- Glavne razlike med organskimi in anorganskimi spojinami
- Anorganske spojine so pridobljene iz bolj obilnih naravnih virov kot anorganske spojine
- Anorganski kristali so običajno ionski, organski kristali pa so molekulski
- Vrsta vezi, ki ureja organske spojine, je kovalentna
- V organskih spojinah prevladujejo kovalentne vezi med ogljikovimi atomi
- Organske spojine imajo ponavadi večje molarne mase
- Organske spojine so številčnejše
- Anorganske spojine so elementarno bolj raznolike
- Anorganske spojine imajo višje tališče in vrelišče
- Organske spojine so v vesolju redkejše
- Organske spojine podpirajo življenje v veliko večji meri kot anorganske
- Reference
Na razlike med organskimi in anorganskimi spojinami se ni vedno preprosta, prav tako pa ne ubogajo je nespremenljiva pravila, saj je, ko gre za kemijo številne izjeme, ki nasprotujejo ali vprašanje predhodnega znanja. Vendar obstajajo značilnosti, ki omogočajo, da se med številnimi spojinami ugotovijo, katere so anorganske ali ne.
Organska kemija je po definiciji študija, ki vključuje vse veje ogljikove kemije; zato je logično misliti, da so njihova okostja sestavljena iz ogljikovih atomov. Po drugi strani pa anorganski okostji (ne da bi prehajali v polimere) običajno sestavljajo kateri koli drug element v periodični tabeli, razen ogljika.
Živa bitja so v vseh svojih lestvicah in izrazih praktično izdelana iz ogljika in drugih heteroatomov (H, O, N, P, S itd.). Tako so vse zelenje, ki kroji zemeljska skorja, in bitja, ki hodijo po njej, živi primeri zapletenih in dinamično prepletenih organskih spojin.
Po drugi strani pa pri vrtanju zemlje in v gorah najdemo mineralna telesa bogata s sestavo in geometrijskimi oblikami, katerih velika večina so anorganske spojine. Slednje skoraj v celoti definirajo tudi ozračje, ki ga dihamo, ter oceane, reke in jezera.
Glavne razlike med organskimi in anorganskimi spojinami
| Organske spojine | Anorganske spojine |
|---|---|
| Vsebujejo ogljikove atome | Sestavljeni so iz drugih elementov razen ogljika |
| So del živih bitij | So del inertnih bitij |
| Manj jih je v naravnih virih | V naravnih virih so bolj obilne |
| Običajno so molekularni | Običajno so ionski |
| Kovalentne vezi | Jonske vezi |
| Večje molarne mase | Spodnje molarne mase |
| Manj so raznoliki | So bolj raznoliki elementi |
| Nižja tališča in vrelišča | Višja tališča in vrelišča |
Anorganske spojine so pridobljene iz bolj obilnih naravnih virov kot anorganske spojine
Kristali sladkorja (desno) in soli (levo), vidni pod mikroskopom. Vir: Oleg Paničev
Čeprav lahko obstajajo izjeme, anorganske spojine navadno dobimo iz bolj obilnih naravnih virov kot tiste za organske spojine. Ta prva razlika vodi k posredni trditvi: anorganske spojine so bolj obilne (na Zemlji in v Kozmosu) kot organske spojine.
Seveda bodo na naftnem polju prevladovali ogljikovodiki in podobno, ki so organske spojine.
Če se vrnemo na odsek, lahko kot primer navedemo par sladkor-sol. Zgoraj so prikazani kristali sladkorja (bolj robustni in fasetirani) in sol (manjši in zaobljeni).
Sladkor se pridobiva po vrsti postopkov iz nasadov sladkornega trsa (v sončnih ali tropskih regijah) in iz sladkorne pese (v hladnih regijah ali na začetku zime ali jeseni). Obe sta naravni in obnovljivi surovini, ki se gojita do ustrezne letine.
Medtem sol prihaja iz veliko bolj obilnega vira: morja ali jezer in nahajališč soli, kot je mineral halit (NaCl). Če bi združili vsa polja sladkornega trsa in sladkorne pese, jih nikoli ne bi mogli izenačiti z naravnimi rezervami soli.
Anorganski kristali so običajno ionski, organski kristali pa so molekulski
Kot primer vzamemo par sladkorja in soli kot primer, vemo, da je sladkor sestavljen iz disaharida, imenovanega saharoza, ki pa se razgradi na enoto glukoze in fruktozo. Sladkorni kristali so torej molekulski, saj jih opredeljujemo saharoza in njene medmolekulske vodikove vezi.
Medtem so kristali soli sestavljeni iz mreže Na + in Cl - ionov , ki opredeljujejo kubično strukturo, usmerjeno v obraz (fcc).
Glavna točka je, da anorganske spojine običajno tvorijo ionske kristale (ali vsaj, ki imajo visok ionski značaj). Vendar obstaja več izjem, kot so kristali CO 2 , H 2 S, SO 2 in drugi anorganski plini, ki se strdijo pri nizkih temperaturah in visokih tlakih in so tudi molekularni.
Voda na tem mestu predstavlja najpomembnejšo izjemo: led je anorganski in molekularni kristal.
Nekaj snega ali ledu sta kristala vode, odličen primer anorganskih molekularnih kristalov. Vir: Sieverschar iz Pixabaja.
Minerali so v bistvu anorganske spojine, zato so njihovi kristali pretežno ionske narave. Zato se ta druga točka šteje za veljavno za širok spekter anorganskih spojin, vključno s solmi, sulfidi, oksidi, tellidi itd.
Vrsta vezi, ki ureja organske spojine, je kovalentna
Isti kristali sladkorja in soli puščajo nekaj dvoma: prvi vsebujejo kovalentne (smerne) vezi, drugi pa ionske (ne usmerjene) vezi.
Ta točka je neposredno povezana z drugo: molekularni kristal mora nujno imeti več kovalentnih vezi (delitev para elektronov med dvema atomoma).
Ponovno organske soli določajo določene izjeme, saj imajo tudi močno ionski značaj; na primer, natrijev benzoat (C 6 H 5 COONa) je organska sol, vendar v benzoata in njene aromatskega obroča so kovalentne vezi. Kljub temu pravijo, da so njeni kristali glede na elektrostatično interakcijo ionski: C 6 H 5 COO - Na + .
V organskih spojinah prevladujejo kovalentne vezi med ogljikovimi atomi
Ali kar je enako reči: organske spojine so sestavljene iz ogljikovih okostij. V njih je več kot ena CC ali CH vez in ta hrbtenica je lahko linearna, obročna ali razvejana, različna je po stopnji svojih nenasičenosti in vrsti substituenta (heteroatomi ali funkcionalne skupine). V sladkorju so vezi CC, CH in C-OH v izobilju.
Vzemimo za primer množico CO, CH 2 OCH 2 in H 2 C 2 O 4 . Katera od teh treh spojin je anorganska?
V CH 2 OCH 2 (etilen dioksid) so štiri CH vezi in dve CO vezi, medtem ko so v H 2 C 2 O 4 (oksalna kislina) en CC, dva C-OH in dva C = O. Struktura H 2 C 2 O 4 lahko zapišemo kot HOOC-COOH (dve povezani karboksilnih skupin). Medtem je CO sestavljen iz molekule, ki je ponavadi predstavljena s hibridno vezjo med C = O in C20.
Ker je v CO (ogljikov monoksid) le en ogljikov atom, vezan na en kisik, je ta plin anorganski; ostale spojine so organske.
Organske spojine imajo ponavadi večje molarne mase
Struktura predstavljena s črtami za palmitinsko kislino. Opazimo lahko, kako velik je v primerjavi z manjšimi anorganskimi spojinami ali s težo formule njegovih soli. Vir: Wolfgang Schaefer
Na primer, kutnjaki zgornjih spojin so: 28 g / mol (CO), 90 g / mol (H 2 C 2 O 4 ) in 60 g / mol (CH 2 OCH 2 ). Seveda CS 2 (ogljikov sulfid), anorganska spojina, katere molska masa je 76 g / mol, "tehta" več kot CH 2 OCH 2 .
Kaj pa maščobe ali maščobne kisline? Od biomolekul, kot sta DNK ali beljakovine? Ali ogljikovodiki z dolgimi linearnimi verigami? Ali pa asfalteni? Njihove molarne mase zlahka presežejo 100 g / mol. Na primer palmitinska kislina (zgornja slika) ima molsko maso približno 256 g / mol.
Organske spojine so številčnejše
Nekatere anorganske spojine, imenovane koordinacijski kompleksi, kažejo izomerijo. Vendar je v primerjavi z organsko izomerijo manj raznolik.
Tudi če seštejemo vse soli, okside (kovinske in nekovinske), sulfide, teluride, karbide, hidridne, nitridne itd., Ne bi zbrali morda niti polovice organskih spojin, ki lahko obstajajo v naravi. Zato so organske spojine številčnejše in po zgradbah bogatejše.
Anorganske spojine so elementarno bolj raznolike
Glede na elementarno raznolikost pa so anorganske spojine bolj raznolike. Zakaj? Ker s periodično tabelo v roki lahko sestavite katero koli vrsto anorganske spojine; medtem ko je organska spojina omejena le na elemente: C, H, O, P, S, N in X (halogeni).
Imamo veliko kovin (alkalijske, alkalne zemlje, prehodni, lantanidi, aktinidi, tisti iz p bloka) in nešteto možnosti, da jih kombiniramo z različnimi anioni (običajno anorganskimi); kot so: CO 3 2- (karbonati), Cl - (kloridi), P 3- (fosfidi), O 2- (oksidi), OH - (hidroksidi), SO 4 2- (sulfati), CN - (cianidi) , SCN - (tiocianati) in še veliko več.
Upoštevajte, da KN - in SCN - anioni zdijo organsko, vendar so dejansko anorganska. Druga zmedenost zaznamuje oksalata anion, C 2 O 4 2- , ki je organski, ne anorganska.
Anorganske spojine imajo višje tališče in vrelišče
Tudi to pravilo je več izjem, saj je vse odvisno od tega, kateri par spojin se primerja. Vendar se držijo anorganskih in organskih soli, ki imajo ponavadi višja tališča in vrelišča kot druge.
Tu najdemo še eno implicitno točko: organske soli so dovzetne za razgradnjo, saj toplota prekine njihove kovalentne vezi. Kljub temu smo primerjali par kalcijev tartrat (CAC 4 H 4 O 6 ) in kalcijevega karbonata (CaCO 3 ). CaC 4 H 4 O 6 razpade pri 600 ° C , medtem ko se CaCO 3 topi pri 825 ° C.
In da CaCO 3 še zdaleč ni ena izmed soli z najvišjimi tališči, kot v primerih CaC 2 (2160 ºC) in CaS 2 (2525 ºC): kalcijev karbid in sulfid.
Organske spojine so v vesolju redkejše
Najenostavnejši in najbolj primitivne organske spojine, kot so metan, CH 4 , sečnine, CO (NH 2 ) 2 ali aminokislinsko glicina, NH 2 CH 2 COOH, so zelo redke vrste v vesolju primerjavi z amoniakom, ogljikov dioksid. ogljik, titanovi oksidi, ogljik itd. V vesolju tudi predhodniki življenja niso pogosto zaznani.
Organske spojine podpirajo življenje v veliko večji meri kot anorganske
Lupina morrokoja je sestavljena iz mešanice kosti, prekritih s keratinom, ki so sestavljene iz anorganske matrice (hidroksiapatit in sorodni minerali) in organskega matriksa (kolagen, hrustanec in živci). Vir: Morrocoy_ (Geochelone_carbonaria) .jpg: Fotografsko ustvarjalno delo: Fotograf
Organska kemija ogljika, uporabljena pri razumevanju presnovnih procesov, se spremeni v biokemijo (in z vidika kovinskih kationov v bioinorganici).
Organske spojine so temelj življenja (podobno morrokoju na zgornji sliki), zahvaljujoč CC vezam in ogromnemu konglomeratu struktur, ki izhajajo iz teh vezi, in njihovem interakciji z anorganskimi kristali soli.
Vrnitev k paru sladkor-sol so naravni viri sladkorja živi: to so pridelki, ki rastejo in umrejo; vendar z izvori soli ni isto: niti morja niti slana nahajališča niso živa (v fiziološkem smislu).
Rastline in živali sintetizirajo neskončne organske spojine, ki sestavljajo široko paleto naravnih proizvodov (vitamini, encimi, hormoni, maščobe, barvila itd.).
Ne moremo pa izključiti dejstva, da je voda topilo življenja (in je anorganska); in niti to ni kisik, ki je ključnega pomena za celično dihanje (da ne omenjam kovinskih kofaktorjev, ki niso anorganske spojine, ampak kationi). Zato anorganska igra tudi ključno vlogo pri definiranju življenja.
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organska kemija. Amini. (10. izdaja.). Wiley Plus.
- Helmenstine, Anne Marie, dr. (03. julij 2019). Razlika med organskim in anorganskim. Pridobljeno: misel.com
- Teksaška izobraževalna agencija. (2019). Organsko ali anorgansko? Pridobljeno: texasgateway.org
- Saharoza. (sf). Kako je sladkor narejen: uvod. Pridobljeno: suroza.si
- Wikipedija. (2019). Seznam anorganskih spojin. Pridobljeno: en.wikipedia.org