Organická hmota – Ruwiki: Internetová encyklopedie

Přejděte na portál RUVIKI, kde jsou materiály pro přípravu OGE a jednotná státní zkouška.

Přejděte na materiály OGE/USE

RUVIKI pro OGE/USE

Přejděte na portál RUVIKI, kde jsou materiály pro přípravu OGE a jednotná státní zkouška.

Metan, CH₄; jedna z nejjednodušších organických látek

Organické sloučeniny, organická hmota [1] [2] – třída chemických látek, která spojuje téměř všechny chemické sloučeniny, které obsahují atomy uhlíku vázané na atomy jiných chemických prvků. Jsou studovány v organické chemii a v počáteční fázi jejího vývoje byly jako organické klasifikovány pouze sloučeniny uhlíku rostlinného a živočišného původu. Z těchto historických důvodů se řada sloučenin obsahujících uhlík, například oxid uhelnatý, oxid uhličitý, kyanovodík, sirouhlík, karbonyly kovů, uhličitany, kyanidy, thiokyanidy, tradičně neklasifikuje jako organické, ale spíše se považuje za anorganické sloučeniny. . Konvenčně můžeme předpokládat, že strukturním prototypem organických sloučenin jsou uhlovodíky [2]. Organické sloučeniny spolu s uhlíkem (C) obsahují nejčastěji (samostatně nebo v různých kombinacích) vodík (H), kyslík (O), dusík (N), mnohem méně často – síru (S), fosfor (P), halogeny (F, Cl, Br, I), bor (B) a některé kovy [3].

Organické sloučeniny jsou v zemské kůře mnohem méně běžné než anorganické, ale mají velký význam, protože jsou klíčovými látkami v životě všech známých forem života na Zemi. Mnohé organické sloučeniny (například ty obsažené v půdě) jsou zahrnuty v hlavních biogeochemických cyklech (cyklus uhlíku, cyklus dusíku), jsou výchozími látkami (Krebsův cyklus) a produkty (fotosyntéza) biosférických procesů, jejichž objem je odhadem [4] na 380 miliard tun U mnoha organických sloučenin jsou jedním z hlavních stavebních kamenů (včetně zdroje uhlíku) ropné destiláty [5].

Historie [upravit | upravit kód]

Tento článek nedostatek odkazů na zdroje (viz doporučení pro vyhledávání).

Informace musí být ověřitelné, jinak mohou být smazány. Můžete použít autoritativní zdroje ve formě poznámek pod čarou. (22. března 2012)

Jméno organická hmota se objevil v rané fázi vývoje chemie za vlády vitalistických názorů, které navazovaly na tradici Aristotela a Plinia Staršího o rozdělení světa na živý a neživý. V roce 1807 švédský chemik Jacob Berzelius navrhl nazývat látky získané z organismů organickými a vědu, která je studuje, organickou chemii. Věřilo se, že syntéza organických látek vyžaduje zvláštní „životní sílu“ (lat. vis vitalis), vlastní pouze živým věcem, a proto je syntéza organických látek z anorganických nemožná. Tuto myšlenku vyvrátil Friedrich Wöhler, žák Berzelius, v roce 1829 syntézou „organické“ močoviny z „minerálního“ kyanatanu amonného, ​​ale rozdělení látek na organické a anorganické se v chemické terminologii zachovalo dodnes.

Počet známých organických sloučenin je více než 186 milionů. Organické sloučeniny jsou tedy největší třídou chemických sloučenin. Rozmanitost organických sloučenin je spojena s jedinečnou vlastností uhlíku tvořit řetězce atomů, což je zase způsobeno vysokou stabilitou (tj. energií) vazby uhlík-uhlík. Vazba uhlík-uhlík může být buď jednoduchá, nebo vícenásobná – dvojitá, trojitá. S rostoucí násobností vazby uhlík-uhlík roste její energie, tedy stabilita, a zmenšuje se její délka. Nejvyšší valence uhlíku – 4, stejně jako schopnost tvořit vícenásobné vazby, umožňuje tvorbu struktur různých rozměrů (lineární, ploché, trojrozměrné).

Klasifikace [upravit | upravit kód]

Hlavní třídy organických sloučenin biologického původu – bílkoviny, lipidy, sacharidy, nukleové kyseliny – obsahují kromě uhlíku především vodík, dusík, kyslík, síru a fosfor. Proto „klasické“ organické sloučeniny obsahují především vodík, kyslík, dusíku и síra – navzdory skutečnosti, že prvky, které tvoří organické sloučeniny, kromě uhlíku, může být téměř jakýkoli prvek.

Sloučeniny uhlíku s dalšími prvky tvoří zvláštní třídu organických sloučenin – organoprvkové sloučeniny. Organokovové sloučeniny obsahují vazbu kov-uhlík a tvoří širokou podtřídu organoprvkových sloučenin.

Charakteristické vlastnosti [upravit | upravit kód]

Existuje několik důležitých vlastností, které rozlišují organické sloučeniny do samostatné, jedinečné třídy chemických sloučenin.

• Organické sloučeniny jsou obvykle plyny, kapaliny nebo pevné látky s nízkou teplotou tání, na rozdíl od anorganických sloučenin, které jsou většinou pevné látky s vysokým bodem tání.
• Organické sloučeniny jsou většinou strukturovány kovalentně, zatímco anorganické sloučeniny jsou strukturovány iontově.
• Odlišná topologie tvorby vazeb mezi atomy tvořícími organické sloučeniny (především atomy uhlíku) vede ke vzniku izomerů – sloučenin, které mají stejné složení a molekulovou hmotnost, ale mají odlišné fyzikálně-chemické vlastnosti. Tento jev se nazývá izomerie.
• Fenomén homologie je existence řad organických sloučenin, ve kterých se vzorec libovolných dvou sousedů řady (homologů) liší stejnou skupinou – homologický rozdíl CH₂. Celá řada fyzikálně-chemických vlastností, k prvnímu přiblížení, se symbaticky mění (míra podobnosti závislostí v matematické analýze) podél homologní řady. Tato důležitá vlastnost se využívá v materiálové vědě při hledání látek s předem určenými vlastnostmi.

Nomenklatura [upravit | upravit kód]

Organické názvosloví je systém klasifikace a pojmenování organických látek. Nomenklatura IUPAC je v současné době běžná.

Klasifikace organických sloučenin je založena na důležitém principu, že fyzikální a chemické vlastnosti organické sloučeniny jsou v první aproximaci určeny dvěma hlavními kritérii – strukturou uhlíkového skeletu sloučeniny a jejími funkčními skupinami.

Podle charakteru uhlíkového skeletu lze organické sloučeniny rozdělit na acyklické a cyklické. Mezi acyklickými sloučeninami se rozlišují nasycené a nenasycené. Cyklické sloučeniny se dělí na karbocyklické (alicyklické a aromatické) a heterocyklické.

• Organické sloučeniny
  • Uhlovodíky
    • Acyklické sloučeniny
      • Nasycené uhlovodíky (alkany)
      • Nenasycené uhlovodíky
        • alkeny
        • alkyny
        • Alkadieny (dienové uhlovodíky)
        • Karbocyklické sloučeniny
          • Alicyklické sloučeniny
          • aromatické sloučeniny
          • Alkoholy, fenoly
          • ethery
          • Aldehydy, ketony
          • karboxylové kyseliny
          • Estery
          • Tuky
          • Sacharidy
            • monosacharidy
            • Oligosacharidy
            • Polysacharidy
            • Mukopolysacharidy

            Alifatické sloučeniny [upravit | upravit kód]

            Alifatické sloučeniny jsou organické látky, které ve své struktuře neobsahují aromatické systémy.

            Aromatické sloučeniny [upravit | upravit kód]

            Aromatické sloučeniny neboli areny jsou organické látky, jejichž struktura zahrnuje jeden (nebo více) aromatických cyklických systémů (viz Aromaticita).

            Heterocyklické sloučeniny [upravit | upravit kód]

            Heterocyklické sloučeniny jsou látky, v jejichž molekulární struktuře je alespoň jeden kruh s jedním (nebo několika) heteroatomy.

            Polymery [ upravit | upravit kód]

            Polymery jsou speciálním typem látky, známé také jako vysokomolekulární sloučeniny. Jejich struktura obvykle zahrnuje četné menší segmenty (sloučeniny). Tyto segmenty mohou být totožné a pak mluvíme o homopolymeru. Polymery patří mezi makromolekuly – třídu látek skládající se z molekul velmi velké velikosti a hmotnosti. Polymery mohou být organické (polyethylen, polypropylen, plexisklo atd.) nebo anorganické (silikon); syntetické (polyvinylchlorid) nebo přírodní (celulóza, škrob).

            Strukturální analýza[editovat | upravit kód]

            Hlavní článek: Analytická chemie

            V současné době existuje několik metod pro charakterizaci organických sloučenin:

            • Krystalografie (rentgenová difrakce) je nejpřesnější metodou, vyžaduje však kvalitní krystal dostatečné velikosti pro dosažení vysokého rozlišení. Proto se tato metoda zatím příliš často nepoužívá.
            • Elementární analýza je destruktivní metoda používaná ke kvantifikaci obsahu prvků v molekule látky.
            • Infračervená spektroskopie (IR): používá se především k prokázání přítomnosti (nebo nepřítomnosti) určitých funkčních skupin.
            • Hmotnostní spektrometrie: používá se ke stanovení molekulových hmotností látek a způsobu jejich fragmentace.
            • Nukleární magnetická rezonanční NMR spektroskopie.
            • Ultrafialová spektroskopie (UV): Používá se k určení stupně konjugace v systému.

            Viz také [upravit | upravit kód]

            • Anorganické látky
            • Organická chemie

            Poznámky [upravit | upravit kód]

            1. ↑S. L. Seager, M. R. Slabaugh.(anglicky). — Brooks/Cole, Cengage Learning, 2014. — S. 361–362. — 960 s. — ISBN 1-11360-227-4 .
            2. ↑ 12 Organická chemie // Chemická encyklopedie: [rus. ]: v 5 svazcích / ed. I. L. Knunyants. – M.: Velká ruská encyklopedie, 1992. – T. 3. – S. 396–399. — 639 s. — ISBN 5-85270-039-8.
            3. ↑ Khomchenko G.P. Příručka o chemii pro uchazeče o studium na univerzitách. — 4. vyd. kor. a doplňkové – M.: Novaya Volna Publishing House LLC, 2002. s. 335. ISBN 5-7864-0103-0, ISBN 5-249-00264-1.
            4. ↑Organická akumulace v zemské kůře – Příručka chemika 21(nespecifikováno) . www.chem21.info. Datum přístupu: 17. listopadu 2019.Archivováno z originálu 17. listopadu 2019.
            5. ↑(nespecifikováno) . Američtí výrobci paliv a petrochemie. Američtí výrobci paliv a petrochemie. Datum přístupu: 21. března 2018.Archivováno z originálu 11. září 2021.

            Literatura [upravit | upravit kód]

            • Chemická encyklopedie: [rus. ]: v 5 svazcích / ed. I. L. Knunyants. – M.: Velká ruská encyklopedie, 1992. – T. 3. – 639 s. — ISBN 5-85270-039-8.

            Výživa. Organická hmota

            

            Vyvážená lidská strava by měla obsahovat mnoho různých složek. Patří mezi ně bílkoviny, sacharidy, tuky, vitamíny a minerály a voda. V závislosti na dietě se relativní a absolutní obsah živin ve stravě může velmi lišit. Vzhledem k tomu, že některé živiny jsou esenciální (esenciální – životně důležité), je nutné je tělu pravidelně dodávat. Minimální denní požadavky na různé živiny jsou uvedeny v doporučeních WHO (Světová zdravotnická organizace) a národních zdravotnických organizací.

            A. Energetické potřeby

            Energetická potřeba lidského těla závisí na věku, pohlaví, hmotnosti, zdravotním stavu a fyzické aktivitě. Doporučuje se, aby přibližně polovina denního energetického příjmu pocházela ve formě sacharidů, ne více než třetina z tuků a zbytek z bílkovin.

            Často se opomíjí, že k energetickému zásobení organismu významně přispívají i alkoholické nápoje. „Energetická hodnota“ etanolu je tedy přibližně 30 kJ/g (viz str. 312).

            Proteiny poskytují tělu aminokyseliny, které jsou nezbytné především pro vlastní biosyntézu bílkovin. Přebytečné aminokyseliny při zničení dodávají tělu energii a z glukogenních aminokyselin se tvoří sacharidy a z ketonových aminokyselin se tvoří ketolátky (viz str. 174).

            Minimální denní potřeba bílkovin je 37 g pro muže a 29 g pro ženy, ale doporučený příjem je téměř dvojnásobný. Normy spotřeby pro ženy během těhotenství a kojení jsou ještě vyšší. Při hodnocení potravin je také důležité vzít v úvahu kvalitu bílkovin. V nepřítomnosti nebo nízkém obsahu esenciálních aminokyselin jsou bílkoviny považovány za málo hodnotné. V souladu s tím by takové proteiny měly být konzumovány ve větším množství. Proteiny luštěnin tedy obsahují málo methioninu, zatímco bílkoviny pšenice a kukuřice se vyznačují nízkým obsahem lysinu. Naopak živočišné bílkoviny (kromě kolagenů a želatiny) jsou považovány za kompletní potraviny.

            Bílkoviny jsou životně důležité složky výživy, protože slouží jako zdroj esenciálních aminokyselin, které si lidské tělo nedokáže syntetizovat (viz tabulka). Některé aminokyseliny, včetně cysteinu a histidinu, i když nejsou nezbytné, jsou nezbytné pro normální růst a vývoj. Mnoho aminokyselin v potravinách je zaměnitelných. Esenciální aminokyselina tyrosin tedy může vzniknout v lidském těle hydroxylací fenylalaninu a cystein lze získat z methioninu.

            Sacharidy slouží jako běžný a snadno využitelný zdroj energie. V potravinách jsou sacharidy přítomny ve formě monosacharidů (například v medu a ovoci), disacharidů (v mléce a všech sladkostech obsahujících sacharózu) a také polysacharidy rostlinného (škrob) a živočišného (glykogen) původu. Sacharidy se sice významně podílejí na zásobování organismu energií, ale nejsou považovány za základní živiny.

            Tuky jsou nejdůležitějším zdrojem energie. Pokud jde o energetickou hodnotu, jsou dvakrát vyšší než bílkoviny a sacharidy. Kromě toho tuky fungují jako nosiče vitamínů rozpustných v tucích (viz str. 352) a slouží také jako zdroj polynenasycených mastných kyselin nezbytných pro biosyntézu eikosanoidů (viz str. 376).

            Minerály jsou velmi různorodou skupinou základních složek potravy. Dělí se na makro- a mikroprvky (viz str. 350).

            Vitamíny jsou životně důležité složky potravy. Živočišné organismy je potřebují jen ve velmi malém množství pro syntézu koenzymů a signálních látek (viz str. 352 a násl.).