10 FORSKELLE MELLEM ORGANISKE OG UORGANISKE FORBINDELSER - KEMI - 2025

De forskelle mellem organiske og uorganiske forbindelser er ikke altid let, heller ikke de adlyder en uforanderlig regel, da når det kommer til kemi der er utallige undtagelser, der modsiger eller spørgsmål tidligere viden. Der er imidlertid egenskaber, der gør det muligt at skelne blandt mange forbindelser, hvilke der er uorganiske eller ikke.

Per definition er organisk kemi undersøgelsen, der inkluderer alle grene af kulstofkemi; derfor er det logisk at tro, at deres skeletter består af kulstofatomer. På den anden side består uorganiske skelet (uden at komme ind i polymerer) normalt af ethvert andet element i det periodiske system bortset fra kulstof.

Levende ting er i alle deres skalaer og udtryk praktisk taget lavet af kulstof og andre heteroatomer (H, O, N, P, S osv.). Så alt det grønne, der linjer jordskorpen, såvel som de skabninger, der går på den, er levende eksempler på komplekse og dynamisk sammenblandede organiske forbindelser.

På den anden side finder vi mineraler, der er rig på sammensætning og geometriske former, hvor langt størstedelen er uorganiske forbindelser, at bore jorden og i bjergene. Sidstnævnte definerer også næsten udelukkende den atmosfære, vi indånder, og oceanerne, floder og søer.

Vigtigste forskelle mellem organiske og uorganiske forbindelser

Organiske forbindelser	Uorganiske forbindelser
De indeholder carbonatomer	De består af andre elementer end kulstof
De er en del af levende væsener	De er en del af inerte væsener
De er mindre rigelige i naturlige kilder	De er mere rigelige i naturlige kilder
De er normalt molekylære	De er normalt ioniske
Kovalente bindinger	Ioniske bindinger
Større molære masser	Lavere molære masser
De er mindre forskellige	De er mere forskellige elementer
Lavere smelte- og kogepunkter	Højere smelte- og kogepunkter

Uorganiske forbindelser opnås fra mere rigelige naturlige kilder end uorganiske forbindelser

Krystaller af sukker (til højre) og salt (til venstre) set under et mikroskop. Kilde: Oleg Panichev

Selvom der kan være undtagelser, opnås uorganiske forbindelser generelt fra mere rigelige naturlige kilder end dem til organiske forbindelser. Denne første forskel fører til en indirekte udsagn: uorganiske forbindelser er mere rigelige (på Jorden og i kosmos) end organiske forbindelser.

I et oliefelt vil naturligvis carbonhydrider og lignende, der er organiske forbindelser, være dominerende.

Vender vi tilbage til sektionen, kan sukker-salt-paret nævnes som et eksempel. Ovenstående er sukkerkrystaller (mere robuste og facetterede) og salt (mindre og afrundet).

Sukker fås efter en række processer fra sukkerrørplantager (i solrige eller tropiske regioner) og fra sukkerroer (i kolde regioner eller i begyndelsen af ​​vintre eller efterår). Begge er naturlige og vedvarende råvarer, som dyrkes indtil deres høst.

I mellemtiden kommer salt fra en meget mere rigelig kilde: havet eller søer og saltaflejringer såsom mineralhalogen (NaCl). Hvis alle felter med sukkerrør og sukkerroer blev samlet, kunne de aldrig sidestilles med de naturlige reserver af salt.

Uorganiske krystaller er normalt ioniske, mens organiske krystaller har en tendens til at være molekylære

Ved at tage sukker-saltparet igen som et eksempel ved vi, at sukker består af et disaccharid kaldet saccharose, som igen nedbrydes til en glukoseenhed og en fruktoseenhed. Sukkerkrystaller er derfor molekylære, da de er defineret af saccharose og dets intermolekylære brintbindinger.

I mellemtiden består saltkrystaller af et netværk af Na ⁺ og Cl ^- ioner, der definerer en ansigt-centreret kubisk struktur (fcc).

Hovedpointen er, at uorganiske forbindelser normalt danner ioniske krystaller (eller i det mindste med en høj ionisk karakter). Der er dog flere undtagelser, såsom krystaller af CO ₂, H ₂ S, SO ₂ og andre uorganiske gasser, der størkner ved lave temperaturer og høje tryk, og de er også molekylært.

Vand er den vigtigste undtagelse fra dette punkt: is er en uorganisk og molekylær krystal.

De få sne eller is er krystaller af vand, glimrende eksempler på uorganiske molekylkrystaller. Kilde: Sieverschar fra Pixabay.

Mineraler er i det væsentlige uorganiske forbindelser, og deres krystaller er derfor overvejende ioniske. Derfor betragtes dette andet punkt som gyldigt for et bredt spektrum af uorganiske forbindelser, herunder salte, sulfider, oxider, tellider osv.

Den type binding, der styrer organiske forbindelser, er kovalent

De samme sukker- og saltkrystaller efterlader noget i tvivl: førstnævnte indeholder kovalente (retningsbestemte) bindinger, mens sidstnævnte udviser ioniske (ikke-retningsbestemte) bindinger.

Dette punkt er direkte korreleret med det andet: en molekylær krystal skal nødvendigvis have flere kovalente bindinger (deling af et par elektroner mellem to atomer).

Igen etablerer organiske salte visse undtagelser, da de også har en stærkt ionisk karakter; for eksempel natriumbenzoat (C ₆ H ₅ COONa) er et organisk salt, men inden for benzoat og dens aromatiske ring er covalente bindinger. Alligevel er dens krystaller siges at være ioniske givet elektrostatisk interaktion: C ₆ H ₅ COO ^- Na ⁺.

I organiske forbindelser dominerer kovalente bindinger mellem carbonatomer

Eller hvad er det samme at sige: organiske forbindelser består af kulstofskeletter. I dem er der mere end en CC- eller CH-binding, og denne rygrad kan være lineær, ring eller forgrenet, varierende i graden af ​​dens umættelser og typen af ​​substituent (heteroatomer eller funktionelle grupper). I sukker er CC, CH og C-OH-bindinger rigelige.

Lad os tage et eksempel på det indstillede CO, CH ₂ OCH ₂ og H ₂ C ₂ O ₄. Hvilke af disse tre forbindelser er uorganiske?

I CH ₂ OCH ₂ (ethylen dioxid) er der fire CH bindinger og to CO bindinger, mens i H ₂ C ₂ O ₄ (oxalsyre) er en CC, to C-OH, og to C = O. Strukturen af H ₂ C ₂ O ₄ kan skrives som HOOC-COOH (to forbundne carboxylgrupper). I mellemtiden består CO af et molekyle, der normalt er repræsenteret med en hybridbinding mellem C = O og C0O.

Da der i CO (kulilte) kun er et carbonatom bundet til et af oxygen, er denne gas uorganisk; de andre forbindelser er organiske.

Organiske forbindelser har en tendens til at have større molære masser

Struktur repræsenteret med linjer for palmitinsyre. Det kan bemærkes, hvor stort det sammenlignes med mindre uorganiske forbindelser eller formelvægten af ​​dets salte. Kilde: Wolfgang Schaefer

For eksempel kindtænderne af de ovennævnte forbindelser er: 28 g / mol (CO), 90 g / mol (H ₂ C ₂ O ₄) og 60 g / mol (CH ₂ OCH ₂). Naturligvis CS ₂ (carbondisulfid), en uorganisk forbindelse, hvis molmasse er 76 g / mol, "vejer" mere end CH ₂ OCH ₂.

Men hvad med fedt eller fedtsyrer? Fra biomolekyler som DNA eller proteiner? Eller kulbrinter med lange lineære kæder? Eller asfaltenerne? Deres molmasse overstiger let 100 g / mol. Palmitinsyre (øverste billede) har for eksempel en molmasse på ca. 256 g / mol.

Organiske forbindelser er mere udbredt i antal

Nogle uorganiske forbindelser, kaldet koordinationskomplekser, udviser isomerisme. Det er dog mindre forskelligt sammenlignet med organisk isomer.

Selv hvis vi tilsætter alle salte, oxider (metalliske og ikke-metalliske), sulfider, tellurider, carbider, hydrider, nitrider osv., Ville vi måske ikke samle halvdelen af ​​de organiske forbindelser, der kan eksistere i naturen. Derfor er organiske forbindelser mere rigelige i antal og rigere på strukturer.

Uorganiske forbindelser er grundlæggende mere forskellige

I overensstemmelse med elementær mangfoldighed er uorganiske forbindelser imidlertid mere forskellige. Hvorfor? Fordi med den periodiske tabel i hånden kan du opbygge enhver type uorganisk forbindelse; mens en organisk forbindelse er den kun begrænset til elementerne: C, H, O, P, S, N og X (halogener).

Vi har mange metaller (alkali, alkalisk jord, overgang, lanthanider, actinider, p-blok) og uendelige muligheder for at kombinere dem med forskellige anioner (normalt uorganiske); såsom: CO ₃ ^2- (carbonater), Cl ^- (chlorider), P ^3- (phosphider), O ^2- (oxider), OH ^- (hydroxider), SO ₄ ^2- (sulfater), CN ^- (cyanider), SCN ^- (thiocyanater), og mange flere.

Bemærk, at KN ^- og SCN ^- anioner synes at være økologisk, men er faktisk uorganiske. En anden forvirring er præget af oxalat anion, C ₂ O ₄ ^2-, som er økologisk og ikke uorganisk.

Uorganiske forbindelser har højere smelte- og kogepunkter

Igen er der flere undtagelser fra denne regel, da det hele afhænger af hvilket par forbindelser der sammenlignes. Ved at holde sig til uorganiske og organiske salte har de førstnævnte imidlertid en tendens til at have højere smelte- og kogepunkter end sidstnævnte.

Her finder vi et andet implicit punkt: organiske salte er modtagelige for nedbrydning, da varmen bryder deres kovalente bindinger. Alligevel sammenlignede vi parret calciumtartrat (CaC ₄ H ₄ O ₆) og calciumcarbonat (CaCO ₃). CaC ₄ H ₄ O ₆ nedbrydes ved 600 ° C, mens CaCO ₃ smelter ved 825 ° C.

Og at CaCO ₃ langt fra er et af saltene med de højeste smeltepunkter, som i tilfældene med CaC ₂ (2160 ºC) og CaS ₂ (2525 ºC): henholdsvis calciumcarbid og sulfid.

Organiske forbindelser er sjældnere i universet

De enkleste og mest primitive organiske forbindelser, såsom methan, CH ₄, urinstof, CO (NH ₂) ₂, eller aminosyren glycin, NH ₂ CH ₂ COOH, er meget sjældne arter i Kosmos sammenlignet med ammoniak, kuldioxid. kulstof, titaniumoxider, kulstof osv. I universet opdages selv ikke livets forløbere materialer ofte.

Organiske forbindelser understøtter livet i meget større grad end uorganiske

En morrocoys skal består af en blanding af knogler, der er dækket af keratin, som igen er sammensat af en uorganisk matrix (hydroxyapatit og beslægtede mineraler) og en organisk matrix (kollagen, brusk og nerver). Kilde: Morrocoy_ (Geochelone_carbonaria).jpg: The Photographerderivative work: The Photographer

Den organiske kemi af kulstof, anvendt i forståelsen af ​​metabolske processer, omdannes til biokemi (og fra synspunkt om metalkationer, til bioorganiske stoffer).

Organiske forbindelser er hjørnestenen i livet (som morrocoy i billedet ovenfor) takket være CC-bindingerne og det enorme konglomerat af strukturer, der er resultatet af disse bindinger, og deres interaktion med uorganiske saltkrystaller.

Vender vi tilbage til sukker-salt-paret, lever de naturlige kilder til sukker: det er afgrøder, der vokser og dør; men det er ikke det samme med kilderne til salt: Hverken havene eller saltvandene er i live (i en fysiologisk forstand).

Planter og dyr syntetiserer et utal af organiske forbindelser, der udgør en lang række naturlige produkter (vitaminer, enzymer, hormoner, fedt, farvestoffer osv.).

Vi kan dog ikke udelade det faktum, at vand er livets opløsningsmiddel (og det er uorganisk); og heller ikke, at ilt er essentielt for cellulær respiration (for ikke at nævne de metalliske cofaktorer, som ikke er uorganiske forbindelser men kationer). Derfor spiller det uorganiske også en afgørende rolle i definitionen af ​​livet.

Referencer

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. Aminer. (10. udgave.). Wiley Plus.
4. Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (3. juli 2019). Forskellen mellem organisk og uorganisk. Gendannes fra: thoughtco.com
5. Texas Education Agency. (2019). Organisk eller uorganisk? Gendannes fra: texasgateway.org
6. Saccharose. (Sf). Sådan fremstilles sukker: en introduktion. Gendannes fra: sucrose.com
7. Wikipedia. (2019). Liste over uorganiske forbindelser. Gendannet fra: en.wikipedia.org