Mint tudod, minden anyag két nagy kategóriába sorolható – ásványi és szerves. Számos példa említhető szervetlen vagy ásványi anyagokra: só, szóda, kálium. De milyen típusú kapcsolatok tartoznak a második kategóriába? Szerves anyagok minden élő szervezetben jelen vannak.
fehérjék
A fehérjék a szerves anyagok legfontosabb példái. Ide tartozik a nitrogén, a hidrogén és az oxigén. Ezeken kívül néha kénatomok is megtalálhatók egyes fehérjékben.
A fehérjék az egyik legfontosabb szerves vegyület, és ezek a leggyakrabban megtalálhatók a természetben. Más vegyületektől eltérően a fehérjéknek bizonyos jellemzői vannak. Fő tulajdonságuk a hatalmas molekulatömeg. Például egy alkoholatom molekulatömege 46, a benzolé 78, a hemoglobiné pedig 152 000. Más anyagok molekuláihoz képest a fehérjék valódi óriások, amelyek több ezer atomot tartalmaznak. A biológusok néha makromolekuláknak nevezik őket.
A fehérjék a szerves anyagok közül a legösszetettebbeképületek. A polimerek osztályába tartoznak. Ha mikroszkóp alatt megnézünk egy polimer molekulát, láthatjuk, hogy egyszerűbb szerkezetekből álló láncról van szó. Ezeket monomereknek nevezik, és sokszor ismétlődnek a polimerekben.
A fehérjéken kívül számos polimer létezik – gumi, cellulóz, valamint közönséges keményítő. Ezenkívül sok polimert emberi kéz hozta létre – nylon, lavsan, polietilén.
Fehérjeképződés
Hogyan keletkeznek a fehérjék? Példák olyan szerves anyagokra, amelyek összetételét az élő szervezetekben a genetikai kód határozza meg. Szintézisükben az esetek túlnyomó többségében 20 aminosav különféle kombinációit alkalmazzák.
Új aminosavak is képződhetnek már akkor, amikor a fehérje elkezd működni a sejtben. Ugyanakkor csak alfa-aminosavak találhatók benne. A leírt anyag elsődleges szerkezetét az aminosav-vegyületek maradékainak sorrendje határozza meg. És a legtöbb esetben a polipeptid lánc egy fehérje képződése során egy hélixbe csavarodik, amelynek menetei szorosan egymáshoz helyezkednek el. A hidrogénvegyületek képződése következtében meglehetősen erős szerkezetű.
Zsírok
A zsírok egy másik példája a szerves anyagoknak. Az ember sokféle zsírt ismer: vajat, marha- és halzsírt, növényi olajokat. Nagy mennyiségben a magvakban zsírok képződneknövények. Ha egy hámozott napraforgómagot egy papírlapra teszünk és lenyomjuk, olajos folt marad a lapon.
szénhidrát
A vadon élő állatokban nem kevésbé fontosak a szénhidrátok. Minden növényi szervben megtalálhatók. A szénhidrátok közé tartozik a cukor, a keményítő és a rost. Gazdag burgonyagumóban, banángyümölcsben. A keményítőt nagyon könnyű kimutatni a burgonyában. Jóddal reagálva ez a szénhidrát kék színűvé válik. Ezt úgy ellenőrizheti, hogy egy kis jódot csepegtet egy burgonyaszeletre.
A cukrot is könnyű észrevenni – mindegyik édes ízű. Sok ebbe az osztályba tartozó szénhidrát megtalálható a szőlő, a görögdinnye, a sárgadinnye, az almafák gyümölcseiben. Példák olyan szerves anyagokra, amelyeket szintén mesterséges körülmények között állítanak elő. Például a cukrot cukornádból vonják ki.
És hogyan keletkeznek a szénhidrátok a természetben? A legegyszerűbb példa a fotoszintézis folyamata. A szénhidrátok olyan szerves anyagok, amelyek több szénatomból álló láncot tartalmaznak. Számos hidroxilcsoportot is tartalmaznak. A fotoszintézis során a szervetlen anyagok cukra szén-monoxidból és kénből képződik.
Fiber
A rost egy másik példa a szerves anyagokra. A legtöbb megtalálható a gyapotmagokban, valamint a növényi szárban és azok leveleiben. A szál lineáris polimerekből áll, molekulatömege 500 ezer és 2 millió között van.
A legtisztább formájában reprezentáljaolyan anyag, amelynek nincs szaga, íze és színe. Fényképészeti film, celofán, robbanóanyagok gyártásához használják. Az emberi szervezetben a rostok nem szívódnak fel, de az étrend szükséges részét képezik, mivel serkentik a gyomor és a belek működését.
Szerves és szervetlen anyagok
Számos példa van szerves és szervetlen anyagok képződésére. Ez utóbbiak mindig ásványokból származnak - élettelen természetes testekből, amelyek a föld mélyén képződnek. Különféle sziklák részei is.
Természetes körülmények között szervetlen anyagok keletkeznek az ásványi vagy szerves anyagok pusztulása során. Az ásványi anyagokból viszont folyamatosan képződnek szerves anyagok. Például a növények felszívják a vizet a benne oldott vegyületekkel, amelyek ezt követően egyik kategóriából a másikba kerülnek. Az élő szervezetek főként szerves anyagokat használnak fel élelmiszerként.
A sokszínűség okai
Az iskolásoknak vagy diákoknak gyakran meg kell válaszolniuk azt a kérdést, hogy mi az oka a szerves anyagok sokféleségének. A fő tényező az, hogy a szénatomok kétféle – egyszerű és többszörös – kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. Láncokat is alkothatnak. Egy másik ok a szerves anyagokban található különféle kémiai elemek sokfélesége. Ezen túlmenően, a sokféleség az allotrópiának is köszönhető - az a jelenség, hogy ugyanaz az elem létezik különbözőkapcsolatok.
És hogyan keletkeznek a szervetlen anyagok? A természetes és szintetikus szerves anyagokat és azok példáit középiskolákban és felsőoktatási intézményekben is tanulmányozzák. A szervetlen anyagok képződése nem olyan bonyolult folyamat, mint a fehérjék vagy szénhidrátok képződése. Például az emberek időtlen idők óta nyerik ki a szódát a szódatavakból. 1791-ben Nicolas Leblanc kémikus azt javasolta, hogy kréta, só és kénsav felhasználásával laboratóriumban állítsák elő. Valaha a szóda, amelyet ma mindenki ismer, meglehetősen drága termék volt. A kísérlet elvégzéséhez a konyhasót savval együtt, majd a keletkezett szulfátot mészkővel és szénnel együtt kellett meggyújtani.
A szervetlen anyagok másik példája a kálium-permanganát vagy kálium-permanganát. Ezt az anyagot ipari körülmények között állítják elő. A képződési folyamat egy kálium-hidroxid oldat és egy mangán anód elektrolíziséből áll. Ebben az esetben az anód fokozatosan feloldódik ibolyaszínű oldat képződésével - ez a jól ismert kálium-permanganát.
