Kuten tiedät, kaikki aineet voidaan jakaakaksi suurta luokkaa - mineraali ja orgaaninen. Voidaan antaa suuri joukko esimerkkejä epäorgaanisista tai mineraalista aineista: suola, sooda, kalium. Mutta minkä tyyppiset yhdisteet kuuluvat toiseen luokkaan? Orgaanista ainetta on läsnä kaikissa elävissä organismeissa.
Proteiinit ovat tärkein esimerkki orgaanisesta aineesta. Ne sisältävät typpeä, vetyä ja happea. Niiden lisäksi joissain proteiineissa voi joskus olla rikkiatomeja.
Proteiinit ovat yksi tärkeimmistä orgaanisistayhdisteet, ja niitä löytyy useimmiten luonnosta. Toisin kuin muut yhdisteet, proteiineille on ominaista joitain ominaispiirteitä. Niiden pääominaisuus on valtava molekyylimassa. Esimerkiksi alkoholiatomin molekyylipaino on 46, bentseenin on 78 ja hemoglobiinin on 152 000. Muiden aineiden molekyyleihin verrattuna proteiinit ovat todellisia jättiläisiä, jotka sisältävät tuhansia atomeja. Joskus biologit kutsuvat niitä makromolekyyleiksi.
Proteiinit ovat vaikeimpialuonnonmukaiset rakennukset. Ne kuuluvat polymeerien luokkaan. Jos katsot polymeerimolekyyliä mikroskoopin alla, voit nähdä, että se on ketju, joka koostuu yksinkertaisemmista rakenteista. Niitä kutsutaan monomeereiksi ja toistetaan polymeereissä monta kertaa.
Proteiinien lisäksi on olemassa suuri joukko polymeerejä - kumia, selluloosaa sekä tavallista tärkkelystä. Myös monet polymeerit syntyivät ihmisen käsillä - kapron, lavsan, polyeteeni.
Kuinka proteiinit muodostuvat?Ne ovat esimerkkejä orgaanisista aineista, joiden koostumus elävissä organismeissa määräytyy geneettisen koodin avulla. Niiden synteesissä käytetään valtaosassa tapauksissa erilaisia 20 aminohapon yhdistelmiä.
Uusia aminohappoja voi myös muodostuakun proteiini alkaa toimia solussa. Siinä on kuitenkin vain alfa-aminohappoja. Kuvatun aineen primaarirakenne määritetään aminohappoyhdisteiden tähteiden järjestyksellä. Ja useimmissa tapauksissa, kun proteiini muodostuu, polypeptidiketju kierretään spiraaliksi, jonka käännökset sijaitsevat läheisesti toisiaan. Vetyyhdisteiden muodostumisen seurauksena sen rakenne on melko vahva.
Toinen esimerkki orgaanisesta aineesta saattaatarjoa rasvoja. Henkilö tuntee monen tyyppisiä rasvoja: voita, naudanlihaa ja kalaöljyä, kasviöljyjä. Kasvien siemeniin muodostuu suuria määriä rasvoja. Jos kuoritut auringonkukansiemenet asetetaan paperiarkille ja puristetaan alas, arkin päälle jää öljyinen tahra.
Yhtä tärkeitä villieläimissä ovathiilihydraatteja. Niitä löytyy kaikista kasvien elimistä. Hiilihydraatteja ovat sokeri, tärkkelys ja kuitu. Perunan mukulat ja banaanin hedelmät ovat runsaasti niitä. Perunatärkkelys on erittäin helppo havaita. Kun reagoidaan jodin kanssa, tämä hiilihydraatti muuttuu siniseksi. Tämä voidaan nähdä lisäämällä vähän jodia perunaviipaleeseen.
Sokereita on myös helppo löytää - ne ovat kaikkion makea maku. Monet tämän luokan hiilihydraatit löytyvät rypäleiden, vesimelonien, melonien ja omenapuiden hedelmistä. Ne ovat esimerkkejä orgaanisista aineista, joita tuotetaan myös keinotekoisissa olosuhteissa. Esimerkiksi sokeriruo'osta uutetaan sokeriruo'osta.
Ja miten hiilihydraatit muodostuvat luonnossa?Yksinkertaisin esimerkki on fotosynteesi. Hiilihydraatit ovat orgaanisia aineita, jotka sisältävät useiden hiiliatomien ketjun. Ne sisältävät myös useita hydroksyyliryhmiä. Fotosynteesin aikana epäorgaanisten aineiden sokeri muodostuu hiilimonoksidista ja rikistä.
Toinen esimerkki orgaanisesta aineesta onkuitua. Suurin osa siitä löytyy puuvillansiemenistä, samoin kuin kasvien vartta ja niiden lehtiä. Kuidu koostuu lineaarisista polymeereistä, sen molekyylipaino on 500 tuhatta - 2 miljoonaa.
Puhtaassa muodossaan se on ainettajosta puuttuu haju, maku ja väri. Sitä käytetään kalvojen, sellofaanin, räjähteiden valmistuksessa. Kuitu ei imeydy ihmiskehossa, mutta se on välttämätön osa ruokavaliota, koska se stimuloi mahaa ja suolia.
Koulutuksesta on monia esimerkkejä.orgaaniset ja epäorgaaniset aineet. Viimeksi mainitut ovat aina peräisin mineraaleista - elottomista luonnonkappaleista, jotka muodostuvat maan syvyydessä. Ne ovat myös osa erilaisia kiviä.
Epäorgaaniset aineet in vivomuodostuu mineraalien tai orgaanisten aineiden tuhoamisen yhteydessä. Toisaalta orgaanisia aineita muodostuu jatkuvasti mineraaleista. Esimerkiksi kasvit imevät vettä siihen liuenneilla yhdisteillä, jotka siirtyvät myöhemmin yhdestä luokasta toiseen. Elävät organismit käyttävät ravinnoksi pääasiassa orgaanisia aineita.
Usein koululaisten tai opiskelijoiden on vastattavakysymykseen siitä, mitkä ovat syyt orgaanisten aineiden monimuotoisuudelle. Tärkein tekijä on, että hiiliatomit yhdistetään käyttämällä kahden tyyppisiä sidoksia - yksinkertaisia ja moninkertaisia. Ne voivat myös muodostaa ketjuja. Toinen syy on orgaanisten aineiden muodostavien kemiallisten alkuaineiden moninaisuus. Lisäksi monimuotoisuus johtuu allotropiasta - yhden ja saman alkuaineen olemassaolon ilmiöstä erilaisissa yhdisteissä.
Ja miten epäorgaaniset aineet muodostuvat?Luonnollisia ja synteettisiä orgaanisia aineita ja niiden esimerkkejä tutkitaan sekä lukiossa että erikoistuneissa korkeakouluissa. Epäorgaanisten aineiden muodostuminen ei ole niin monimutkainen prosessi kuin proteiinien tai hiilihydraattien muodostuminen. Esimerkiksi soodaa jo muinaisista ajoista alkaen ihmisiä, jotka on uutettu soodajärvistä. Kemian tutkija Nicolas LeBlanc ehdotti vuonna 1791 syntetisoida se laboratoriossa liidun, suolan ja rikkihapon avulla. Aikoinaan tänään kaikille tuttu sooda oli melko kallis tuote. Koetta varten oli tarpeen kalsinoida ruokasuola yhdessä hapon kanssa ja sitten kalsinoitu sulfaatti kalsinoitu yhdessä kalkkikiven ja hiilen kanssa.
Toinen esimerkki epäorgaanisista aineista onkaliumpermanganaatti tai kaliumpermanganaatti. Tämä aine saadaan teollisuusolosuhteissa. Muodostusprosessi koostuu kaliumhydroksidiliuoksen ja mangaanianodin elektrolyysistä. Tässä tapauksessa anodi liukenee vähitellen muodostuen violetti liuos - tämä on tunnettu kaliumpermanganaatti.
