sur la racine du mot, désignant un hydrocarbure saturé avec le même nombre d'atomes que la chaîne principale.
2) Un suffixe est ajouté à la racine, caractérisant le degré de saturation :
Un (ultime, pas de connexions multiples) ;
En (en présence d'une double liaison) ;
Dans (en présence d'une triple liaison).
S'il existe plusieurs liaisons multiples, alors le suffixe indique le nombre de ces liaisons (-diène, -triène, etc.), et après le suffixe la position de la liaison multiple doit être indiquée en chiffres, par exemple :
CH 3 –CH 2 –CH=CH 2 CH 3 –CH=CH–CH 3
butène-1 butène-2
CH2 =CH–CH=CH2
Des groupes tels que les radicaux nitro, halogènes et hydrocarbonés qui ne sont pas inclus dans la chaîne principale sont placés dans le préfixe. Ils sont classés par ordre alphabétique. La position du substituant est indiquée par le chiffre précédant le préfixe.
L'ordre de dénomination est le suivant :
1. Trouvez le plus longue chaine atomes C.
2. Numérotez séquentiellement les atomes de carbone de la chaîne principale, en commençant par l'extrémité la plus proche de la branche.
3. Le nom de l'alcane est composé des noms des radicaux latéraux, classés par ordre alphabétique, indiquant la position dans la chaîne principale, et du nom de la chaîne principale.
La procédure de compilation du nom Langage chimique, qui inclut le symbolisme chimique comme l'une des parties les plus spécifiques (y compris formules chimiques), est un moyen actif important d’apprentissage de la chimie et nécessite donc une application claire et consciente.
Formules chimiques- ce sont des images conventionnelles de la composition et de la structure de substances chimiquement individuelles utilisant des symboles chimiques, des indices et d'autres signes. Lors de l'étude de la composition, de la structure chimique, électronique et spatiale des substances, de leurs propriétés physiques et chimiques, de l'isomérie et d'autres phénomènes, des formules chimiques de différents types sont utilisées.
De nombreux types de formules (simples, moléculaires, structurelles, de projection, conformationnelles, etc.) sont utilisés dans l'étude des substances. structure moleculaire- la plupart des substances organiques et une partie relativement faible des substances inorganiques lorsque conditions normales. Beaucoup moins d'espèces les formules (les plus simples) sont utilisées dans l'étude de composés non moléculaires, dont la structure est plus clairement reflétée par des modèles à bille et des diagrammes de structures cristallines ou de leurs cellules unitaires.
Elaboration de formules développées complètes et brèves d'hydrocarbures
Exemple:
Établir une formule développée complète et brève du propane C 3 H 8.
Solution:
1. Écrivez 3 atomes de carbone sur une ligne et reliez-les par des liaisons :
S–S–S
2. Ajoutez des tirets (liaisons) pour que chaque atome de carbone ait 4 liaisons :
4. Écrivez une brève formule structurelle :
CH3 –CH2 –CH3
Tableau de solubilité
Dans l'histoire du développement de la chimie organique, on distingue deux périodes : empirique (du milieu du XVIIe à la fin du XVIIIe siècle), au cours de laquelle la connaissance des substances organiques, des méthodes de leur isolation et de leur traitement s'est faite expérimentalement, et analytique (fin XVIIIe - milieu XIXe siècle), associée à l'émergence de méthodes d'établissement de la composition des substances organiques. Au cours de la période d'analyse, il a été constaté que toutes les substances organiques contiennent du carbone. Parmi les autres éléments qui composent les composés organiques, on a découvert de l'hydrogène, de l'azote, du soufre, de l'oxygène et du phosphore.
La période structurelle (seconde moitié du XIXe - début du XXe siècle) revêt une grande importance dans l'histoire de la chimie organique, marquée par la naissance théorie scientifique structure des composés organiques, dont le fondateur était A.M. Butlerov.
Principes de base de la théorie de la structure des composés organiques :
- les atomes des molécules sont reliés les uns aux autres dans un certain ordre par des liaisons chimiques en fonction de leur valence. Le carbone dans tous les composés organiques est tétravalent ;
- les propriétés des substances dépendent non seulement de leur composition qualitative et quantitative, mais aussi de l'ordre de connexion des atomes ;
- les atomes d'une molécule s'influencent mutuellement.
L'ordre de connexion des atomes dans une molécule est décrit par une formule développée dans laquelle les liaisons chimiques sont représentées par des tirets.
Propriétés caractéristiques des substances organiques
Il existe plusieurs propriétés importantes qui distinguent les composés organiques en une classe distincte et unique de composés chimiques :
- Les composés organiques sont généralement des gaz, des liquides ou des fusibles solides, contrairement aux composés inorganiques, qui sont pour la plupart des solides avec haute température fusion.
- Les composés organiques sont principalement structurés de manière covalente, tandis que les composés inorganiques sont structurés de manière ionique.
- La topologie différente de formation de liaisons entre atomes formant des composés organiques (principalement des atomes de carbone) conduit à l'apparition d'isomères - composés ayant la même composition et masse moléculaire, mais ayant un proprietes physiques et chimiques. Ce phénomène est appelé isomérie.
- Le phénomène d'homologie est l'existence d'une série de composés organiques dans lesquels la formule de deux voisins quelconques de la série (homologues) diffère du même groupe - la différence homologique CH 2. Matière organique brûlent.
Classification des substances organiques
La classification est basée sur deux caractéristiques importantes : la structure du squelette carboné et la présence de groupes fonctionnels dans la molécule.
Dans les molécules de substances organiques, les atomes de carbone se combinent les uns avec les autres, formant ce qu'on appelle. squelette ou chaîne carbonée. Les chaînes peuvent être ouvertes et fermées (cycliques), les chaînes ouvertes peuvent être non ramifiées (normales) et ramifiées :
Sur la base de la structure du squelette carboné, ils sont divisés en :
- les substances organiques alicycliques ayant une chaîne carbonée ouverte, ramifiée et non ramifiée. Par exemple,
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (butane)
CH 3 -CH (CH 3) -CH 3 (isobutane)
- les substances organiques carbocycliques dans lesquelles la chaîne carbonée est fermée en cycle (anneau). Par exemple,
- les composés organiques hétérocycliques contenant dans le cycle non seulement des atomes de carbone, mais aussi des atomes d'autres éléments, le plus souvent de l'azote, de l'oxygène ou du soufre :
Un groupe fonctionnel est un atome ou un groupe d’atomes non-hydrocarbures qui détermine si un composé appartient à une classe particulière. Le signe par lequel une substance organique est classée dans une classe ou une autre est la nature du groupe fonctionnel (tableau 1).
Tableau 1. Groupes fonctionnels et classes.
Les composés peuvent contenir plus d'un groupe fonctionnel. Si ces groupes sont identiques, alors les composés sont dits polyfonctionnels, par exemple le chloroforme, le glycérol. Les composés contenant différents groupes fonctionnels sont dits hétérofonctionnels ; ils peuvent être simultanément classés en plusieurs classes de composés, par exemple, l'acide lactique peut être considéré à la fois comme un acide carboxylique et un alcool, et la colamine peut être considérée comme une amine et un alcool.
La matière organique est un composé chimique qui contient du carbone. Les seules exceptions sont l'acide carbonique, les carbures, les carbonates, les cyanures et les oxydes de carbone.
Histoire
Le terme « substances organiques » lui-même est apparu dans la vie quotidienne des scientifiques au stade précoce du développement de la chimie. À cette époque, les visions vitalistes du monde dominaient. C'était une continuation des traditions d'Aristote et de Pline. Durant cette période, les experts étaient occupés à diviser le monde en vivant et non vivant. De plus, toutes les substances sans exception étaient clairement divisées en substances minérales et organiques. On croyait qu'une « force » spéciale était nécessaire pour synthétiser des composés de substances « vivantes ». Il est inhérent à tous les êtres vivants et sans lui, les éléments organiques ne peuvent se former.
C'est drôle pour science moderne cette affirmation a prévalu pendant très longtemps, jusqu'à ce qu'en 1828 Friedrich Wöhler la réfute expérimentalement. Il a pu obtenir de l'urée organique à partir de cyanate d'ammonium inorganique. Cela a fait avancer la chimie. Cependant, la division des substances en organiques et inorganiques a été préservée au présent. Il constitue la base de la classification. Près de 27 millions de composés organiques sont connus.
Pourquoi y a-t-il autant de composés organiques ?
La matière organique est, à quelques exceptions près, un composé carboné. C'est effectivement un élément très intéressant. Le carbone est capable de former des chaînes à partir de ses atomes. Il est très important que la connexion entre eux soit stable.
De plus, le carbone dans les substances organiques présente une valence - IV. Il s'ensuit que cet élément est capable de former non seulement des liaisons simples, mais également doubles et triples avec d'autres substances. À mesure que leur multiplicité augmente, la chaîne constituée d’atomes deviendra plus courte. Dans le même temps, la stabilité de la connexion ne fait qu'augmenter.
Le carbone a également la capacité de former des structures plates, linéaires et tridimensionnelles. C’est pourquoi il existe tant de substances organiques différentes dans la nature.
Composé
Comme mentionné ci-dessus, la matière organique est constituée de composés carbonés. Et c'est très important. survenir lorsqu'il est associé à presque n'importe quel élément du tableau périodique. Dans la nature, leur composition (en plus du carbone) comprend le plus souvent de l'oxygène, de l'hydrogène, du soufre, de l'azote et du phosphore. Les autres éléments sont beaucoup moins courants.
Propriétés
La matière organique est donc un composé carboné. En même temps, il existe plusieurs critères importants auquel il doit correspondre. Toutes les substances d'origine organique ont des propriétés communes :
1. La typologie différente des liaisons existant entre atomes conduit certainement à l’apparition d’isomères. Tout d’abord, ils se forment lorsque des molécules de carbone se combinent. Les isomères sont diverses substances, ayant le même poids moléculaire et la même composition, mais des propriétés chimiques et physiques différentes. Ce phénomène est appelé isomérie.
2. Un autre critère est le phénomène d'homologie. Il s'agit d'une série de composés organiques dans lesquels la formule des substances voisines diffère des précédentes par un groupe CH 2. Cette propriété importante est utilisée en science des matériaux.
Quelles classes de substances organiques existe-t-il ?
Les composés organiques comprennent plusieurs classes. Ils sont connus de tous. lipides et glucides. Ces groupes peuvent être appelés polymères biologiques. Ils participent au métabolisme au niveau cellulaire de tout organisme. Ce groupe comprend également les acides nucléiques. On peut donc dire que la matière organique est ce que nous mangeons chaque jour, ce dont nous sommes constitués.
Écureuils
Les protéines sont constituées de composants structurels - des acides aminés. Ce sont leurs monomères. Les protéines sont aussi appelées protéines. Environ 200 types d'acides aminés sont connus. Tous se trouvent dans les organismes vivants. Mais seulement vingt d’entre eux sont des composants de protéines. Ils sont appelés basiques. Mais dans la littérature, vous pouvez également trouver des termes moins populaires - acides aminés protéinogènes et formant des protéines. La formule d'une substance organique de cette classe contient des composants amine (-NH 2) et carboxyle (-COOH). Ils sont reliés entre eux par les mêmes liaisons carbone.
Fonctions des protéines
Les protéines remplissent de nombreuses fonctions importantes dans le corps des plantes et des animaux. Mais le principal est structurel. Les protéines sont les principaux composants de la membrane cellulaire et de la matrice des organites des cellules. Dans notre corps, toutes les parois des artères, des veines et capillaires, des tendons et cartilages, des ongles et des cheveux sont principalement constituées de différentes protéines.
La fonction suivante est enzymatique. Les protéines agissent comme des enzymes. Ils catalysent les réactions chimiques dans le corps. Ils sont responsables de la dégradation des composants nutritionnels dans le tube digestif. Chez les plantes, les enzymes fixent la position du carbone lors de la photosynthèse.
Certains transportent diverses substances dans l’organisme, comme l’oxygène. La matière organique est également capable de s'y attacher. C'est ainsi que s'effectue la fonction de transport. Les protéines transportent des ions métalliques, des acides gras, des hormones et, bien sûr, gaz carbonique et l'hémoglobine. Le transport se produit également au niveau intercellulaire.
Les composés protéiques - les immunoglobulines - sont chargés de remplir une fonction protectrice. Ce sont des anticorps sanguins. Par exemple, la thrombine et le fibrinogène participent activement au processus de coagulation. Ainsi, ils évitent les pertes de sang importantes.
Les protéines sont également responsables de l’exécution de la fonction contractile. Du fait que les protofibrilles de myosine et d'actine effectuent constamment des mouvements de glissement les unes par rapport aux autres, les fibres musculaires se contractent. Mais des processus similaires se produisent également dans les organismes unicellulaires. Le mouvement des flagelles bactériens est également directement lié au glissement des microtubules, qui sont de nature protéique.
L'oxydation des substances organiques libère de grandes quantités d'énergie. Mais, en règle générale, les protéines sont très rarement dépensées pour répondre aux besoins énergétiques. Cela se produit lorsque toutes les réserves sont épuisées. Les lipides et les glucides sont les mieux adaptés pour cela. Les protéines peuvent donc remplir une fonction énergétique, mais seulement sous certaines conditions.
Lipides
Une substance organique est également un composé semblable à une graisse. Les lipides appartiennent aux molécules biologiques les plus simples. Ils sont insolubles dans l'eau, mais se désintègrent dans des solutions non polaires telles que l'essence, l'éther et le chloroforme. Ils font partie de toutes les cellules vivantes. Chimiquement, les lipides sont des alcools et des acides carboxyliques. Les plus connues d’entre elles sont les graisses. Dans le corps des animaux et des plantes, ces substances remplissent de nombreuses fonctions importantes. De nombreux lipides sont utilisés en médecine et dans l’industrie.
Fonctions des lipides
Ces produits chimiques organiques, ainsi que les protéines des cellules, forment membranes biologiques. Mais leur fonction principale est l’énergie. Lorsque les molécules de graisse sont oxydées, une énorme quantité d’énergie est libérée. Cela va à la formation d’ATP dans les cellules. Des quantités importantes de réserves d’énergie peuvent être stockées dans l’organisme sous forme de lipides. Parfois, ils sont même plus nombreux que ce qui est nécessaire aux activités normales de la vie. Avec des changements pathologiques dans le métabolisme, il y a plus de cellules « graisseuses ». Bien qu'en toute honnêteté, il convient de noter que de telles réserves excessives sont simplement nécessaires à l'hibernation des animaux et des plantes. Beaucoup de gens croient que les arbres et arbustes se nourrissent du sol pendant la saison froide. En réalité, ils épuisent les réserves d’huiles et de graisses qu’ils ont constituées au cours de l’été.
Dans le corps humain et animal, les graisses peuvent également remplir une fonction protectrice. Ils se déposent dans les tissus sous-cutanés et autour d’organes tels que les reins et les intestins. Ils constituent donc une bonne protection contre dommages mécaniques, c'est-à-dire des coups.
De plus, les graisses ont une faible conductivité thermique, ce qui contribue à retenir la chaleur. Ceci est très important, surtout dans les climats froids. Chez les animaux marins, la couche graisseuse sous-cutanée contribue également à une bonne flottabilité. Mais chez les oiseaux, les lipides remplissent également des fonctions hydrofuges et lubrifiantes. La cire recouvre leurs plumes et les rend plus souples. Certains types de plantes ont le même revêtement sur les feuilles.
Les glucides
La formule d'une substance organique C n (H 2 O) m indique que le composé appartient à la classe des glucides. Le nom de ces molécules fait référence au fait qu’elles contiennent de l’oxygène et de l’hydrogène dans la même quantité que l’eau. En plus de ces éléments chimiques, les composés peuvent contenir par exemple de l'azote.
Les glucides présents dans la cellule constituent le principal groupe de composés organiques. Ce sont des produits primaires, mais aussi les produits initiaux de la synthèse dans les plantes d'autres substances, par exemple des alcools, des acides organiques et des acides aminés. Les glucides se trouvent également dans les cellules animales et fongiques. On les retrouve également parmi les principaux composants des bactéries et des protozoaires. Ainsi, dans une cellule animale il y en a de 1 à 2 %, et dans une cellule végétale leur quantité peut atteindre 90 %.
Aujourd'hui, il n'existe que trois groupes de glucides :
Sucres simples (monosaccharides) ;
Oligosaccharides, constitués de plusieurs molécules de sucres simples reliées en série ;
Polysaccharides, ils contiennent plus de 10 molécules de monosaccharides et leurs dérivés.
Fonctions des glucides
Toutes les substances organiques de la cellule fonctionnent certaines fonctions. Par exemple, le glucose est la principale source d’énergie. Il est décomposé dans les cellules, tout cela au cours de la respiration cellulaire. Le glycogène et l'amidon constituent les principales réserves énergétiques, le premier chez les animaux et le second chez les plantes.
Les glucides fonctionnent et fonction structurelle. La cellulose est le principal composant des parois cellulaires végétales. Et chez les arthropodes, la chitine remplit la même fonction. On le trouve également dans les cellules des champignons supérieurs. Si nous prenons comme exemple les oligosaccharides, ils font partie de la membrane cytoplasmique - sous forme de glycolipides et de glycoprotéines. Le glycocalyx est également souvent détecté dans les cellules. En synthèse acides nucléiques les pentoses sont impliqués. Quand est inclus dans l’ADN et le ribose est inclus dans l’ARN. Ces composants se trouvent également dans les coenzymes, par exemple FAD, NADP et NAD.
Les glucides sont également capables de remplir une fonction protectrice dans l’organisme. Chez les animaux, la substance héparine empêche activement la coagulation sanguine rapide. Il se forme lors de lésions tissulaires et bloque la formation de caillots sanguins dans les vaisseaux sanguins. Héparine dans grandes quantités trouvé dans les mastocytes sous forme de granules.
Acides nucléiques
Les protéines, les glucides et les lipides ne constituent pas tous des classes connues de substances organiques. La chimie comprend également les acides nucléiques. Ce sont des biopolymères contenant du phosphore. Ils, situés dans le noyau cellulaire et le cytoplasme de tous les êtres vivants, assurent la transmission et le stockage des données génétiques. Ces substances ont été découvertes grâce au biochimiste F. Miescher, qui a étudié le sperme de saumon. Il s'agit d'une découverte "accidentelle". Un peu plus tard, l'ARN et l'ADN ont été découverts dans tous les organismes végétaux et animaux. Des acides nucléiques ont également été isolés dans les cellules de champignons et de bactéries, ainsi que de virus.
Au total, deux types d'acides nucléiques ont été trouvés dans la nature : les acides ribonucléiques (ARN) et les acides désoxyribonucléiques (ADN). La différence ressort clairement du nom. le désoxyribose est un sucre à cinq carbones. Et le ribose se trouve dans la molécule d’ARN.
La chimie organique traite de l'étude des acides nucléiques. Les sujets de recherche sont également dictés par la médecine. Les codes ADN cachent de nombreuses maladies génétiques que les scientifiques n’ont pas encore découvertes.
Première approche - par la nature du squelette hydrocarboné
I. Acyclique ou aliphatique connexions - ne contiennent pas de boucle :
limitant (saturé, paraffinique)
insaturé (insaturé) avec des liaisons doubles et triples.
II. Carbocyclique(uniquement le carbone dans le cycle) composés :
alicyclique – hydrocarbures cycliques saturés et insaturés ;
aromatique – composés cycliques conjugués dotés de propriétés aromatiques particulières.
III. Hétérocyclique composés - dans le cadre du cycle des hétéroatomes (hétéros - autres).
Deuxième approche - par la nature du groupe fonctionnel qui détermine les propriétés chimiques du composé.
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Groupe fonctionnel |
Nom |
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Hydrocarbures |
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Acétylène |
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Composés contenant des halogènes |
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Dérivés halogènes |
–Hal (halogène) |
Chlorure d'éthyle, chlorure d'éthyle |
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Composés contenant de l'oxygène |
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Alcools, phénols |
CH3CH2OH |
Alcool éthylique, éthanol |
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Éthers |
CH 3 –O – CH 3 |
Éther diméthylique |
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Aldéhydes |
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Acétaldéhyde, éthanal |
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Acétone, propanone |
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Acides carboxyliques |
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Acide acétique, acide éthanoïque |
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Esters |
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Éther éthylique acide acétique, acétate d'éthyle |
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Halogénures d'acide |
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Chlorure d'acide acétique, chlorure d'acétyle |
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Anhydrides |
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Anhydride acétique |
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Amide d'acide acétique, acétamide |
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Composés contenant de l'azote |
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Composés nitrés |
Nitrométhane |
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Éthylamine |
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Acétonitrile, nitrile d'acide acétique |
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Composés nitroso |
Nitrosobenzène |
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Composés hydrazoïques |
Phénylhydrazine |
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Composés azoïques |
C6H5N=NC6H5 |
Azobenzène |
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Sels de diazonium |
Chlorure de phényldiazonium |
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Nomenclature des composés organiques
1) 1892 (Genève, Congrès international de chimie) - Genève;
2) 1930 (Liège, Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée (IUPAC) - Liege;
Nomenclature triviale : les noms sont donnés au hasard.
Chloroforme, urée.
Alcool de bois, alcool de vin.
Acide formique, acide succinique.
Glucose, saccharose, etc.
Nomenclature rationnelle : basé sur le "lien rationnel" - le nom du représentant le plus simple de la classe + les noms des substituants (en commençant par le plus simple) avec une indication de la quantité à l'aide des préfixes di-, tri-, tétra-, penta-.
Se produit pour les composés organiques simples, en particulier dans la littérature chimique ancienne.
La position des substituants est indiquée en lettres latines
ou les mots « symétrique » ( simm-), « asymétrique » ( pas simmm-), ortho-(O-), méta- (m-), paire-(P.-),
lettres N– (pour l'azote), O– (pour l'oxygène).
Nomenclature UICPA (international)
Les principes de base de ce système de nomenclature sont les suivants.
1. La base est la chaîne hydrocarbonée la plus longue avec le groupe fonctionnel le plus élevé, désignée par un suffixe.
2. Les atomes de carbone de la chaîne sont numérotés séquentiellement à partir de l’extrémité la plus proche de laquelle le groupe fonctionnel le plus élevé est situé.
Lors de la numérotation, la préférence (toutes choses égales par ailleurs) est donnée à une double liaison, puis à une triple liaison.
Si les deux options de numérotation sont équivalentes, alors la direction est choisie de telle sorte que la somme des chiffres indiquant la position des substituants soit la plus petite (plus correctement, dans laquelle le plus petit chiffre vient en premier).
3. A la base du nom, en commençant par le plus simple, sont ajoutés, si nécessaire, les noms des substituants en indiquant leur numéro à l'aide des préfixes di-, tri-, tétra-, penta-.
De plus, pour tout le monde le substituant indique son numéro dans la chaîne.
La position et le nom des substituants sont indiqués dans le préfixe précédant le nom de la chaîne, en séparant les chiffres par un trait d'union.
Pour les groupes fonctionnels, le numéro peut apparaître avant le nom de la chaîne ou après le nom de la chaîne avant ou après le nom du suffixe, séparé par un trait d'union ;
4. Les noms des substituants (radicaux) peuvent être systémiques et triviaux.
Les radicaux alkyles sont nommés en changeant la terminaison -un sur -il au nom de l'alcane correspondant.
Le nom du radical reflète le type d'atome de carbone ayant une valence libre : un atome de carbone lié
avec un atome de carbone, est appelé –CH 3 primaire,
avec deux – secondaire 
,
avec trois – tertiaire 
avec quatre - quaternaire 
.
Autres radicaux, avec ou sans terminaisons -il, ont généralement un nom trivial.
Les radicaux divalents ont la terminaison -fr ou - iden.
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Connexion de base |
Nom |
Structure radicale |
Nom |
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Radicaux monovalents |
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CH3 –CH2 – | |||
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CH3 –CH2 –CH3 |
CH 3 –CH 2 –CH 2 – | ||
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Isopropyle ( You are-buvait) |
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CH3 –CH2 –CH2 –CH3 |
CH3 –CH2 –CH2 –CH2 – | ||
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You are-Butyle |
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Isobutane |
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Isobutyle |
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frotte-Butyle |
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CH 3 (CH 2) 3 CH 3 |
CH 3 (CH 2) 3 CH 2 – |
(n-amyle) |
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Isopentane |
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Isopentyle (isoamyle) |
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Néopentane |
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Néopentyle |
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CH2 =CH–CH2 – | |||
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CH3 –CH=CH– |
Propényle |
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Chaque science regorge de concepts, et si ces concepts ne sont pas maîtrisés, ou si des sujets indirects peuvent être très difficiles à apprendre. L'un des concepts qui devraient être bien compris par toute personne se considérant plus ou moins instruite est la division des matériaux en organiques et inorganiques. Peu importe l'âge d'une personne, ces concepts sont sur la liste de ceux à l'aide desquels ils déterminent niveau général développement à n’importe quelle étape de la vie humaine. Afin de comprendre les différences entre ces deux termes, vous devez d’abord découvrir ce que signifie chacun d’eux. Les composés organiques : qu'est-ce que c'est ?Les substances organiques sont un groupe de composés chimiques de structure hétérogène, qui comprennent éléments de carbone, liés de manière covalente les uns aux autres. Les exceptions sont les carbures, le charbon et les acides carboxyliques. En outre, l'une des substances constitutives, outre le carbone, sont les éléments hydrogène, oxygène, azote, soufre, phosphore et halogène. De tels composés se forment en raison de la capacité des atomes de carbone à former des liaisons simples, doubles et triples. L'habitat des composés organiques est constitué d'êtres vivants. Ils peuvent soit faire partie des êtres vivants, soit apparaître à la suite de leurs activités vitales (lait, sucre). Les produits de la synthèse des substances organiques sont des aliments, des médicaments, des vêtements, des matériaux de construction, des équipements divers, des explosifs, différentes sortes engrais minéraux, polymères, additifs alimentaires, cosmétiques et plus encore. Substances inorganiques - qu'est-ce que c'est ?Les substances inorganiques sont un groupe de composés chimiques qui ne contiennent pas les éléments carbone, hydrogène ou composés chimiques dont l'élément constitutif est le carbone. Les éléments organiques et inorganiques sont des composants des cellules. Les premiers sous forme d'éléments vitaux, les autres dans la composition de l'eau, minéraux et les acides, ainsi que les gaz.
Qu'ont en commun les substances organiques et inorganiques ?Qu’y a-t-il de commun entre deux concepts apparemment opposés ? Il s'avère qu'ils ont quelque chose en commun, à savoir :
Substances organiques et inorganiques - quelle est la différence
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