- Основные различия между органическими и неорганическими соединениями
- Неорганические соединения получают из более богатых природных источников, чем неорганические соединения.
- Неорганические кристаллы обычно ионные, в то время как органические кристаллы имеют тенденцию быть молекулярными.
- Тип связи, который управляет органическими соединениями, является ковалентным.
- В органических соединениях преобладают ковалентные связи между атомами углерода.
- Органические соединения, как правило, имеют большую молярную массу.
- Органические соединения более многочисленны
- Неорганические соединения элементарно разнообразнее
- Неорганические соединения имеют более высокие температуры плавления и кипения.
- Органические соединения во Вселенной встречаются реже
- Органические соединения поддерживают жизнь в гораздо большей степени, чем неорганические.
- Ссылки
В различии между органическими и неорганическими соединениями являются не всегда просто, и они не подчиняются неизменяемое правило, поскольку , когда речь заходит о химии существует бесчисленное множество исключений , которые противоречат или вопросу предыдущего знания. Однако есть характеристики, которые позволяют различать среди многих соединений, какие из них неорганические, а какие нет.
По определению, органическая химия - это исследование, которое включает все разделы химии углерода; поэтому логично думать, что их скелеты состоят из атомов углерода. С другой стороны, неорганические скелеты (не включая полимеры) обычно состоят из любого другого элемента периодической таблицы, кроме углерода.
Живые существа во всех их масштабах и проявлениях практически состоят из углерода и других гетероатомов (H, O, N, P, S и т. Д.). Таким образом, вся зелень, покрывающая земную кору, а также существа, которые ходят по ней, являются живыми примерами сложных и динамично перемешанных органических соединений.
С другой стороны, при бурении земли и в горах мы находим минеральные тела, богатые по составу и геометрическим формам, подавляющее большинство которых представляют собой неорганические соединения. Последние также почти полностью определяют атмосферу, которой мы дышим, а также океаны, реки и озера.
Основные различия между органическими и неорганическими соединениями
| Органические соединения | Неорганические соединения |
|---|---|
| Они содержат атомы углерода | Они состоят не из углерода, а из других элементов. |
| Они часть живых существ | Они часть инертных существ |
| Их меньше в природных источниках | Их больше в природных источниках |
| Обычно они молекулярные | Обычно они ионные |
| Ковалентные связи | Ионные связи |
| Большие молярные массы | Нижние молярные массы |
| Они менее разнообразны | Они более разнообразные элементы |
| Более низкие температуры плавления и кипения | Более высокие температуры плавления и кипения |
Неорганические соединения получают из более богатых природных источников, чем неорганические соединения.
Кристаллы сахара (справа) и соли (слева) под микроскопом. Источник: Олег Паничев
Хотя могут быть исключения, неорганические соединения обычно получают из более обильных природных источников, чем органические соединения. Это первое различие приводит к косвенному утверждению: неорганических соединений больше (на Земле и в Космосе), чем органических соединений.
Конечно, в нефтяном месторождении углеводороды и т.п., которые являются органическими соединениями, будут преобладать.
Возвращаясь к разделу, в качестве примера можно упомянуть пару сахар-соль. Выше показаны кристаллы сахара (более прочные и граненые) и соли (более мелкие и округлые).
Сахар получают после ряда процессов из плантаций сахарного тростника (в солнечных или тропических регионах) и из сахарной свеклы (в холодных регионах или в начале зимы или осенью). И то, и другое является натуральным и возобновляемым сырьем, выращиваемым до должного урожая.
Между тем, соль поступает из гораздо более обильного источника: моря или озер и солевых отложений, таких как минерал галит (NaCl). Если бы все поля сахарного тростника и сахарной свеклы были объединены, их невозможно было бы сравнить с естественными запасами соли.
Неорганические кристаллы обычно ионные, в то время как органические кристаллы имеют тенденцию быть молекулярными.
Взяв снова в качестве примера пару сахар-соль, мы знаем, что сахар состоит из дисахарида, называемого сахарозой, который, в свою очередь, распадается на единицу глюкозы и единицу фруктозы. Таким образом, кристаллы сахара являются молекулярными, поскольку они определяются сахарозой и ее межмолекулярными водородными связями.
Между тем кристаллы соли состоят из сетки ионов Na + и Cl - , которые определяют гранецентрированную кубическую структуру (ГЦК).
Дело в том, что неорганические соединения обычно образуют ионные кристаллы (или, по крайней мере, обладающие высокой ионностью). Однако есть несколько исключений, таких как кристаллы CO 2 , H 2 S, SO 2 и других неорганических газов, которые затвердевают при низких температурах и высоких давлениях, а также являются молекулярными.
Вода представляет собой самое важное исключение в этом отношении: лед - это неорганический и молекулярный кристалл.
Немногочисленные снег или лед представляют собой кристаллы воды, прекрасные примеры неорганических молекулярных кристаллов. Источник: Sieverschar с сайта Pixabay.
Минералы - это в основном неорганические соединения, поэтому их кристаллы имеют преимущественно ионную природу. Вот почему этот второй пункт считается справедливым для широкого спектра неорганических соединений, включая соли, сульфиды, оксиды, теллиды и т. Д.
Тип связи, который управляет органическими соединениями, является ковалентным.
Те же кристаллы сахара и соли оставляют сомнение: первые содержат ковалентные (направленные) связи, а вторые - ионные (ненаправленные).
Этот момент напрямую коррелирует со вторым: молекулярный кристалл обязательно должен иметь несколько ковалентных связей (разделение пары электронов между двумя атомами).
Опять же, для органических солей существуют определенные исключения, поскольку они также имеют сильно ионный характер; например, бензоат натрия (C 6 H 5 COONa) представляет собой органическую соль, но внутри бензоата и его ароматического кольца есть ковалентные связи. Даже в этом случае его кристаллы считаются ионными из-за электростатического взаимодействия: C 6 H 5 COO - Na + .
В органических соединениях преобладают ковалентные связи между атомами углерода.
Или то же самое: органические соединения состоят из углеродных скелетов. В них имеется более одной связи CC или CH, и эта основная цепь может быть линейной, кольцевой или разветвленной, в зависимости от степени ее ненасыщенности и типа заместителя (гетероатомы или функциональные группы). В сахаре много связей CC, CH и C-OH.
Возьмем в качестве примера набор CO, CH 2 OCH 2 и H 2 C 2 O 4 . Какое из этих трех соединений неорганическое?
В CH 2 OCH 2 (диоксид этилена) есть четыре связи CH и две связи CO, тогда как в H 2 C 2 O 4 (щавелевая кислота) есть одна CC, две C-OH и две C = O. Структуру H 2 C 2 O 4 можно записать как HOOC-COOH (две связанные карбоксильные группы). Между тем, CO состоит из молекулы, обычно представленной гибридной связью между C = O и C≡O.
Поскольку в CO (окиси углерода) только один атом углерода связан с атомом кислорода, этот газ неорганический; остальные соединения являются органическими.
Органические соединения, как правило, имеют большую молярную массу.
Структура представлена линиями для пальмитиновой кислоты. Можно отметить, насколько он велик по сравнению с более мелкими неорганическими соединениями или с формульной массой его солей. Источник: Вольфганг Шефер
Например, молярные числа вышеуказанных соединений составляют: 28 г / моль (CO), 90 г / моль (H 2 C 2 O 4 ) и 60 г / моль (CH 2 OCH 2 ). Конечно, CS 2 (сероуглерод), неорганическое соединение с молярной массой 76 г / моль, «весит» больше, чем CH 2 OCH 2 .
Но как насчет жиров или жирных кислот? Из биомолекул вроде ДНК или белков? Или углеводороды с длинными линейными цепями? Или асфальтены? Их молярные массы легко превышают 100 г / моль. Например, пальмитиновая кислота (верхнее изображение) имеет молярную массу около 256 г / моль.
Органические соединения более многочисленны
Некоторые неорганические соединения, называемые координационными комплексами, действительно проявляют изомерию. Однако он менее разнообразен по сравнению с органической изомерией.
Даже если мы сложим все соли, оксиды (металлические и неметаллические), сульфиды, теллуриды, карбиды, гидриды, нитриды и т. Д., Мы не сможем собрать, возможно, даже половину органических соединений, которые могут существовать в природе. Следовательно, органических соединений больше и богаче структурой.
Неорганические соединения элементарно разнообразнее
Однако по элементному разнообразию неорганические соединения более разнообразны. Зачем? Потому что с периодической таблицей в руках вы можете построить любой тип неорганического соединения; в то время как органическое соединение, оно ограничено только элементами: C, H, O, P, S, N и X (галогены).
У нас есть много металлов (щелочные, щелочноземельные, переходные, лантаноиды, актиниды, металлы p-блока) и бесконечное количество вариантов их сочетания с различными анионами (обычно неорганическими); такие как: CO 3 2- (карбонаты), Cl - (хлориды), P 3- (фосфиды), O 2- (оксиды), OH - (гидроксиды), SO 4 2- (сульфаты), CN - (цианиды) , SCN - (тиоцианаты) и многие другие.
Следует отметить , что в CN - и SCN - анионы по- видимому, быть органическим, но на самом деле являются неорганические. Другая проблема связана с оксалат-анионом C 2 O 4 2- , который является органическим, а не неорганическим.
Неорганические соединения имеют более высокие температуры плавления и кипения.
Опять же, есть несколько исключений из этого правила, так как все зависит от того, какая пара соединений сравнивается. Однако, что касается неорганических и органических солей, первые имеют более высокие температуры плавления и кипения, чем вторые.
Здесь мы находим еще один неявный момент: органические соли подвержены разложению, поскольку тепло разрывает их ковалентные связи. Тем не менее, мы сравнили пару тартрата кальция (CaC 4 H 4 O 6 ) и карбоната кальция (CaCO 3 ). CaC 4 H 4 O 6 разлагается при 600 ° C, а CaCO 3 плавится при 825 ° C.
И что CaCO 3 - это далеко не одна из солей с наивысшими температурами плавления, как в случаях CaC 2 (2160 ºC) и CaS 2 (2525 ºC): карбид и сульфид кальция, соответственно.
Органические соединения во Вселенной встречаются реже
Самые простые и примитивные органические соединения, такие как метан, CH 4 , мочевина, CO (NH 2 ) 2 , или аминокислота глицин, NH 2 CH 2 COOH, являются очень редкими видами в Космосе по сравнению с аммиаком, диоксидом углерода. углерод, оксиды титана, углерод и др. Во Вселенной не часто обнаруживаются даже материалы-предшественники жизни.
Органические соединения поддерживают жизнь в гораздо большей степени, чем неорганические.
Оболочка моррокоя состоит из смеси костей, покрытых кератином, которые, в свою очередь, состоят из неорганической матрицы (гидроксиапатит и родственные минералы) и органической матрицы (коллаген, хрящ и нервы). Источник: Morrocoy_ (Geochelone_carbonaria) .jpg: The Photographer; производная работа: The Photographer.
Органическая химия углерода, применяемая для понимания метаболических процессов, трансформируется в биохимию (а с точки зрения катионов металлов - в биоинорганику).
Органические соединения являются краеугольным камнем жизни (как морроко на изображении выше) благодаря связям CC и огромному конгломерату структур, возникающих из этих связей, а также их взаимодействию с кристаллами неорганической соли.
Возвращаясь к паре сахар-соль, естественные источники сахара живы: это растения, которые растут и умирают; но это не то же самое с источниками соли: ни моря, ни соленые отложения не живы (в физиологическом смысле).
Растения и животные синтезируют множество органических соединений, из которых состоит широкий спектр натуральных продуктов (витамины, ферменты, гормоны, жиры, красители и т. Д.).
Однако мы не можем не учитывать тот факт, что вода является растворителем жизни (и она неорганическая); и ни то, что кислород необходим для клеточного дыхания (не говоря уже о металлических кофакторах, которые являются не неорганическими соединениями, а катионами). Следовательно, неорганическое также играет решающую роль в определении жизни.
Ссылки
- Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия . (Четвертое издание). Мак Гроу Хилл.
- Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
- Грэм Соломонс Т.В., Крейг Б. Фрайл. (2011). Органическая химия. Амины. (10-е изд.). Wiley Plus.
- Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (03 июля 2019 г.). Разница между органическим и неорганическим. Получено с: thinkco.com
- Образовательное агентство Техаса. (2019). Органический или неорганический? Получено с: texasgateway.org
- Сахароза. (SF). Как производится сахар: введение. Получено с: Suprose.com
- Wikipedia. (2019). Список неорганических соединений. Получено с: en.wikipedia.org