Chemia bioorganiczna

HOH to nauka badająca biologiczną funkcję substancji organicznych w organizmie.

HOB powstał w drugiej połowie XX wieku. Przedmiotem jej badań są biopolimery, bioregulatory oraz poszczególne metabolity.

Biopolimery to wysokocząsteczkowe naturalne związki, które są podstawą wszystkich organizmów. Są to peptydy, białka, polisacharydy, kwasy nukleinowe (NA), lipidy itp.

Bioregulatory to związki, które chemicznie regulują metabolizm. Są to witaminy, hormony, antybiotyki, alkaloidy, leki itp.

Znajomość budowy i właściwości biopolimerów i bioregulatorów pozwala zrozumieć istotę procesów biologicznych. Tak więc ustalenie struktury białek i NA umożliwiło opracowanie koncepcji biosyntezy białek macierzy i roli NA w zachowywaniu i przekazywaniu informacji genetycznej.

HOC odgrywa ważną rolę w ustalaniu mechanizmu działania enzymów, leków, procesów widzenia, oddychania, pamięci, przewodnictwa nerwowego, skurczu mięśni itp.

Głównym problemem HOC jest wyjaśnienie związku między budową a mechanizmem działania związków.

HBO jest oparty na materiale chemii organicznej.

Wykład 1

Izomeria związków organicznych

Obecnie istnieje ~16 milionów substancji organicznych.

Przyczyny różnorodności substancji organicznych.

1. Połączenia atomów C ze sobą i innymi elementami układu okresowego D. Mendelejewa. W takim przypadku powstają łańcuchy i cykle:

Łańcuch prosty Łańcuch rozgałęziony

2. Hybrydyzacja– wyrównanie chmur elektronowych w formie i energii. Atom C może być w trzech stanach hybrydowych: sp jest konfiguracją liniową, sp 2 jest konfiguracją trójkątną, sp 3 jest konfiguracją czworościenną.

3. Homologia- jest to istnienie substancji o podobnych właściwościach, gdzie każdy członek serii homologicznej różni się od poprzedniego o grupę
-CH 2 -. Na przykład homologiczna seria węglowodorów nasyconych:

4. izomeria- to jest istnienie substancji, które mają ten sam skład jakościowy i ilościowy, ale inną strukturę.

RANO. Butlerov (1861) stworzył teorię budowy związków organicznych, która do dziś służy jako naukowa podstawa chemii organicznej.

Główne postanowienia teorii budowy związków organicznych:

1) atomy w cząsteczkach są połączone ze sobą wiązaniami chemicznymi zgodnie z ich wartościowością;

2) atomy w cząsteczkach związków organicznych są połączone w określonej kolejności, która określa strukturę chemiczną cząsteczki;

3) właściwości związków organicznych zależą nie tylko od liczby i charakteru ich atomów składowych, ale także od budowy chemicznej cząsteczek;

4) w cząsteczkach występuje wzajemny wpływ atomów, zarówno połączonych, jak i nie związanych bezpośrednio ze sobą;

5) strukturę chemiczną substancji można określić w wyniku badania jej przemian chemicznych i odwrotnie, jej właściwości można scharakteryzować za pomocą struktury substancji.

Rozważmy niektóre zapisy teorii budowy związków organicznych.

jaki jest powód różnorodności substancji? pomóż pilnie, jutro chemia, ale nie mogę znaleźć odpowiedzi na to pytanie! i otrzymałem najlepszą odpowiedź

Odpowiedź od Słoneczniki[guru]
Przyczyny różnorodności substancji organicznych: budowa chemiczna, skład elementarny (jakościowy). Przykłady węglowodorów i utlenionych związków organicznych
Substancje organiczne obejmują substancje zawierające węgiel, powstające głównie w organizmach żywych. Obecnie wiele substancji organicznych można uzyskać sztucznie w laboratorium. Zsyntetyzowano wiele związków organicznych nie występujących w przyrodzie.
Łączna liczba znanych substancji organicznych przekracza 10 mln, a substancji nieorganicznych ok. 100 tys. Taka różnorodność związków organicznych wiąże się ze zdolnością atomów węgla do łączenia się w łańcuchy o różnej długości. Wiązania między atomami węgla mogą być pojedyncze i wielokrotne: podwójne, potrójne. W tym przypadku substancje mogą mieć ten sam wzór cząsteczkowy, ale inną strukturę i właściwości (zjawisko to nazywa się izomerią).
Skład substancji organicznych obejmuje węgiel, wodór, tlen, a także azot, fosfor, siarkę. Ponadto można uwzględnić prawie wszystkie elementy.
Węglowodory to substancje składające się z dwóch pierwiastków: węgla i wodoru.
Metan (nazywany również bagnem, gazem kopalnianym, ponieważ powstaje podczas rozkładu pozostałości organicznych na dnie bagien, a także jest uwalniany z pokładów węgla w kopalniach). Składa się z jednego atomu węgla połączonego wiązaniami kowalencyjnymi z czterema atomami wodoru. Formuła cząsteczkowa CH4. Wzór strukturalny pokazuje kolejność wiązań atomów w cząsteczce:
h
ja
H-C-H
ja
H Kąt między wiązaniami wynosi 120º (pary elektronów tworzące wiązanie odpychają się i znajdują się w maksymalnej odległości od siebie).
Acetylen C2H2 zawiera potrójne wiązanie:
H–C ≡ C–H
Przykładem substancji organicznych zawierających tlen jest alkohol metylowy (drewno) CH3OH (nazwa systematyczna metanol),
alkohol etylowy C2H5OH (etanol),
kwas octowy CH3COOH
Gotowa odpowiedź w klasie.

Odpowiedz od Yoidor Sidorov[guru]
Fakt, że nawet w warunkach ziemskich cząsteczki mogą łączyć się ze sobą w niewyobrażalnie dużą liczbę kombinacji. A jeśli wykorzystamy ich możliwości w naszym niezbyt gorącym Słońcu? Czy jest to zestaw miliard razy bardziej nie do pomyślenia? A jeśli weźmiemy gorące słońca innych galaktyk? A co, jeśli jeszcze gorętsze słońca innych wszechświatów? A? Otóż ​​to.

Odpowiedz od -=TeRNoL=-[Nowicjusz]
Powodem są różne łańcuchy molekularne, takie jak)

Na lekcji omówione zostaną rodzaje sieci krystalicznych, rodzaje skupisk materii oraz ciała stałe o strukturze krystalicznej. Wprowadzono pojęcie polimorfizmu i alotropii.

I. Powtórzenie

Powtórz z 8 klasy kursu:

II. Różnorodność substancji w środowisku

Obecnie znanych jest ponad 100 pierwiastków chemicznych. Tworzą ponad 400 prostych substancji i kilka milionów różnorodnych złożonych związków chemicznych. Jakie są przyczyny tej różnorodności?

1. Izotopia pierwiastków i ich związków

izotopy - różne atomy tego samego pierwiastka chemicznego, różniące się od siebie tylko masą.

Na przykład atom wodoru ma trzy izotopy: 1 1 H - prot, 1 2 H (D) - deuter i 1 3 H (T) - tryt. Tworzą złożoną substancję z tlenem - wodą o różnym składzie: zwykłą naturalną wodą - H 2 O, ciężką wodą - D 2 O (zawartą w naturalnej wodzie w stosunku H: D \u003d 6900: 1).

izobary , atomy różnych pierwiastków chemicznych o tej samej liczbie masowej A.

Jądra izobaru (w chemii) zawierają taką samą liczbę nukleonów, ale różną liczbę protonów Z i neutronów N.

Na przykład atomy 4 10 Be, 5 10 B, 6 10 C reprezentują trzy izobary (w chemii) z A = 10.

2. Alotropia

Alotropia - zjawisko istnienia pierwiastka chemicznego w postaci kilku prostych substancji (modyfikacje alotropowe lub modyfikacje alotropowe).

Na przykład atom tlenu występuje jako tlen i ozon.

Definicja dźwięku: "Alotropia"

Alotropia jest wyjaśnieniem innego składu substancji lub różnicy w ich płaczu-stał się-li-che-re-shet-ke. Kis-lo-rod i ozon - al-lo-trope mo-di-fi-ka-tion hi-mi-che-sko-go element-ta kis-lo-ro-da. Coal-le-rod ob-ra-zu-et gra-fit, diamond, full-le-ren, car-bin. Rasy atomów w ich cris-stały się-czy-che-lattice-kah są różne iw ten sposób manifestują swoją inną -stva. Phos-for-ra zawiera substancje all-lo-tropowe - czerwony, biały i czarny fosfor. Al-lo-tro-piya ha-rak-ter-na i do metali. Na przykład żelazo-le-zo może występować w postaci α, β, δ, γ.

Te-ku-honor substancji amorficznych

Jedną z właściwości, zdaniem niektórych ciał amorficznych z ciał ciekłych, jest ich płynność. Jeśli położysz ku-so-czek z żywicy na rozgrzanej powierzchni, to będzie ona stopniowo rosła wzdłuż tej powierzchni.

Lepkość- jest to zdolność do oparcia się ponownej re-me-sche-ining niektórych części ciała z-no-si-tel-ale innych dla płynów i gazów : im jest wyższy, tym trudniej jest zmienić kształt ciała. Szyby okienne to typowe substancje amorficzne. Theo-re-ti-che-ski powinny płynąć w dół w step-pen-ale. Ale lepkość szkła to ty-tak-kai, a jego de-for-ma-qi-to można pominąć. Lepkość szkła jest około 1000 razy wyższa niż lepkość żywicy. Roczna deformacja szkła wynosi 0,001%. Od 1000 lat deformacja szkła wynosi 1%.

Zależność stanu agregacji od porządku lokalizacji dalekiego i bliskiego zasięgu

Ze względu na-vi-si-mo-sti od presji i temp-pe-ra-tu-ry, wszystko może istnieć w różnych osobistych ag-re-gat co-stu-i-ni-yah: solid-house, liquid -com, gaz-około-różny lub w postaci plazmy. Przy niskich tematach-pe-ra-tu-rah i ty-z-kogo-dav-le-nii wszystko istnieje w solidnym domu ag-re-gat-nom co-stu-i-nii. Stały i płynny skład substancji on-zy-va-yut con-den-si-ro-van-nym.

W bryłach części są dis-la-ga-yut-xia-compact-ale, w pewnym de-len-nom z rzędu. W za-vi-si-mo-sti od step-pe-no akcent-to-chen-no-sti cząstki w ciałach stałych definiują 2 fazy costo-i-niya: cri-steal-li-che-skoe i amorficzny. Jeśli części są posortowane w taki sposób, że między sąsiednimi częściami jest jakiś raj do-chen-ness w wyścigu-by-lo-sam, a mianowicie: w wyścigu sto jan-noe i kątach między nimi, taki yav-le-nie on-zy-va-yut on-czy prawie-nie-jedź z rzędu w wyścigu-by-to-sam-nii. Ryż. a.

b

Ryż. 1. Czy w wyścigu cząstek znajdują się blisko i daleko w rzędzie?

Jeśli jednak części wyścigu są w ten sam sposób, w taki sposób, że nacisk na prawie-zhay-shi-mi z-se-dya-mi, a w drodze do wielkich wyścigów-stu-i-ni-yah, jest on-zy-va-yut-czy-chee daleko z rzędu. Ryż. b.

Przykłady substancji amorficznych

Ciało amorficzne(z greckiego A - nie, morfe - forma) - demon-forma-ludzie-substancje. W nich jest tylko najbliższy z rzędu i nie ma dalekiego rzędu.

Przykłady ciał amorficznych są załączone na ryc. 2.

Ryż. 2. Ciała amorficzne

To wosk, szkło-lo, pla-sti-lin, żywica, sho-co-lad.

Właściwości substancji amorficznych

• Mają tylko pobliski rząd doków (jak w płynach).
• Stan stały ag-re-gat-noe w normalnych warunkach.
• Nie ma jasnego pływającego tematu-pe-ra-tu-ry. Pływanie w inter-va-le tem-pe-ra-tour.

Substancje krystaliczne

W kri-stał się-li-che-skom ciało jest zarówno blisko, jak i daleko w rzędzie. Jeśli myślisz-len-ale łączysz-punkty-wątku oznaczające-cha-ty-ty-ty wiersz, lepiej czytać przestrzenną ramkę, czyjeś imię -va-et-sya kri-stało się-li-che-sky re-shet-coy . Punkty, czasami-me-sche-jesteśmy częściami - jony, atomy lub mo-le-ku-ly - na-zy-va-yut węzły-la-mi cri-be-czy -che-sky re-shet -ki (ryc. 3). Części nie są sztywno zamocowane-si-ro-va-ny w węzłach, mogą trochę się trząść, nie uciekając z tych punktów. W zależności od tego, jakie części są on-ho-dyat-sya w węzłach cri-be-li-che-re-shet-ki, ty-de-la-ut jego typy (Tabela 1).

Ryż. 3. Kri-stał się-li-che-sky re-shet-ka

Zależność właściwości od rodzaju sieci krystalicznej

Właściwości fizyczne substancji z różnymi rodzajami ti-pa-mi cri-stały się-li-che-re-she-current

Tabela 1. Właściwości fizyczne substancji

Istnieje kilka podtypów cree-stały-che-sky ponownie-na-prąd, różne-cha-yu-shchi-sya-rasy-lo-nie-nie-jeść atomów w kosmosie.

W substancjach z atomową, jonową, metal-li-che-cri-steel-li-che-re-shet-ka-mi nie ma mo-le-cool - to substancje nemo-le-ku-lar-nye.Substancje Mo-le-ku-lar-nye- z mo-le-ku-lyar-noy kri-stał się-li-che-re-shet-coy.

Wielopostaciowość

Wielopostaciowość - jest to zjawisko, ponieważ niektóre złożone substancje jeden na jednego na sto mają różne cri-be-li-che-re -shet-ki.

Na przykład piryt i mark-ka-zite. Ich forma-mu-la to FeS2.-stva-mi. Ana-logic-ale, different-personal-mi-fi-zi-che-ski-mi-properties-mi-ob-la-da-yut-mi-ne-ra-ly co-sta-va CaCO3: ara- gonit, marmur, szpat islandzki, kreda.

Substancje organiczne obejmują substancje zawierające węgiel, powstające głównie w organizmach żywych. Obecnie wiele substancji organicznych można uzyskać sztucznie w laboratorium. Zsyntetyzowano wiele związków organicznych nie występujących w przyrodzie.

Łączna liczba znanych substancji organicznych przekracza 10 mln, a substancji nieorganicznych ok. 100 tys. Taka różnorodność związków organicznych jest związana z zdolność atomów węgla do tworzenia łańcuchów o różnej długości. Wiązania między atomami węgla mogą być pojedyncze i wielokrotne: podwójne, potrójne. W tym przypadku substancje mogą mieć ten sam wzór cząsteczkowy, ale inną strukturę i właściwości (zjawisko to nazywa się izomerią).

Skład substancji organicznych obejmuje węgiel, wodór, tlen, a także azot, fosfor, siarkę. Ponadto można uwzględnić prawie wszystkie elementy.

węglowodory- substancje składające się z dwóch pierwiastków: węgla i wodoru.

Metan (nazywany również bagnem, gazem kopalnianym, ponieważ powstaje podczas rozkładu pozostałości organicznych na dnie bagien, a także jest uwalniany z pokładów węgla w kopalniach). Składa się z jednego atomu węgla połączonego wiązaniami kowalencyjnymi z czterema atomami wodoru. Wzór cząsteczkowy CH 4 . Wzór strukturalny pokazuje kolejność wiązań atomów w cząsteczce:
h
ja
H-C-H
ja
h

Aby poprawnie skomponować wzory strukturalne substancji organicznych, trzeba o tym pamiętać atomy węgla tworzą po 4 wiązania, przedstawiony za pomocą kresek (tj. wartościowość węgla przez liczbę wiązań wynosi cztery. W chemii organicznej najczęściej używa się wartościowości liczby wiązań).

W klasach 10-11 bada się, czy cząsteczka metanu ma kształt trójkątnej piramidy - czworościanu, jak słynne piramidy egipskie.

Etylen C 2 H 4 składa się z dwóch atomów węgla połączonych podwójnym wiązaniem:

Kąt między wiązaniami wynosi 120º (pary elektronów tworzące wiązanie odpychają się i znajdują się w maksymalnej odległości od siebie).

Acetylen C 2 H 2 zawiera potrójne wiązanie:
H–C ≡ C–H

Jako przykład natleniony substancje organiczne można nazwać alkoholem metylowym (drewno) CH 3 OH (nazwa systematyczna metanol),

alkohol etylowy C 2 H 5 OH (etanol),

kwas octowy CH 3 COOH

(reszta kwasowa kwasu octowego CH 3 COO - zwykle znajduje się w dolnym wierszu tabeli rozpuszczalności, więc jeśli zapomnisz wzoru, weź tabelę rozpuszczalności - powinna być na egzaminie - i dodaj wodór do reszty kwasu)

Przyczyny wielu różnych substancji. Dzięki istnieniu ponad 100 rodzajów atomów i ich zdolności łączenia się ze sobą w różnych ilościach i sekwencjach powstały miliony substancji. Wśród nich są substancje pochodzenia naturalnego. Są to woda, tlen, olej, skrobia, sacharoza i wiele innych.

Dzięki postępowi w chemii możliwe stało się tworzenie nowych substancji nawet o z góry określonych właściwościach. Takie substancje są również Tobie znane. To polietylen, zdecydowana większość leków, sztuczna guma – główna substancja w składzie gumy, z której powstają opony rowerowe i samochodowe. Ponieważ substancji jest bardzo dużo, trzeba było je jakoś podzielić na odrębne grupy.

Substancje dzielą się na dwie grupy - prostą i złożoną.

proste substancje. Istnieją substancje, w których tworzeniu biorą udział atomy tylko jednego typu, czyli jednego pierwiastka chemicznego. Skorzystajmy z tabeli referencyjnej. 4 (patrz s. 39) i rozważ przykłady. Z podanych w nim atomów pierwiastka chemicznego aluminium powstaje prosta substancja aluminium. Ta substancja zawiera tylko atomy glinu. Podobnie jak aluminium, prosta substancja żelazo powstaje tylko z atomów jednego pierwiastka chemicznego - żelaza. Należy pamiętać, że nazwy substancji są zwykle pisane małą literą, a pierwiastki chemiczne - wielką literą.

Substancje utworzone przez atomy tylko jednego pierwiastka chemicznego nazywane są prostymi.

Tlen jest również prostą substancją. Jednak ta prosta substancja różni się od aluminium i żelaza tym, że atomy tlenu, z których jest utworzona, są połączone dwoma w jednej cząsteczce. Główną substancją w składzie Słońca jest wodór. Jest to prosta substancja, której cząsteczki składają się z dwóch atomów wodoru.

Proste substancje składają się z atomów lub cząsteczek. Cząsteczki prostych substancji utworzone z dwóch lub więcej atomów jednego pierwiastka chemicznego.

Substancje złożone. Istnieją setki substancji prostych, a złożonych są miliony. Składają się z atomów różnych pierwiastków. Rzeczywiście, cząsteczka złożonej substancji wody zawiera atomy wodoru i tlenu. Metan składa się z atomów wodoru i węgla. Zauważ, że cząsteczki obu substancji zawierają atomy wodoru. Cząsteczka wody ma jeden atom tlenu, ale cząsteczka metanu ma jeden atom węgla.

Tak mała różnica w składzie cząsteczek i tak duża różnica we właściwościach! Metan jest substancją palną, woda nie pali się i służy do gaszenia pożarów.

Kolejny podział substancji na grupy to podział na substancje organiczne i nieorganiczne.

materia organiczna. Nazwa tej grupy substancji pochodzi od słowa organizm i odnosi się do złożonych substancji, które po raz pierwszy zostały uzyskane z organizmów.

Obecnie znanych jest ponad 10 milionów substancji organicznych i nie wszystkie z nich są pochodzenia naturalnego. Przykładami substancji organicznych są białka, tłuszcze, węglowodany, które są bogate w żywność (ryc. 20).

Wiele substancji organicznych zostało stworzonych przez człowieka w laboratoriach. Ale sama nazwa „materia organiczna” została zachowana. Teraz rozciąga się na prawie wszystkie złożone substancje zawierające atomy węgla.

Substancje organiczne to złożone substancje, których cząsteczki zawierają atomy węgla.

substancje nieorganiczne. Pozostałe złożone substancje, które nie są związane z organicznymi, nazywane są substancjami nieorganicznymi. Wszystkie proste substancje są nieorganiczne. Substancje nieorganiczne to dwutlenek węgla, soda oczyszczona i kilka innych.

W ciałach natury nieożywionej przeważają substancje nieorganiczne, w ciałach natury żywej większość substancji jest organiczna. Na ryc. 21 przedstawia ciała natury nieożywionej i ciała stworzone przez człowieka. Powstają one albo z substancji nieorganicznych (ryc. 21, a-d), albo z substancji organicznych pochodzenia naturalnego sztucznie wytworzonych przez człowieka (ryc. 21, d-f).

Jedna cząsteczka sacharozy składa się z 12 atomów węgla, 22 atomów wodoru, 11 atomów tlenu. Skład jego cząsteczki oznaczono oznaczeniem C12H22O11. Po spaleniu, zwęgleniu) sacharoza zmienia kolor na czarny. Dzieje się tak, ponieważ cząsteczka sacharozy rozkłada się na prostą substancję węgiel (ma czarny kolor) i złożoną substancję wodę.

Bądź konserwatorem

Materiały organiczne (polietylen) są używane do produkcji różnych materiałów opakowaniowych, takich jak butelki na wodę, torby i jednorazowa zastawa stołowa. Są mocne, lekkie, ale w przyrodzie nie ulegają zniszczeniu, przez co zanieczyszczają środowisko. Szczególnie szkodliwe jest spalanie tych produktów, ponieważ podczas ich spalania powstają toksyczne substancje.

Chroń przyrodę przed takimi zanieczyszczeniami - wrzucaj je do ognia plastikowych produktów, zbieraj w specjalnie wyznaczonych miejscach. Poradź swoim bliskim i przyjaciołom, aby korzystali z biopakietów Bioware, które rozkładają się z biegiem czasu, nie szkodząc przyrodzie.