Organiska föreningar innehåller alltid kol tillsammans med andra grundämnen som behövs för att levande organismer ska fungera. Kol är nyckelelementet eftersom det har fyra elektroner i ett yttre elektronskal som kan hålla åtta elektroner. Som ett resultat kan det bilda många typer av bindningar med andra kolatomer och element som väte, syre och kväve.
Kolväten och proteiner är bra exempel på organiska molekyler som kan bilda långa kedjor och komplexa strukturer. De organiska föreningarna som består av dessa molekyler är grunden för kemiska reaktioner i cellerna hos växter och djur – reaktioner som ger energi för att hitta föda, för reproduktion och för alla andra processer som är nödvändiga för livet.
En organisk förening är en medlem av en klass av kemikalier som innehåller kolatomer kopplade till varandra och till andra atomer genom kovalenta bindningar och som finns i cellerna i levande organismer. Väte, syre och kväve är typiska grundämnen som förutom kol utgör organiska föreningar. Spår av andra grundämnen som svavel, fosfor, järn och koppar kan också finnas när det behövs för specifika organiska kemiska reaktioner. Huvudgrupperna av organiska föreningar är kolväten, lipider, proteiner och nukleinsyror.
Karakteristika för organiska föreningar
De fyra typerna av organiska föreningar är kolväten, lipider, proteiner och nukleinsyror, och de fyller olika funktioner i en levande cell. Även om många organiska föreningar inte är polära molekyler och därför inte löser sig bra i vattnet i en cell, löser de sig ofta i andra organiska föreningar. Till exempel, medan kolhydrater som socker är något polära och löser sig i vatten, gör inte fetter det. Men fetter löser sig i andra organiska lösningsmedel som etrar. När de är i lösning interagerar de fyra typerna av organiska molekyler och bildar nya föreningar när de kommer i kontakt med levande vävnad.
Organiska föreningar sträcker sig från enkla ämnen med molekyler som består av ett fåtal atomer av endast två grundämnen till långa, komplexa polymerer vars molekyler innehåller många grundämnen. Kolväten består till exempel av endast kol och väte. De kan bilda enkla molekyler eller långa kedjor av atomer och används för cellstruktur och som grundläggande byggstenar för mer komplexa molekyler.
Lipider är fetter och liknande material som består av kol, väte och syre. De hjälper till att bilda cellväggar och membran och är en viktig komponent i maten. Proteiner består av kol, väte, syre och kväve, och de har två huvudfunktioner i celler. De utgör en del av cell- och organstrukturerna, men de är också enzymer, hormoner och andra organiska kemikalier som deltar i kemiska reaktioner för att producera de material som är nödvändiga för livet.
Nukleinsyror består av kol, väte, syre, kväve och fosfor. Som RNA och DNA lagrar de instruktionerna för kemiska processer som involverar andra proteiner. De är de spiralformade molekylerna i den genetiska koden. De fyra typerna av organiska molekyler är alla baserade på kol och några andra grundämnen, men de har olika egenskaper.
Kolväten
Kolväten är de enklaste organiska föreningarna och de enklaste kolväte är CH4 eller metan. Kolatomen delar elektroner med fyra väteatomer för att komplettera sitt yttre elektronskal.
Istället för att binda med bara väteatomer kan en kolatom dela en eller två av sina yttre skalelektroner med en annan kolatom och bilda långa kedjor. Till exempel butan, C4 H10, består av en kedja av fyra kolatomer omgiven av 10 väteatomer.
Lipider
En mer komplicerad grupp av organiska föreningar är lipider eller fetter. De inkluderar en kolvätekedja men har också en del där kedjan binder till syre. Organiska föreningar som bara innehåller kol, väte och syre kallas kolhydrater.
Glycerol är ett exempel på en enkel lipid. Dess kemiska formel är C3H 😯3, och den har en kedja av tre kolatomer med en syreatom bunden till var och en. Glycerol är en byggsten som utgör basen för många mer komplexa lipider.
Proteiner
De flesta proteiner är mycket stora molekyler med komplexa strukturer som gör att de kan ta på sig viktiga roller i organiska kemiska reaktioner. I sådana reaktioner bryts delar av proteinerna isär, ordnas om eller sammanfogas med nya kedjor. Även de enklaste proteinerna har långa kedjor och många undersektioner.
Till exempel har 3-amino-2-butanol den kemiska formeln C4H11 NEJ, men det är egentligen en sekvens av kolvätesektioner med ett kväve och en syreatom fäst. Det framgår tydligare av formeln CH3CH(NH2 )CH(OH)CH3 , och aminosyran används i kemiska reaktioner för att producera andra proteiner.
Nukleinsyror
Nukleinsyror utgör grunden för den genetiska koden för levande celler och är långa strängar av repeterande subenheter. För nukleinsyradeoxiribonukleinsyra eller DNA, till exempel, innehåller molekylerna en fosfatgrupp, ett socker och de repeterande subenheterna cytosin, guanin, tymin och adenin. Den del av en DNA-molekyl som innehåller cytosin har en kemisk formel C9H12
O6N3P, och sektionerna som innehåller olika underenheter bildar långa polymermolekyler lokaliserade i cellkärnan.
Vissa organiska föreningar är de mest komplexa molekyler som finns, och de speglar komplexiteten i de kemiska reaktioner som gör livet möjligt. Även med denna komplexitet består molekylerna av relativt få grundämnen, och alla har kol som en huvudkomponent.
