सेंद्रिय पदार्थ काय आहेत, ते यौगिकांच्या दुसर्‍या गटापासून कसे वेगळे आहेत - अजैविक पदार्थांच्या अनेक व्याख्या आहेत. सर्वात सामान्य स्पष्टीकरणांपैकी एक "हायड्रोकार्बन्स" नावावरून येते. खरंच, सर्व सेंद्रिय रेणूंच्या हृदयात हायड्रोजनशी जोडलेल्या कार्बन अणूंच्या साखळ्या असतात. इतर घटक आहेत ज्यांना "ऑर्गोजेनिक" नाव प्राप्त झाले आहे.

युरियाचा शोध लागण्यापूर्वी सेंद्रिय रसायनशास्त्र

प्राचीन काळापासून, लोकांनी अनेक नैसर्गिक पदार्थ आणि खनिजे वापरली आहेत: सल्फर, सोने, लोह आणि तांबे धातू, टेबल मीठ. विज्ञानाच्या संपूर्ण अस्तित्वात - प्राचीन काळापासून 19व्या शतकाच्या पूर्वार्धापर्यंत - शास्त्रज्ञ सूक्ष्म रचना (अणू, रेणू) च्या पातळीवर सजीव आणि निर्जीव निसर्ग यांच्यातील संबंध सिद्ध करू शकले नाहीत. असे मानले जात होते की सेंद्रिय पदार्थ त्यांचे स्वरूप पौराणिक जीवन शक्ती - जीवनशक्तीला देतात. एक लहान माणूस "homunculus" वाढण्याची शक्यता बद्दल एक समज होती. हे करण्यासाठी, विविध कचरा उत्पादने बॅरेलमध्ये टाकणे आवश्यक होते, महत्वाची शक्ती जन्माला येईपर्यंत विशिष्ट वेळ प्रतीक्षा करा.

जीवसृष्टीला मोठा धक्का वेलरच्या कार्याने हाताळला गेला, ज्याने अजैविक घटकांपासून सेंद्रिय पदार्थ युरियाचे संश्लेषण केले. त्यामुळे हे सिद्ध झाले की जीवनशक्ती नाही, निसर्ग एक आहे, जीव आणि अजैविक संयुगे एकाच मूलद्रव्यांच्या अणूंनी तयार होतात. युरियाची रचना वेलरच्या कार्यापूर्वीच ज्ञात होती; त्या वर्षांत या कंपाऊंडचा अभ्यास करणे कठीण नव्हते. प्राणी किंवा व्यक्तीच्या शरीराबाहेर चयापचय वैशिष्ट्यपूर्ण पदार्थ मिळवणे ही एक उल्लेखनीय गोष्ट होती.

ए.एम. बटलेरोव्हचा सिद्धांत

सेंद्रिय पदार्थांचा अभ्यास करणार्‍या विज्ञानाच्या विकासात रशियन स्कूल ऑफ केमिस्टची भूमिका मोठी आहे. सेंद्रिय संश्लेषणाच्या विकासातील संपूर्ण युगे बटलेरोव्ह, मार्कोव्हनिकोव्ह, झेलिंस्की, लेबेडेव्ह यांच्या नावांशी संबंधित आहेत. यौगिकांच्या संरचनेच्या सिद्धांताचे संस्थापक ए.एम. बटलेरोव्ह आहेत. XIX शतकाच्या 60 च्या दशकातील प्रसिद्ध केमिस्टने सेंद्रिय पदार्थांची रचना, त्यांच्या संरचनेच्या विविधतेची कारणे, पदार्थांची रचना, रचना आणि गुणधर्म यांच्यातील संबंध स्पष्ट केले.

बटलेरोव्हच्या निष्कर्षांच्या आधारे, आधीच अस्तित्वात असलेल्या सेंद्रिय संयुगेबद्दल ज्ञान व्यवस्थित करणे शक्य झाले नाही. विज्ञानाला अद्याप ज्ञात नसलेल्या पदार्थांच्या गुणधर्मांचा अंदाज लावणे, औद्योगिक परिस्थितीत त्यांच्या उत्पादनासाठी तांत्रिक योजना तयार करणे शक्य झाले. अग्रगण्य सेंद्रिय रसायनशास्त्रज्ञांच्या अनेक कल्पना आज पूर्णपणे अंमलात आणल्या जात आहेत.

जेव्हा हायड्रोकार्बन्सचे ऑक्सीकरण केले जाते, तेव्हा नवीन सेंद्रिय पदार्थ प्राप्त होतात - इतर वर्गांचे प्रतिनिधी (अल्डिहाइड्स, केटोन्स, अल्कोहोल, कार्बोक्झिलिक ऍसिडस्). उदाहरणार्थ, ऍसिटिक ऍसिड तयार करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात ऍसिटिलीनचा वापर केला जातो. या प्रतिक्रिया उत्पादनाचा काही भाग सिंथेटिक तंतू मिळविण्यासाठी वापरला जातो. ऍसिड सोल्यूशन (9% आणि 6%) प्रत्येक घरात आहे - हे सामान्य व्हिनेगर आहे. सेंद्रिय पदार्थांचे ऑक्सिडेशन औद्योगिक, कृषी आणि वैद्यकीय महत्त्व असलेल्या मोठ्या संख्येने संयुगे मिळविण्यासाठी आधार म्हणून कार्य करते.

सुगंधी हायड्रोकार्बन्स

सेंद्रिय रेणूंमध्ये सुगंधीपणा म्हणजे एक किंवा अधिक बेंझिन केंद्रकांची उपस्थिती. 6 कार्बन अणूंची साखळी एका रिंगमध्ये बंद होते, त्यात एक संयुग्मित बंध दिसून येतो, त्यामुळे अशा हायड्रोकार्बनचे गुणधर्म इतर हायड्रोकार्बनसारखे नसतात.

सुगंधी हायड्रोकार्बन्स (किंवा एरेन्स) खूप व्यावहारिक महत्त्व आहेत. त्यापैकी बरेच मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात: बेंझिन, टोल्यूनि, जाइलीन. औषधे, रंग, रबर, रबर आणि सेंद्रिय संश्लेषणाच्या इतर उत्पादनांच्या उत्पादनासाठी ते सॉल्व्हेंट्स आणि कच्चा माल म्हणून वापरले जातात.

ऑक्सिजन संयुगे

ऑक्सिजनचे अणू सेंद्रिय पदार्थांच्या मोठ्या गटात असतात. ते रेणूच्या सर्वात सक्रिय भागाचा भाग आहेत, त्याचे कार्यात्मक गट. अल्कोहोलमध्ये एक किंवा अधिक हायड्रॉक्सिल प्रजाती असतात —OH. अल्कोहोलची उदाहरणे: मिथेनॉल, इथेनॉल, ग्लिसरीन. कार्बोक्झिलिक ऍसिडमध्ये, आणखी एक कार्यात्मक कण आहे - कार्बोक्झिल (-COOOH).

इतर ऑक्सिजन-युक्त सेंद्रिय संयुगे अल्डीहाइड्स आणि केटोन्स आहेत. विविध वनस्पतींच्या अवयवांमध्ये कार्बोक्झिलिक अॅसिड, अल्कोहोल आणि अॅल्डिहाइड्स मोठ्या प्रमाणात असतात. ते नैसर्गिक उत्पादने (एसिटिक ऍसिड, इथाइल अल्कोहोल, मेन्थॉल) मिळविण्यासाठी स्त्रोत असू शकतात.

चरबी ही कार्बोक्झिलिक ऍसिड आणि ट्रायहायड्रिक अल्कोहोल ग्लिसरॉलची संयुगे असतात. रेखीय अल्कोहोल आणि ऍसिड व्यतिरिक्त, बेंझिन रिंग आणि कार्यात्मक गटासह सेंद्रिय संयुगे आहेत. सुगंधी अल्कोहोलची उदाहरणे: फिनॉल, टोल्युइन.

कर्बोदके

शरीरातील सर्वात महत्वाचे सेंद्रिय पदार्थ जे पेशी बनवतात ते म्हणजे प्रथिने, एन्झाईम्स, न्यूक्लिक अॅसिड, कार्बोहायड्रेट्स आणि फॅट्स (लिपिड्स). साधे कार्बोहायड्रेट - मोनोसॅकराइड्स - पेशींमध्ये रायबोज, डीऑक्सीरिबोज, फ्रक्टोज आणि ग्लुकोजच्या स्वरूपात आढळतात. या छोट्या यादीतील शेवटचा कार्बोहायड्रेट हा पेशींमध्ये चयापचय प्रक्रियेचा मुख्य पदार्थ आहे. रिबोज आणि डीऑक्सीरिबोज हे रिबोन्यूक्लीक आणि डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक अॅसिडचे (आरएनए आणि डीएनए) घटक आहेत.

जेव्हा ग्लुकोजचे रेणू तुटतात तेव्हा जीवनासाठी आवश्यक ऊर्जा सोडली जाते. प्रथम, ते एका प्रकारच्या ऊर्जा हस्तांतरणाच्या निर्मितीमध्ये साठवले जाते - एडेनोसिन ट्रायफॉस्फोरिक ऍसिड (एटीपी). हा पदार्थ रक्ताद्वारे वाहून नेला जातो, ऊती आणि पेशींमध्ये वितरित केला जातो. एडेनोसिनपासून तीन फॉस्फोरिक ऍसिडच्या अवशेषांच्या एकापाठोपाठ विघटनाने ऊर्जा सोडली जाते.

चरबी

लिपिड हे सजीवांचे पदार्थ आहेत ज्यांचे विशिष्ट गुणधर्म आहेत. ते पाण्यात विरघळत नाहीत, ते हायड्रोफोबिक कण आहेत. काही वनस्पतींच्या बिया आणि फळे, मज्जातंतू, यकृत, मूत्रपिंड, प्राणी आणि मानवांचे रक्त विशेषतः या वर्गातील पदार्थांनी समृद्ध आहेत.

मानवी आणि प्राण्यांच्या त्वचेमध्ये अनेक लहान सेबेशियस ग्रंथी असतात. त्यांच्याद्वारे स्राव केलेले रहस्य शरीराच्या पृष्ठभागावर प्रदर्शित केले जाते, ते वंगण घालते, आर्द्रता कमी होण्यापासून आणि सूक्ष्मजंतूंच्या प्रवेशापासून संरक्षण करते. त्वचेखालील फॅटी टिश्यूचा थर अंतर्गत अवयवांचे नुकसान होण्यापासून संरक्षण करते, राखीव पदार्थ म्हणून काम करते.

गिलहरी

सेलच्या सर्व सेंद्रिय पदार्थांपैकी अर्ध्याहून अधिक प्रथिने बनतात, काही ऊतींमध्ये त्यांची सामग्री 80% पर्यंत पोहोचते. सर्व प्रकारचे प्रथिने उच्च आण्विक वजन, प्राथमिक, दुय्यम, तृतीयक आणि चतुर्थांश संरचनांची उपस्थिती द्वारे दर्शविले जातात. गरम झाल्यावर ते नष्ट होतात - विकृतीकरण होते. प्राथमिक रचना सूक्ष्मजंतूसाठी अमीनो ऍसिडची एक प्रचंड साखळी आहे. प्राणी आणि मानवांच्या पचनसंस्थेतील विशेष एन्झाईम्सच्या कृती अंतर्गत, प्रथिने मॅक्रोमोलेक्यूल त्याच्या घटक भागांमध्ये खंडित होतात. ते पेशींमध्ये प्रवेश करतात, जिथे सेंद्रिय पदार्थांचे संश्लेषण होते - प्रत्येक सजीवासाठी विशिष्ट इतर प्रथिने.

एंजाइम आणि त्यांची भूमिका

सेलमधील प्रतिक्रिया अशा दराने पुढे जातात जी औद्योगिक परिस्थितीत प्राप्त करणे कठीण आहे, उत्प्रेरक - एन्झाइम्समुळे. असे एंजाइम आहेत जे केवळ प्रथिने - लिपेसेसवर कार्य करतात. स्टार्चचे हायड्रोलिसिस अमायलेसच्या सहभागाने होते. त्यांच्या घटक भागांमध्ये चरबीचे विघटन करण्यासाठी लिपसेसची आवश्यकता असते. एन्झाईम्सचा समावेश असलेल्या प्रक्रिया सर्व सजीवांमध्ये होतात. जर एखाद्या व्यक्तीच्या पेशींमध्ये एंजाइम नसेल तर याचा परिणाम चयापचय, सर्वसाधारणपणे आरोग्यावर होतो.

न्यूक्लिक ऍसिडस्

पदार्थ, प्रथम शोधले गेले आणि सेल न्यूक्लीपासून वेगळे केले गेले, ते आनुवंशिक गुणधर्म प्रसारित करण्याचे कार्य करतात. डीएनएची मुख्य मात्रा गुणसूत्रांमध्ये असते आणि आरएनए रेणू सायटोप्लाझममध्ये असतात. डीएनएच्या पुनरावृत्ती (दुप्पट) सह, आनुवंशिक माहिती जंतू पेशींमध्ये हस्तांतरित करणे शक्य होते - गेमेट्स. जेव्हा ते विलीन होतात, तेव्हा नवीन जीव पालकांकडून अनुवांशिक सामग्री प्राप्त करतात.

आपल्याला माहिती आहे की, सर्व पदार्थ दोन मोठ्या श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकतात - खनिज आणि सेंद्रिय. अजैविक किंवा खनिज पदार्थांची अनेक उदाहरणे दिली जाऊ शकतात: मीठ, सोडा, पोटॅशियम. पण कोणत्या प्रकारचे कनेक्शन दुसऱ्या श्रेणीत येतात? कोणत्याही सजीवामध्ये सेंद्रिय पदार्थ असतात.

गिलहरी

सेंद्रिय पदार्थांचे सर्वात महत्त्वाचे उदाहरण म्हणजे प्रथिने. त्यात नायट्रोजन, हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन यांचा समावेश होतो. त्यांच्या व्यतिरिक्त, कधीकधी काही प्रथिनांमध्ये सल्फरचे अणू देखील आढळू शकतात.

प्रथिने हे सर्वात महत्वाचे सेंद्रिय संयुगे आहेत आणि ते निसर्गात सर्वात जास्त आढळतात. इतर यौगिकांच्या विपरीत, प्रथिनांमध्ये काही वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्ये आहेत. त्यांची मुख्य मालमत्ता एक प्रचंड आण्विक वजन आहे. उदाहरणार्थ, अल्कोहोल अणूचे आण्विक वजन 46 आहे, बेंझिन 78 आहे आणि हिमोग्लोबिन 152,000 आहे. इतर पदार्थांच्या रेणूंच्या तुलनेत, प्रथिने हजारो अणू असलेले वास्तविक राक्षस आहेत. कधीकधी जीवशास्त्रज्ञ त्यांना मॅक्रोमोलेक्यूल्स म्हणतात.

प्रथिने सर्व सेंद्रिय रचनांमध्ये सर्वात जटिल आहेत. ते पॉलिमरच्या वर्गाशी संबंधित आहेत. आपण सूक्ष्मदर्शकाखाली पॉलिमर रेणू पाहिल्यास, आपण पाहू शकता की ही एक साखळी आहे ज्यामध्ये साध्या रचना आहेत. त्यांना मोनोमर म्हणतात आणि पॉलिमरमध्ये अनेक वेळा पुनरावृत्ती होते.

प्रथिने व्यतिरिक्त, मोठ्या प्रमाणात पॉलिमर आहेत - रबर, सेल्युलोज, तसेच सामान्य स्टार्च. तसेच, बर्याच पॉलिमर मानवी हातांनी तयार केले होते - नायलॉन, लवसान, पॉलिथिलीन.

प्रथिने निर्मिती

प्रथिने कशी तयार होतात? ते सेंद्रिय पदार्थांचे उदाहरण आहेत ज्यांची सजीवांमध्ये रचना अनुवांशिक कोडद्वारे निर्धारित केली जाते. त्यांच्या संश्लेषणात, बहुसंख्य प्रकरणांमध्ये, विविध संयोजने वापरली जातात.

तसेच, जेव्हा प्रथिने पेशीमध्ये कार्य करू लागतात तेव्हा नवीन अमीनो ऍसिड तयार होऊ शकतात. त्याच वेळी, त्यात फक्त अल्फा-अमीनो ऍसिड आढळतात. वर्णन केलेल्या पदार्थाची प्राथमिक रचना एमिनो ऍसिड यौगिकांच्या अवशेषांच्या अनुक्रमाने निर्धारित केली जाते. आणि बहुतेक प्रकरणांमध्ये, पॉलीपेप्टाइड साखळी, प्रोटीनच्या निर्मिती दरम्यान, हेलिक्समध्ये वळते, ज्याचे वळण एकमेकांच्या जवळ असतात. हायड्रोजन यौगिकांच्या निर्मितीच्या परिणामी, त्याची एक मजबूत रचना आहे.

चरबी

चरबी हे सेंद्रिय पदार्थांचे आणखी एक उदाहरण आहे. एखाद्या व्यक्तीला अनेक प्रकारचे चरबी माहित असतात: लोणी, गोमांस आणि मासे चरबी, वनस्पती तेल. मोठ्या प्रमाणात, वनस्पतींच्या बियांमध्ये चरबी तयार होतात. सोललेली सूर्यफुलाची बिया कागदाच्या शीटवर ठेवली आणि दाबली तर शीटवर तेलकट डाग राहील.

कर्बोदके

वन्यजीवांमध्ये कर्बोदके कमी महत्त्वाचे नाहीत. ते सर्व वनस्पतींच्या अवयवांमध्ये आढळतात. कार्बोहायड्रेट्समध्ये साखर, स्टार्च आणि फायबर यांचा समावेश होतो. ते बटाट्याचे कंद, केळी फळे भरपूर आहेत. बटाट्यांमधील स्टार्च शोधणे खूप सोपे आहे. आयोडीनवर प्रतिक्रिया दिल्यास, हे कार्बोहायड्रेट निळे होते. बटाट्याच्या तुकड्यावर थोडेसे आयोडीन टाकून तुम्ही याची पडताळणी करू शकता.

साखर देखील शोधणे सोपे आहे - ते सर्व गोड चव आहेत. या वर्गातील अनेक कर्बोदके द्राक्षे, टरबूज, खरबूज, सफरचंद झाडांच्या फळांमध्ये आढळतात. ते सेंद्रिय पदार्थांचे उदाहरण आहेत जे कृत्रिम परिस्थितीत देखील तयार केले जातात. उदाहरणार्थ, उसापासून साखर काढली जाते.

निसर्गात कार्बोहायड्रेट कसे तयार होतात? सर्वात सोपं उदाहरण म्हणजे प्रकाशसंश्लेषणाची प्रक्रिया. कार्बोहायड्रेट्स हे सेंद्रिय पदार्थ आहेत ज्यात अनेक कार्बन अणूंची साखळी असते. त्यात अनेक हायड्रॉक्सिल गट देखील असतात. प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान, कार्बन मोनोऑक्साइड आणि सल्फरपासून अजैविक शर्करा तयार होतात.

सेल्युलोज

फायबर हे सेंद्रिय पदार्थाचे दुसरे उदाहरण आहे. हे बहुतेक कापूस बियाणे, तसेच वनस्पतींचे कांडे आणि त्यांच्या पानांमध्ये आढळते. फायबरमध्ये रेखीय पॉलिमर असतात, त्याचे आण्विक वजन 500 हजार ते 2 दशलक्ष पर्यंत असते.

त्याच्या शुद्ध स्वरूपात, हा एक पदार्थ आहे ज्याला गंध, चव आणि रंग नाही. फोटोग्राफिक फिल्म, सेलोफेन, स्फोटकांच्या निर्मितीमध्ये याचा वापर केला जातो. मानवी शरीरात, फायबर शोषले जात नाही, परंतु ते आहाराचा एक आवश्यक भाग आहे, कारण ते पोट आणि आतड्यांचे कार्य उत्तेजित करते.

सेंद्रिय आणि अजैविक पदार्थ

आपण सेंद्रिय निर्मितीची अनेक उदाहरणे देऊ शकता आणि दुसरे नेहमी खनिजे - निर्जीव जे पृथ्वीच्या खोलीत तयार होतात. ते विविध खडकांचे देखील भाग आहेत.

नैसर्गिक परिस्थितीत, खनिजे किंवा सेंद्रिय पदार्थांचा नाश होण्याच्या प्रक्रियेत अजैविक पदार्थ तयार होतात. दुसरीकडे, खनिजांपासून सेंद्रिय पदार्थ सतत तयार होतात. उदाहरणार्थ, वनस्पती त्यात विरघळलेल्या संयुगेसह पाणी शोषून घेतात, जे नंतर एका श्रेणीतून दुसऱ्या श्रेणीत जातात. सजीव प्राणी अन्नासाठी प्रामुख्याने सेंद्रिय पदार्थ वापरतात.

विविधतेची कारणे

सेंद्रिय पदार्थांच्या विविधतेची कारणे काय आहेत या प्रश्नाचे उत्तर अनेकदा शाळकरी मुले किंवा विद्यार्थ्यांना द्यावे लागते. मुख्य घटक असा आहे की कार्बन अणू दोन प्रकारचे बंध वापरून एकमेकांशी जोडलेले आहेत - साधे आणि एकाधिक. ते साखळी देखील तयार करू शकतात. दुसरे कारण म्हणजे सेंद्रिय पदार्थांमध्ये समाविष्ट असलेल्या विविध रासायनिक घटकांची विविधता. याव्यतिरिक्त, विविधता देखील ऍलोट्रॉपीमुळे आहे - विविध संयुगेमध्ये समान घटकाच्या अस्तित्वाची घटना.

अजैविक पदार्थ कसे तयार होतात? नैसर्गिक आणि कृत्रिम सेंद्रिय पदार्थ आणि त्यांची उदाहरणे हायस्कूल आणि विशेष उच्च शैक्षणिक संस्थांमध्ये अभ्यासली जातात. अजैविक पदार्थांची निर्मिती ही प्रथिने किंवा कार्बोहायड्रेट्सच्या निर्मितीइतकी गुंतागुंतीची प्रक्रिया नाही. उदाहरणार्थ, लोक प्राचीन काळापासून सोडा तलावांमधून सोडा काढत आहेत. 1791 मध्ये, रसायनशास्त्रज्ञ निकोलस लेब्लँक यांनी प्रयोगशाळेत खडू, मीठ आणि सल्फ्यूरिक ऍसिड वापरून त्याचे संश्लेषण करण्याचे सुचवले. एकेकाळी, सोडा, जो आज प्रत्येकाला परिचित आहे, एक महाग उत्पादन होता. प्रयोग करण्यासाठी, आम्लासह सामान्य मीठ प्रज्वलित करणे आवश्यक होते, आणि नंतर चुनखडी आणि कोळशासह परिणामी सल्फेट प्रज्वलित करणे आवश्यक होते.

दुसरे म्हणजे पोटॅशियम परमॅंगनेट किंवा पोटॅशियम परमॅंगनेट. हा पदार्थ औद्योगिक परिस्थितीत मिळतो. निर्मिती प्रक्रियेमध्ये पोटॅशियम हायड्रॉक्साईड द्रावण आणि मॅंगनीज एनोडचे इलेक्ट्रोलिसिस असते. या प्रकरणात, वायलेट द्रावणाच्या निर्मितीसह एनोड हळूहळू विरघळते - हे सुप्रसिद्ध पोटॅशियम परमॅंगनेट आहे.

सुरुवातीला, याला वनस्पती आणि प्राण्यांच्या जीवांपासून मिळवलेल्या पदार्थांचे रसायनशास्त्र म्हटले जात असे. मानवजात प्राचीन काळापासून अशा पदार्थांशी परिचित आहे. आंबट वाइनपासून व्हिनेगर आणि वनस्पतींपासून आवश्यक तेले, उसापासून साखर कशी काढायची, वनस्पती आणि प्राणी जीवांपासून नैसर्गिक रंग कसे काढायचे हे लोकांना माहित होते.

रसायनशास्त्रज्ञांनी त्यांच्या उत्पादनाच्या स्त्रोतावर अवलंबून सर्व पदार्थांचे खनिज (अकार्बनिक), प्राणी आणि भाजीपाला (सेंद्रिय) मध्ये विभागले.

बर्याच काळापासून असे मानले जात होते की सेंद्रिय पदार्थ मिळविण्यासाठी, एक विशेष "जीवन शक्ती" आवश्यक आहे - विटालिस, जे केवळ सजीवांमध्ये कार्य करते आणि रसायनशास्त्रज्ञ केवळ उत्पादनांमधून सेंद्रिय पदार्थ वेगळे करण्यास सक्षम आहेत.

स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ, रॉयल स्वीडिश अकादमी ऑफ सायन्सेसचे अध्यक्ष. वैज्ञानिक संशोधनामध्ये १९व्या शतकाच्या पूर्वार्धात सामान्य रसायनशास्त्राच्या सर्व मुख्य समस्यांचा समावेश होतो. अकार्बनिक ऑक्साईड आणि सेंद्रिय संयुगे यांच्या संबंधात रचना स्थिरता आणि एकाधिक गुणोत्तरांच्या नियमांची प्रायोगिकपणे तपासणी केली आणि विश्वासार्हता सिद्ध केली. 45 रासायनिक घटकांचे अणू वस्तुमान निश्चित केले. रासायनिक घटकांचे आधुनिक पदनाम आणि रासायनिक संयुगेचे पहिले सूत्र सादर केले.

स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ जे. जे. बर्झेलियस यांनी सेंद्रिय रसायनशास्त्राची व्याख्या "जीवन शक्ती" च्या प्रभावाखाली तयार झालेल्या वनस्पती किंवा प्राणी पदार्थांचे रसायनशास्त्र म्हणून केली आहे. सेंद्रिय पदार्थ आणि सेंद्रिय रसायनशास्त्राच्या संकल्पनांचा परिचय बर्झेलियसनेच केला.

रसायनशास्त्राच्या विकासामुळे मोठ्या प्रमाणात तथ्ये जमा झाली आणि "जीवन शक्ती" - जीवनवादाच्या सिद्धांताचा नाश झाला. जर्मन शास्त्रज्ञ एफ. वोहलर यांनी 1824 मध्ये सेंद्रिय पदार्थांचे पहिले संश्लेषण केले - त्यांनी दोन अजैविक पदार्थांवर प्रतिक्रिया देऊन ऑक्सॅलिक ऍसिड मिळवले - सायनोजेन आणि पाणी:

N \u003d - C-C \u003d N + 4H 2 0 -> COOH + 2NH 3
UNSD
सायनोजेन ऑक्सॅलिक ऍसिड

आणि 1828 मध्ये, वोहलरने, अजैविक पदार्थ अमोनियम सायनेटचे जलीय द्रावण गरम करून, युरिया मिळवला, जो प्राणी जीवांचा एक कचरा उत्पादन होता:

या निकालाने चकित होऊन वोहलरने बर्झेलियसला लिहिले: "मी तुम्हाला सांगायलाच हवे की मी मूत्रपिंड किंवा सर्वसाधारणपणे प्राण्यांच्या शरीराशिवाय युरिया तयार करू शकतो ..."

वोहलर फ्रेडरिक (1800--1882)

जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ. सेंट पीटर्सबर्ग अकादमी ऑफ सायन्सेसचे परदेशी सदस्य (1853 पासून). त्यांचे संशोधन अकार्बनिक आणि सेंद्रिय रसायनशास्त्रावर केंद्रित आहे. त्याने सायनिक ऍसिड (1822) शोधून काढले, अॅल्युमिनियम (1827), बेरिलियम आणि य्ट्रियम (1828) प्राप्त केले.

त्यानंतरच्या वर्षांमध्ये, जी. कोल्बे आणि ई. फ्रँकलंड (1842) द्वारे अॅनिलिनचे चमकदार संश्लेषण, एम. बेर्टो (1854) द्वारे चरबी, ए. बटलेरोव्ह (1861) द्वारे साखरयुक्त पदार्थ आणि इतरांनी शेवटी "ची मिथक पुरविली. महत्वाची शक्ती."

K. Schorlemmer ची क्लासिक व्याख्या दिसून आली, ज्याने 120 वर्षांनंतरही त्याचा अर्थ गमावला नाही:

"सेंद्रिय रसायनशास्त्र हे हायड्रोकार्बन्स आणि त्यांच्या डेरिव्हेटिव्ह्जचे रसायनशास्त्र आहे, म्हणजे, हायड्रोजनची जागा इतर अणू किंवा अणूंच्या गटांनी घेतल्यावर तयार होणारी उत्पादने."

आता सेंद्रिय रसायनशास्त्राला बहुतेक वेळा कार्बन संयुगांचे रसायन म्हणतात. डी.आय. मेंडेलीव्हच्या नियतकालिक प्रणालीच्या शंभरहून अधिक घटकांपैकी निसर्गाने सर्व सजीवांच्या आधारावर कार्बन का ठेवला? या प्रश्नाचे उत्तर संदिग्ध आहे. जेव्हा तुम्ही कार्बन अणूच्या संरचनेचा विचार कराल आणि डी.आय. मेंडेलीव्हचे शब्द समजून घ्याल तेव्हा तुम्हाला बरेच काही स्पष्ट होईल, त्यांनी रसायनशास्त्राच्या मूलभूत तत्त्वांमध्ये या आश्चर्यकारक घटकाबद्दल सांगितले आहे: “कार्बन निसर्गात मुक्त आणि कनेक्टिंग स्थितीत आढळतो. , अतिशय भिन्न स्वरूपात आणि प्रकारांमध्ये... कार्बन अणूंची एकमेकांशी संयोग होण्याची आणि जटिल कण देण्याची क्षमता सर्व कार्बन संयुगांमध्ये प्रकट होते... कोणत्याही घटकांमध्ये... गुंतागुंतीची क्षमता विकसित होत नाही. कार्बनमध्ये समान प्रमाणात ... कार्बन आणि हायड्रोजन इतके संयुगे एकच जोडी घटक तयार करत नाहीत.

कार्बन अणूंचे आपापसात आणि इतर घटकांच्या (हायड्रोजन, ऑक्सिजन, नायट्रोजन, सल्फर, फॉस्फरस) अणूंचे असंख्य बंध जे सेंद्रिय पदार्थ बनवतात ते नैसर्गिक घटकांच्या प्रभावाखाली नष्ट होऊ शकतात. म्हणून, कार्बन निसर्गात सतत चक्र बनवते: वातावरणापासून (कार्बन डायऑक्साइड) वनस्पतींपर्यंत (प्रकाशसंश्लेषण), वनस्पतींपासून प्राणी जीवांपर्यंत, सजीवांपासून मृतापर्यंत, मृतापासून जिवंतापर्यंत... (चित्र 1).

सेंद्रिय पदार्थांमध्ये अनेक वैशिष्ट्ये आहेत जी त्यांना अजैविक पदार्थांपासून वेगळे करतात:

1. 100 हजार पेक्षा थोडे अधिक अजैविक पदार्थ आहेत, तर जवळजवळ 18 दशलक्ष सेंद्रिय पदार्थ (तक्ता 1).

तांदूळ. 1. निसर्गातील कार्बन चक्र

2. सर्व सेंद्रिय पदार्थांच्या रचनेत कार्बन आणि हायड्रोजनचा समावेश होतो, म्हणून त्यापैकी बहुतेक ज्वलनशील असतात आणि जेव्हा ते जाळले जातात तेव्हा कार्बन डायऑक्साइड आणि पाणी तयार होतात.

3. सेंद्रिय पदार्थ अजैविक पदार्थांपेक्षा अधिक जटिल बनलेले आहेत आणि त्यापैकी बर्‍याच पदार्थांचे मोठे आण्विक वजन आहे, उदाहरणार्थ, ज्यांच्यामुळे जीवन प्रक्रिया होते: प्रथिने, चरबी, कार्बोहायड्रेट, न्यूक्लिक अॅसिड इ.

4. सेंद्रिय पदार्थ रचना, रचना आणि गुणधर्मांमध्ये समान पंक्तींमध्ये व्यवस्थित केले जाऊ शकतात - homologues.

एकसमान मालिका ही त्यांच्या सापेक्ष आण्विक वस्तुमानाच्या चढत्या क्रमाने मांडलेल्या पदार्थांची मालिका आहे, रचना आणि रासायनिक गुणधर्मांप्रमाणेच, जिथे प्रत्येक सदस्य आधीच्या सदस्यापेक्षा CH 2 या समानताशास्त्रीय फरकाने वेगळा असतो.

तक्ता 1. ज्ञात सेंद्रिय यौगिकांच्या संख्येत वाढ

5. सेंद्रिय पदार्थांसाठी, आयसोमेरिझम वैशिष्ट्यपूर्ण आहे, जे अजैविक पदार्थांमध्ये अत्यंत दुर्मिळ आहे. तुम्ही 9 व्या वर्गात भेटलेल्या आयसोमर्सची उदाहरणे लक्षात ठेवा. आयसोमर्सच्या गुणधर्मांमधील फरकांचे कारण काय आहे?

आयसोमेरिझम ही वेगवेगळ्या पदार्थांच्या अस्तित्वाची घटना आहे - समान गुणात्मक आणि परिमाणवाचक रचना असलेले आयसोमर्स, म्हणजेच समान आण्विक सूत्र.

अजैविक पदार्थांबद्दल ज्ञानाचे सर्वात मोठे सामान्यीकरण म्हणजे नियतकालिक कायदा आणि डी. आय. मेंडेलीव्हच्या घटकांची नियतकालिक प्रणाली. सेंद्रिय पदार्थांसाठी, अशा सामान्यीकरणाचे साधर्म्य म्हणजे ए.एम. बटलेरोव्हच्या सेंद्रिय संयुगेच्या संरचनेचा सिद्धांत. रासायनिक संरचनेद्वारे बटलेरोव्हला काय समजले ते लक्षात ठेवा. या सिद्धांताच्या मुख्य तरतुदी तयार करा.

अजैविक रसायनशास्त्रातील एका रासायनिक घटकाच्या अणूंच्या विशिष्ट संख्येच्या अणूंशी संयोजित होण्याच्या क्षमतेचे परिमाणात्मक वर्णन करण्यासाठी, जेथे बहुतेक पदार्थांची गैर-आण्विक रचना असते, "ऑक्सिडेशन स्थिती>> ही संकल्पना वापरली जाते. सेंद्रिय रसायनशास्त्रात, जेथे बहुतेक संयुगे एक आण्विक रचना असतात, "व्हॅलेन्स" ची संकल्पना वापरली जाते. या संकल्पनांचा अर्थ काय आहे ते लक्षात ठेवा, त्यांची तुलना करा.

आपल्या जीवनात सेंद्रिय रसायनशास्त्राचे महत्त्व मोठे आहे. कोणत्याही जीवात, कोणत्याही वेळी, काही सेंद्रिय पदार्थांचे इतरांमध्ये अनेक परिवर्तन घडतात. म्हणून, सेंद्रिय रसायनशास्त्राच्या ज्ञानाशिवाय, सजीव सजीव तयार करणार्या प्रणालींचे कार्य कसे चालते हे समजणे अशक्य आहे, म्हणजेच जीवशास्त्र आणि औषध समजणे कठीण आहे.

सेंद्रिय संश्लेषणाच्या मदतीने, विविध प्रकारचे सेंद्रिय पदार्थ प्राप्त केले जातात: कृत्रिम आणि कृत्रिम तंतू, रबर, प्लास्टिक, रंग, कीटकनाशके (ते काय आहे?), कृत्रिम जीवनसत्त्वे, हार्मोन्स, औषधे इ.

अनेक आधुनिक उत्पादने आणि साहित्य ज्याशिवाय आपण करू शकत नाही ते सेंद्रिय पदार्थ आहेत (तक्ता 2).

धडा सामग्री धडा सारांशसमर्थन फ्रेम धडा सादरीकरण प्रवेगक पद्धती परस्पर तंत्रज्ञान सराव कार्ये आणि व्यायाम आत्मपरीक्षण कार्यशाळा, प्रशिक्षण, प्रकरणे, शोध गृहपाठ चर्चा प्रश्न विद्यार्थ्यांचे वक्तृत्व प्रश्न उदाहरणे ऑडिओ, व्हिडिओ क्लिप आणि मल्टीमीडियाछायाचित्रे, चित्रे ग्राफिक्स, तक्ते, योजना विनोद, उपाख्यान, विनोद, कॉमिक्स बोधकथा, म्हणी, शब्दकोडे, कोट्स अॅड-ऑन अमूर्तजिज्ञासू चीट शीट्स पाठ्यपुस्तके मूलभूत आणि अतिरिक्त शब्दकोष इतर अटींसाठी लेख चिप्स पाठ्यपुस्तके आणि धडे सुधारणेपाठ्यपुस्तकातील चुका सुधारणेअप्रचलित ज्ञानाच्या जागी नवीन ज्ञानासह धड्यातील नावीन्यपूर्ण घटकांच्या पाठ्यपुस्तकातील एक तुकडा अद्यतनित करणे फक्त शिक्षकांसाठी परिपूर्ण धडेचर्चा कार्यक्रमाच्या वर्षाच्या पद्धतशीर शिफारसींसाठी कॅलेंडर योजना एकात्मिक धडे

हे आता स्थापित केले गेले आहे की सेंद्रिय पदार्थांचा वर्ग इतर रासायनिक संयुगांमध्ये सर्वात विस्तृत आहे. रसायनशास्त्रज्ञ सेंद्रिय पदार्थ म्हणून काय संबोधतात? उत्तर आहे: हे असे पदार्थ आहेत ज्यात कार्बन असतो. तथापि, या नियमाला अपवाद आहेत: कार्बोनिक ऍसिड, सायनाइड्स, कार्बोनेट, कार्बन ऑक्साईड हे सेंद्रिय संयुगेचा भाग नाहीत.

कार्बन हा त्याच्या प्रकारचा अतिशय जिज्ञासू रासायनिक घटक आहे. त्याचे वैशिष्ठ्य म्हणजे ते त्याच्या अणूंपासून साखळ्या तयार करू शकते. हे कनेक्शन खूप स्थिर आहे. सेंद्रिय यौगिकांमध्ये, कार्बन उच्च व्हॅलेन्सी (IV) प्रदर्शित करतो. आम्ही इतर पदार्थांसह बंध तयार करण्याच्या क्षमतेबद्दल बोलत आहोत. हे बंध केवळ एकलच नाही तर दुहेरी किंवा तिप्पट देखील असू शकतात. बंधांची संख्या वाढत असताना, अणूंची साखळी लहान होते, या बंधनाची स्थिरता वाढते.

कार्बन रेखीय, प्लॅनर आणि अगदी त्रिमितीय संरचना तयार करण्याच्या क्षमतेसाठी देखील ओळखला जातो. या रासायनिक घटकाचे हे गुणधर्म निसर्गातील अशा विविध सेंद्रिय पदार्थांचे निर्धारण करतात. मानवी शरीरातील प्रत्येक पेशीच्या एकूण वस्तुमानांपैकी एक तृतीयांश हे सेंद्रिय संयुगे असतात. हे प्रथिने आहेत ज्यापासून शरीर प्रामुख्याने तयार केले जाते. हे कर्बोदके शरीरासाठी सार्वत्रिक "इंधन" आहेत. हे चरबी आहेत जे आपल्याला ऊर्जा संचयित करण्यास परवानगी देतात. हार्मोन्स सर्व अवयवांचे कार्य नियंत्रित करतात आणि वर्तनावर देखील प्रभाव टाकतात. आणि एंजाइम शरीरात हिंसक रासायनिक प्रतिक्रिया सुरू करतात. शिवाय, सजीवाचा "स्रोत कोड" - डीएनए साखळी - कार्बनवर आधारित एक सेंद्रिय संयुग आहे.

जवळजवळ सर्व रासायनिक घटक, कार्बनसह एकत्रित केल्यावर, सेंद्रिय संयुगे निर्माण करण्यास सक्षम असतात. बहुतेकदा निसर्गात, सेंद्रिय पदार्थांच्या रचनेत हे समाविष्ट असते:

• ऑक्सिजन;
• हायड्रोजन;
• गंधक;
• नायट्रोजन;
• फॉस्फरस

सेंद्रिय पदार्थांच्या अभ्यासातील सिद्धांताचा विकास एकाच वेळी दोन परस्परसंबंधित दिशानिर्देशांमध्ये पुढे गेला: शास्त्रज्ञांनी संयुगांच्या रेणूंच्या स्थानिक व्यवस्थेचा अभ्यास केला आणि संयुगेमधील रासायनिक बंधांचे सार स्पष्ट केले. सेंद्रिय पदार्थांच्या संरचनेच्या सिद्धांताच्या उत्पत्तीमध्ये रशियन रसायनशास्त्रज्ञ ए.एम. बटलेरोव्ह.

सेंद्रिय पदार्थांच्या वर्गीकरणाची तत्त्वे

सेंद्रिय रसायनशास्त्र या नावाने ओळखल्या जाणाऱ्या विज्ञान शाखेत पदार्थांच्या वर्गीकरणाच्या प्रश्नांना विशेष महत्त्व आहे. अडचण या वस्तुस्थितीत आहे की लाखो रासायनिक संयुगे वर्णनाच्या अधीन आहेत.

नामकरणाच्या आवश्यकता अतिशय कठोर आहेत: ते पद्धतशीर आणि आंतरराष्ट्रीय वापरासाठी योग्य असले पाहिजे. कोणत्याही देशाच्या तज्ञांनी हे समजून घेतले पाहिजे की कोणत्या प्रकारचे कंपाऊंड गुंतलेले आहे आणि त्याची रचना स्पष्टपणे दर्शवते. सेंद्रिय संयुगांचे वर्गीकरण संगणकीय प्रक्रियेसाठी योग्य करण्यासाठी अनेक प्रयत्न केले जात आहेत.

आधुनिक वर्गीकरण रेणूच्या कार्बन कंकालच्या संरचनेवर आणि त्यात कार्यात्मक गटांच्या उपस्थितीवर आधारित आहे.

त्यांच्या कार्बन कंकालच्या संरचनेनुसार, सेंद्रिय पदार्थ गटांमध्ये विभागले गेले आहेत:

• एसायक्लिक (अॅलिफेटिक);
• कार्बोसायक्लिक;
• हेटरोसायक्लिक

सेंद्रिय रसायनशास्त्रातील कोणत्याही संयुगांचे पूर्वज ते हायड्रोकार्बन्स असतात ज्यात फक्त कार्बन आणि हायड्रोजन अणू असतात. नियमानुसार, सेंद्रिय पदार्थांच्या रेणूंमध्ये तथाकथित कार्यात्मक गट असतात. हे अणू किंवा अणूंचे गट आहेत जे संयुगाचे रासायनिक गुणधर्म काय असतील हे ठरवतात. अशा गटांमुळे विशिष्ट वर्गाला कंपाऊंड नियुक्त करणे देखील शक्य होते.

कार्यात्मक गटांची उदाहरणे आहेत:

• कार्बोनिल;
• carboxyl;
• हायड्रॉक्सिल

ज्या संयुगेमध्ये फक्त एक कार्यात्मक गट असतो त्यांना मोनोफंक्शनल म्हणतात. जर सेंद्रिय रेणूमध्ये असे अनेक गट असतील तर ते पॉलीफंक्शनल मानले जातात (उदाहरणार्थ, ग्लिसरॉल किंवा क्लोरोफॉर्म). हेटरोफंक्शनल असे संयुगे असतील जेथे कार्यात्मक गट रचनांमध्ये भिन्न असतात. ते एकाच वेळी वेगवेगळ्या वर्गांमध्ये वर्गीकृत केले जाऊ शकतात. उदाहरण: लैक्टिक ऍसिड. हे अल्कोहोल आणि कार्बोक्झिलिक ऍसिड म्हणून मानले जाऊ शकते.

नियमानुसार, कार्यात्मक गटांच्या सहभागासह, परंतु कार्बन सांगाडा न बदलता वर्ग ते वर्गात संक्रमण केले जाते.

रेणूच्या संबंधातील सांगाड्याला अणूंच्या जोडणीचा क्रम म्हणतात. सांगाडा कार्बन असू शकतो किंवा त्यात तथाकथित हेटरोएटम्स असू शकतात (उदाहरणार्थ, नायट्रोजन, सल्फर, ऑक्सिजन इ.). तसेच, सेंद्रिय संयुगाच्या रेणूचा सांगाडा फांद्या किंवा शाखा नसलेला असू शकतो; खुले किंवा चक्रीय.

सुगंधी संयुगे एक विशेष प्रकारचे चक्रीय संयुगे मानले जातात: अतिरिक्त प्रतिक्रिया त्यांचे वैशिष्ट्य नाही.

सेंद्रिय पदार्थांचे मुख्य वर्ग

जैविक उत्पत्तीचे खालील सेंद्रिय पदार्थ ज्ञात आहेत:

• कर्बोदके;
• प्रथिने;
• लिपिड्स;
• न्यूक्लिक ऍसिडस्.

सेंद्रिय यौगिकांच्या अधिक तपशीलवार वर्गीकरणामध्ये जैविक उत्पत्ती नसलेल्या पदार्थांचा समावेश होतो.

सेंद्रिय पदार्थांचे वर्ग आहेत, ज्यामध्ये कार्बन इतर पदार्थांसह (हायड्रोजन वगळता):

• अल्कोहोल आणि फिनॉल;
• कार्बोक्झिलिक ऍसिडस्;
• aldehydes आणि ऍसिडस्;
• एस्टर;
• कर्बोदके;
• लिपिड्स;
• अमिनो आम्ल;
• न्यूक्लिक ऍसिडस्;
• प्रथिने

सेंद्रिय पदार्थांची रचना

निसर्गातील विविध सेंद्रिय संयुगे कार्बन अणूंच्या वैशिष्ट्यांद्वारे स्पष्ट केले जातात. ते खूप मजबूत बंध तयार करण्यास सक्षम आहेत, गट - साखळ्यांमध्ये एकत्र होतात. परिणाम जोरदार स्थिर रेणू आहे. साखळी एकत्र करण्यासाठी रेणू ज्या प्रकारे वापरतात ते त्यांच्या संरचनेचे मुख्य वैशिष्ट्य आहे. कार्बन खुल्या साखळ्यांमध्ये आणि बंद दोन्हीमध्ये एकत्र करण्यास सक्षम आहे (त्यांना चक्रीय म्हणतात).

पदार्थांची रचना त्यांच्या गुणधर्मांवर थेट परिणाम करते. संरचनात्मक वैशिष्ट्यांमुळे दहापट आणि शेकडो स्वतंत्र कार्बन संयुगे अस्तित्वात असणे शक्य होते.

सेंद्रिय पदार्थांची विविधता राखण्यात महत्त्वाची भूमिका होमोलॉजी आणि आयसोमेरिझम सारख्या गुणधर्मांद्वारे खेळली जाते.

आम्ही पहिल्या दृष्टीक्षेपात समान असलेल्या पदार्थांबद्दल बोलत आहोत: त्यांची रचना एकमेकांपासून भिन्न नाही, आण्विक सूत्र समान आहे. परंतु संयुगांची रचना मूलभूतपणे भिन्न आहे. पदार्थांचे रासायनिक गुणधर्मही वेगळे असतील. उदाहरणार्थ, ब्युटेन आणि आयसोब्युटेनच्या आयसोमरचे स्पेलिंग समान आहे. या दोन पदार्थांच्या रेणूंमधील अणू वेगळ्या क्रमाने मांडलेले असतात. एका बाबतीत ते फांद्या आहेत, तर दुसऱ्या बाबतीत ते नाहीत.

होमोलॉजी हे कार्बन साखळीचे वैशिष्ट्य समजले जाते, जेथे प्रत्येक त्यानंतरचा सदस्य मागील एकामध्ये समान गट जोडून मिळवता येतो. दुसऱ्या शब्दांत, प्रत्येक समरूप मालिका समान सूत्राद्वारे पूर्णपणे व्यक्त केली जाऊ शकते. असे सूत्र जाणून घेतल्यास, मालिकेतील कोणत्याही सदस्याची रचना सहजपणे शोधता येते.

सेंद्रिय पदार्थांची उदाहरणे

कर्बोदकांमधे संपूर्णपणे वजनाने घेतल्यास, सर्व सेंद्रिय पदार्थांमधील स्पर्धा पूर्णपणे जिंकली जाईल. हे सजीवांसाठी ऊर्जेचा स्त्रोत आहे आणि बहुतेक पेशींसाठी एक बांधकाम साहित्य आहे. कार्बोहायड्रेट्सचे जग खूप वैविध्यपूर्ण आहे. स्टार्च आणि सेल्युलोजशिवाय वनस्पती अस्तित्वात नसतील. आणि प्राणी जग लैक्टोज आणि ग्लायकोजेनशिवाय अशक्य आहे.

सेंद्रिय पदार्थांच्या जगाचा आणखी एक प्रतिनिधी म्हणजे प्रथिने. केवळ दोन डझन एमिनो अॅसिड्सपासून, निसर्ग मानवी शरीरात 5 दशलक्ष प्रकारची प्रथिने संरचना बनवते. या पदार्थांच्या कार्यांमध्ये शरीरातील महत्त्वपूर्ण प्रक्रियांचे नियमन, रक्त गोठणे सुनिश्चित करणे, शरीरात विशिष्ट प्रकारच्या पदार्थांचे हस्तांतरण समाविष्ट आहे. एंजाइमच्या स्वरूपात, प्रथिने प्रतिक्रिया प्रवेगक म्हणून कार्य करतात.

सेंद्रिय यौगिकांचा आणखी एक महत्त्वाचा वर्ग म्हणजे लिपिड्स (चरबी). हे पदार्थ शरीराला आवश्यक उर्जेचा राखीव स्त्रोत म्हणून काम करतात. ते सॉल्व्हेंट्स आहेत आणि जैवरासायनिक प्रतिक्रियांच्या प्रवाहास मदत करतात. लिपिड देखील सेल झिल्लीच्या बांधकामात गुंतलेले असतात.

इतर सेंद्रिय संयुगे - हार्मोन्स - देखील खूप मनोरंजक आहेत. ते बायोकेमिकल प्रतिक्रिया आणि चयापचय च्या प्रवाहासाठी जबाबदार आहेत. थायरॉईड संप्रेरकेच माणसाला आनंदी किंवा दुःखी वाटतात. आणि आनंदाच्या भावनांसाठी, जसे शास्त्रज्ञांनी शोधून काढले आहे, एंडोर्फिन जबाबदार आहे.

कार्बोनेट, कार्बाइड्स, सायनाइड्स, थायोसायनेट्स आणि कार्बोनिक ऍसिड व्यतिरिक्त कार्बन अणू असलेले सर्व पदार्थ सेंद्रिय संयुगे आहेत. याचा अर्थ असा की ते कार्बन अणूंपासून सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य किंवा इतर प्रतिक्रियांद्वारे तयार केले जाऊ शकतात. आज, अनेक सेंद्रिय पदार्थ कृत्रिमरित्या संश्लेषित केले जाऊ शकतात, जे औषध आणि फार्माकोलॉजीच्या विकासास तसेच उच्च-शक्तीचे पॉलिमर आणि संमिश्र साहित्य तयार करण्यास अनुमती देते.

सेंद्रिय संयुगेचे वर्गीकरण

सेंद्रिय संयुगे हे पदार्थांचे सर्वाधिक असंख्य वर्ग आहेत. येथे सुमारे 20 प्रकारचे पदार्थ आहेत. ते रासायनिक गुणधर्मांमध्ये भिन्न आहेत, भौतिक गुणांमध्ये भिन्न आहेत. त्यांचा वितळण्याचा बिंदू, वस्तुमान, अस्थिरता आणि विद्राव्यता, तसेच सामान्य परिस्थितीत त्यांची एकत्रीकरणाची स्थिती देखील भिन्न आहे. त्यापैकी:

• हायड्रोकार्बन्स (अल्केनेस, अल्केनेस, अल्केनेस, अल्काडीनेस, सायक्लोअल्केन, सुगंधी हायड्रोकार्बन्स);
• aldehydes;
• केटोन्स;
• अल्कोहोल (डायहायड्रिक, मोनोहाइड्रिक, पॉलीहायड्रिक);
• इथर
• एस्टर;
• कार्बोक्झिलिक ऍसिडस्;
• amines;
• अमिनो आम्ल;
• कर्बोदके;
• चरबी
• प्रथिने;
• बायोपॉलिमर आणि सिंथेटिक पॉलिमर.

हे वर्गीकरण रासायनिक संरचनेची वैशिष्ट्ये आणि विशिष्ट अणू गटांची उपस्थिती दर्शवते जे पदार्थाच्या गुणधर्मांमधील फरक निर्धारित करतात. सर्वसाधारणपणे, वर्गीकरण, जे कार्बन कंकालच्या कॉन्फिगरेशनवर आधारित आहे, जे रासायनिक परस्परसंवादाची वैशिष्ट्ये विचारात घेत नाही, भिन्न दिसते. त्याच्या तरतुदींनुसार, सेंद्रिय संयुगे विभागली आहेत:

• aliphatic संयुगे;
• सुगंधी पदार्थ;
• हेटरोसायक्लिक संयुगे.

सेंद्रिय यौगिकांच्या या वर्गांमध्ये पदार्थांच्या वेगवेगळ्या गटांमध्ये आयसोमर असू शकतात. आयसोमर्सचे गुणधर्म भिन्न आहेत, जरी त्यांची अणू रचना समान असू शकते. ए.एम. बटलेरोव्ह यांनी मांडलेल्या तरतुदींवरून हे पुढे आले आहे. तसेच, सेंद्रिय संयुगांच्या संरचनेचा सिद्धांत हा सेंद्रिय रसायनशास्त्रातील सर्व संशोधनांसाठी मार्गदर्शक आधार आहे. हे मेंडेलीव्हच्या नियतकालिक कायद्याच्या समान पातळीवर ठेवले आहे.

रासायनिक संरचनेची संकल्पना ए.एम. बटलेरोव्ह यांनी मांडली होती. रसायनशास्त्राच्या इतिहासात ते 19 सप्टेंबर 1861 रोजी दिसले. पूर्वी, विज्ञानामध्ये भिन्न मते होती आणि काही शास्त्रज्ञांनी रेणू आणि अणूंचे अस्तित्व पूर्णपणे नाकारले. त्यामुळे सेंद्रिय आणि अजैविक रसायनशास्त्रात क्रम नव्हता. शिवाय, अशी कोणतीही नियमितता नव्हती ज्याद्वारे विशिष्ट पदार्थांच्या गुणधर्मांचा न्याय करणे शक्य होते. त्याच वेळी, अशी संयुगे देखील होती जी समान रचनासह भिन्न गुणधर्म प्रदर्शित करतात.

ए.एम. बटलेरोव्हच्या विधानांनी अनेक प्रकारे रसायनशास्त्राच्या विकासास योग्य दिशेने निर्देशित केले आणि त्यासाठी एक भक्कम पाया तयार केला. त्याद्वारे, संचित तथ्ये, म्हणजे, विशिष्ट पदार्थांचे रासायनिक किंवा भौतिक गुणधर्म, प्रतिक्रियांमध्ये त्यांच्या प्रवेशाचे नमुने इत्यादी व्यवस्थित करणे शक्य झाले. संयुगे मिळविण्याच्या मार्गांचा अंदाज आणि काही सामान्य गुणधर्मांची उपस्थिती देखील या सिद्धांतामुळे शक्य झाली. आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, ए.एम. बटलेरोव्हने दाखवले की पदार्थाच्या रेणूची रचना विद्युतीय परस्परसंवादाच्या संदर्भात स्पष्ट केली जाऊ शकते.

सेंद्रिय पदार्थांच्या संरचनेच्या सिद्धांताचे तर्क

1861 पूर्वी, रसायनशास्त्रातील अनेकांनी अणू किंवा रेणूचे अस्तित्व नाकारले असल्याने, सेंद्रिय संयुगेचा सिद्धांत वैज्ञानिक जगासाठी एक क्रांतिकारी प्रस्ताव बनला. आणि ए.एम. बटलेरोव्ह स्वतः केवळ भौतिकवादी निष्कर्षांवरून पुढे जात असल्याने, सेंद्रिय पदार्थांबद्दलच्या तात्विक कल्पनांचे खंडन करण्यात त्यांनी व्यवस्थापित केले.

रासायनिक अभिक्रियांद्वारे आण्विक रचना प्रायोगिकरित्या ओळखली जाऊ शकते हे दाखवण्यात त्यांनी व्यवस्थापित केले. उदाहरणार्थ, कोणत्याही कार्बोहायड्रेटची रचना त्यातील काही प्रमाणात बर्न करून आणि परिणामी पाणी आणि कार्बन डायऑक्साइड मोजून निर्धारित केली जाऊ शकते. अमाइन रेणूमधील नायट्रोजनचे प्रमाण देखील ज्वलनाच्या वेळी वायूंचे प्रमाण मोजून आणि आण्विक नायट्रोजनचे रासायनिक प्रमाण सोडून मोजले जाते.

जर आपण रासायनिक संरचनेबद्दल बटलेरोव्हच्या निर्णयांचा विचार केला, जे संरचनेवर अवलंबून असते, उलट दिशेने, तर एक नवीन निष्कर्ष स्वतःच सूचित करतो. उदा: एखाद्या पदार्थाची रासायनिक रचना आणि रचना जाणून घेतल्यास त्याचे गुणधर्म प्रायोगिकरित्या गृहीत धरता येतात. परंतु सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, बटलेरोव्हने स्पष्ट केले की सेंद्रिय पदार्थांमध्ये असे बरेच पदार्थ आहेत जे भिन्न गुणधर्म प्रदर्शित करतात, परंतु त्यांची रचना समान आहे.

सिद्धांताच्या सामान्य तरतुदी

सेंद्रिय संयुगे विचारात घेऊन आणि तपासताना, ए.एम. बटलेरोव्ह यांनी काही सर्वात महत्त्वाचे नमुने काढले. सेंद्रिय उत्पत्तीच्या रसायनांची रचना स्पष्ट करणार्‍या सिद्धांताच्या तरतुदींमध्ये त्यांनी ते एकत्र केले. सिद्धांताच्या तरतुदी खालीलप्रमाणे आहेत:

• सेंद्रिय पदार्थांच्या रेणूंमध्ये, अणू काटेकोरपणे परिभाषित क्रमाने एकमेकांशी जोडलेले असतात, जे व्हॅलेन्सीवर अवलंबून असते;
• रासायनिक रचना म्हणजे थेट क्रम ज्यानुसार अणू सेंद्रीय रेणूंमध्ये जोडलेले असतात;
• रासायनिक रचना सेंद्रीय संयुगेच्या गुणधर्मांची उपस्थिती निर्धारित करते;
• समान परिमाणात्मक रचना असलेल्या रेणूंच्या संरचनेवर अवलंबून, पदार्थाचे भिन्न गुणधर्म दिसू शकतात;
• रासायनिक संयुगाच्या निर्मितीमध्ये सामील असलेल्या सर्व अणू गटांचा एकमेकांवर परस्पर प्रभाव असतो.

या सिद्धांताच्या तत्त्वांनुसार सेंद्रिय संयुगेचे सर्व वर्ग तयार केले जातात. पाया घातल्यानंतर, ए.एम. बटलेरोव्ह रसायनशास्त्राचा विज्ञान क्षेत्र म्हणून विस्तार करण्यास सक्षम होते. त्यांनी स्पष्ट केले की सेंद्रिय पदार्थांमध्ये कार्बनचे प्रमाण चार असते या वस्तुस्थितीमुळे, या संयुगांची विविधता निर्धारित केली जाते. अनेक सक्रिय अणु गटांची उपस्थिती हे ठरवते की पदार्थ विशिष्ट वर्गाशी संबंधित आहे की नाही. आणि विशिष्ट अणू गटांच्या (रॅडिकल) उपस्थितीमुळेच भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म दिसून येतात.

हायड्रोकार्बन्स आणि त्यांचे डेरिव्हेटिव्ह्ज

कार्बन आणि हायड्रोजनची ही सेंद्रिय संयुगे समूहातील सर्व पदार्थांमध्ये सर्वात सोपी आहेत. ते अल्केनेस आणि सायक्लोअल्केन (संतृप्त हायड्रोकार्बन्स), अल्केन्स, अल्काडीनेस आणि अल्काट्रिनेस, अल्काइन्स (असंतृप्त हायड्रोकार्बन्स), तसेच सुगंधी पदार्थांच्या उपवर्गाद्वारे दर्शविले जातात. अल्केन्समध्ये, सर्व कार्बन अणू केवळ एका C-C बॉण्डने जोडलेले असतात, म्हणूनच हायड्रोकार्बनच्या रचनेत एकही H अणू तयार करता येत नाही.

असंतृप्त हायड्रोकार्बन्समध्ये, हायड्रोजन दुहेरी C=C बाँडच्या ठिकाणी समाविष्ट केले जाऊ शकते. तसेच, C-C बाँड तिप्पट (अल्काइन्स) असू शकतो. हे या पदार्थांना रॅडिकल्स कमी किंवा जोडण्याशी संबंधित अनेक प्रतिक्रियांमध्ये प्रवेश करण्यास अनुमती देते. इतर सर्व पदार्थ, प्रतिक्रियांमध्ये प्रवेश करण्याच्या त्यांच्या क्षमतेचा अभ्यास करण्याच्या सोयीसाठी, हायड्रोकार्बन्सच्या वर्गांपैकी एकाचे डेरिव्हेटिव्ह मानले जातात.

दारू

अल्कोहोलला हायड्रोकार्बन्सपेक्षा अधिक जटिल सेंद्रिय रासायनिक संयुगे म्हणतात. जिवंत पेशींमध्ये एन्झाइमॅटिक प्रतिक्रियांच्या परिणामी ते संश्लेषित केले जातात. किण्वनाच्या परिणामी ग्लुकोजपासून इथेनॉलचे संश्लेषण हे सर्वात वैशिष्ट्यपूर्ण उदाहरण आहे.

उद्योगात, हायड्रोकार्बन्सच्या हॅलोजन डेरिव्हेटिव्हपासून अल्कोहोल मिळवले जातात. हायड्रॉक्सिल गटासाठी हॅलोजन अणूच्या प्रतिस्थापनाच्या परिणामी, अल्कोहोल तयार होतात. मोनोहायड्रिक अल्कोहोलमध्ये फक्त एक हायड्रॉक्सिल गट असतो, पॉलीहायड्रिक - दोन किंवा अधिक. डायहाइडरिक अल्कोहोलचे उदाहरण इथिलीन ग्लायकोल आहे. पॉलीहायड्रिक अल्कोहोल ग्लिसरॉल आहे. अल्कोहोलचे सामान्य सूत्र आर-ओएच (आर एक कार्बन चेन आहे) आहे.

अल्डीहाइड्स आणि केटोन्स

अल्कोहोल अल्कोहोल (हायड्रोक्सिल) गटातून हायड्रोजन काढून टाकण्याशी संबंधित सेंद्रीय संयुगेच्या अभिक्रियांमध्ये प्रवेश केल्यानंतर, ऑक्सिजन आणि कार्बनमधील दुहेरी बंध बंद होतो. जर ही प्रतिक्रिया टर्मिनल कार्बन अणूवर असलेल्या अल्कोहोल ग्रुपवर घडली तर त्याचा परिणाम म्हणून अल्डीहाइड तयार होतो. जर अल्कोहोलसह कार्बन अणू कार्बन साखळीच्या शेवटी स्थित नसेल, तर निर्जलीकरण प्रतिक्रियेचा परिणाम म्हणजे केटोनचे उत्पादन. केटोन्सचे सामान्य सूत्र R-CO-R, aldehydes R-COH (R हा साखळीचा हायड्रोकार्बन रॅडिकल आहे).

एस्टर (साधे आणि जटिल)

या वर्गातील सेंद्रिय संयुगांची रासायनिक रचना गुंतागुंतीची आहे. इथर हे दोन अल्कोहोल रेणूंमधील प्रतिक्रिया उत्पादने मानले जातात. जेव्हा त्यांच्यापासून पाणी सोडले जाते तेव्हा R-O-R नमुन्याचे एक संयुग तयार होते. प्रतिक्रिया यंत्रणा: एका अल्कोहोलमधून हायड्रोजन प्रोटॉन आणि दुसर्या अल्कोहोलमधून हायड्रॉक्सिल गट काढून टाकणे.

एस्टर हे अल्कोहोल आणि सेंद्रिय कार्बोक्झिलिक ऍसिडमधील प्रतिक्रिया उत्पादने आहेत. प्रतिक्रिया यंत्रणा: दोन्ही रेणूंच्या अल्कोहोल आणि कार्बन गटांमधून पाणी काढून टाकणे. हायड्रोजन आम्लापासून (हायड्रोक्सिल गटासह) विभक्त होतो आणि OH गट स्वतः अल्कोहोलपासून विभक्त होतो. परिणामी कंपाऊंड आर-सीओ-ओ-आर म्हणून चित्रित केले आहे, जेथे बीच आर रेडिकल दर्शवितो - उर्वरित कार्बन साखळी.

कार्बोक्झिलिक ऍसिडस् आणि अमाइन्स

कार्बोक्झिलिक ऍसिडला विशेष पदार्थ म्हणतात जे पेशीच्या कार्यामध्ये महत्वाची भूमिका बजावतात. सेंद्रिय संयुगांची रासायनिक रचना खालीलप्रमाणे आहे: एक हायड्रोकार्बन रॅडिकल (आर) ज्यामध्ये कार्बोक्सिल ग्रुप (-COOH) जोडलेला असतो. कार्बोक्सिल गट केवळ अत्यंत कार्बन अणूवर स्थित असू शकतो, कारण (-COOH) गटातील व्हॅलेन्सी C 4 आहे.

अमाईन हे साधे संयुगे आहेत जे हायड्रोकार्बन्सचे डेरिव्हेटिव्ह आहेत. येथे, कोणत्याही कार्बन अणूमध्ये अमाइन रेडिकल (-NH2) असतो. प्राथमिक अमायन्स आहेत ज्यामध्ये (-NH2) गट एका कार्बनशी संलग्न आहे (सामान्य सूत्र R-NH2). दुय्यम अमाइनमध्ये, नायट्रोजन दोन कार्बन अणूंसह (सूत्र R-NH-R) एकत्र होते. तृतीयक अमाइनमध्ये तीन कार्बन अणूंशी (R3N) नायट्रोजन जोडलेले असते, जेथे p एक मूलगामी, कार्बन साखळी असते.

अमिनो आम्ल

अमीनो ऍसिड हे जटिल संयुगे आहेत जे सेंद्रिय उत्पत्तीच्या अमाइन आणि ऍसिडचे गुणधर्म प्रदर्शित करतात. कार्बोक्सिल गटाच्या संबंधात अमाइन गटाच्या स्थानावर अवलंबून, त्यांचे अनेक प्रकार आहेत. अल्फा अमीनो ऍसिड सर्वात महत्वाचे आहेत. येथे अमाइन गट कार्बन अणूवर स्थित आहे ज्यात कार्बोक्सिल गट संलग्न आहे. हे आपल्याला पेप्टाइड बाँड तयार करण्यास आणि प्रथिने संश्लेषित करण्यास अनुमती देते.

कर्बोदके आणि चरबी

कार्बोहायड्रेट अल्डीहाइड अल्कोहोल किंवा केटो अल्कोहोल आहेत. हे रेखीय किंवा चक्रीय रचना असलेले संयुगे आहेत, तसेच पॉलिमर (स्टार्च, सेल्युलोज आणि इतर). सेलमधील त्यांची सर्वात महत्वाची भूमिका संरचनात्मक आणि उत्साही आहे. चरबी, किंवा त्याऐवजी लिपिड, समान कार्ये करतात, फक्त ते इतर जैवरासायनिक प्रक्रियेत भाग घेतात. रासायनिकदृष्ट्या, चरबी हे सेंद्रिय ऍसिड आणि ग्लिसरॉलचे एस्टर आहे.