Основными элементами органических веществ являются. Предмет органической химии. Особенности органических соединений. Источники органических веществ. Значение органических веществ

Практическая работа

Педагогика и дидактика

Именно этому акту органическая химия обязана своим названием Органические соединения органические вещества класс химических соединений в состав которых входит углерод за исключением карбидов угольной кислоты карбонатов оксидов углерода и цианидов Соединения углерода выделенные из живых организмов назвали органическими веществами....

§ 1. Предмет органической химии. Особенности органических соединений. Источники органических веществ. Значение органических веществ.

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ изучает соединения углерода с другими элементами (так например, органические соединения) и законы их превращений.
ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ – раздел химической науки, изучающий углеводороды – вещества, содержащие углерод и водород, а также различные производные этих соединений, включающие атомы кислорода, азота и галогенов. Все такие соединения называют органическими.
Органическая химия изучает соединения, основу которых составляют атомы углерода, связанные между собой и многими элементами периодической системы простыми и кратными связями, способные образовывать линейные и разветвленные цепи, циклы, полициклы и др.
Органи́ческая хи́мия — раздел химии, изучающий соединения углерода, их структуру, свойства, методы синтеза. Органическими называют соединения углерода с другими элементами. Наибольшее количество соединений углерод образует с так называемыми элементами-органогенами: H, N, O, S, P. На заре органической химии предметом изучения были преимущественно субстанции биологического происхождения. Именно этому акту органическая химия обязана своим названием

Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений , в состав которых входит углерод (за исключением карбидов , угольной кислоты , карбонатов , оксидов углерода и цианидов )

Соединения углерода, выделенные из живых организмов, назвали органическими веществами. В организмах животных и растений содержится очень много органических веществ выполняющих разные функции.

Название органические вещества появилось на ранней стадии развития химии во время господства виталистических воззрений , продолжавших традицию Аристотеля и Плиния Старшего о разделении мира на живое и неживое. Вещества при этом разделялись на минеральные — принадлежащие царству минералов , и органические — принадлежащие царствам животных и растений.
Количество известных органических соединений составляет почти 27 млн.Не все соединения углерода относят к органическим потому, что так сложилось исторически. Граница между органическими и неорганическими соединениями условна. Так, тетрахлорметан ССl 4 можно рассматривать и как производное метана СH 4 , и как соединение углерода с хлором, то есть и как органическое, и как неорганическое вещество. Даже углекислый газ СО 2 - типичное неорганическое соединение - можно считать производным метана, в котором 4 атома водорода заменены на два атома кислорода.
Критерием деления соединений на неорганические и органические служит их элементный состав. К органическим соединениям относятся вещества, содержащие в своем составе углерод, например:

Органические соединения отличаются от неорганических рядом характерных особенностей:

• Почти все органические вещества горят или легко разрушаются при нагревании с окислителями, выделяя СО 2 (по этому признаку можно установить принадлежность вещества к органическим соединениям);
• В молекулах органических веществ углерод может быть соединен почти с любым элементом Периодической системы;
• Органические соединения могут содержать последовательность атомов углерода. соединенных в цепи;
• Реакции органических соединений протекают медленнее и в большинстве случаев не доходят до конца;
• Среди органических соединений широко распространенно явление изомерии;
• Органические соединения имеют более низкие температуры фазовых переходов (t ° плавления, t ° кипения)
  Первые органические вещества , с которыми познакомился человек, были выделены из растительных и животных организмов или из продуктов их жизнедеятельности. Каждый растительный или животный организм представляет собой своеобразную химическую лабораторию, в которой протекает множество сложнейших реакций , приводящих к образованию огромного числа органических веществ , как весьма простых (например, метан , муравьиная, щавелевая кислоты и т. п.), так и самых сложных (например, алкалоиды , стероиды , белки ). Важнейшим источником органических соединений является нефть. Она представляет собой смесь органических веществ, главным образом углеводородов различных классов.
  Органические вещества, их классификация

В IX – Xвв. арабским алхимиком Абу Бакр ар-Рази, который занимался алхимией и медициной, была предложена классификация веществ по происхождению. В "Книге тайн" ученый разделил все вещества на минеральные, растительные и животные. Этой классификации ученые разных стран придерживались почти тысячу лет.

В конце XVIII - начале XIX в. в науке господствовало учение "витализм" (все вещества живой природы могут образовываться в живых организмах под действием "жизненной силы"). Благодаря этому учению изучение строения и свойств растительных животных веществ выделилось в отдельный раздел химии, который шведский химик Йенс Якоб Берцелиус назвал органической химией , а предмет его изучения – органическими соединениями.

В XIX в. ученым удалось осуществить синтез органических веществ из неорганических вне живых организмов. С этого момента начинается бурное развитие органической химии.

В 1824 г. ученик Берцелиуса немецкий ученый Ф. Вёлер синтезировал щавелевую кислоту – вещество растительного происхождения – из неорганического вещества – газа дициана (CN)2.

В 1828 г. Вёлер провел второй синтез: нагревая неорганическое вещество цианат аммония NH4OCN, он получил органическое вещество – продуют жизнедеятельности животного организма – мочевину (NH2)2CO.
В 1845 г. немецкий химик Г. Кольбе синтезировал из неорганических веществ уксусную кислоту.
В 1854 г. французский химик М. Бертло синтезировал жир.
В 1861 г. русскому химику А.М. Бутлерову удалось синтезировать сахаристое вещество.

Синтезы органических веществ в лабораторных условиях ускорили развитие органической химии, ученые стали экспериментировать и изучать вещества, которые не встречаются в природе, но соответствуют признакам органических веществ. Это пластмассы, синтетические и волокна, лаки, краски, растворители, лекарства.

По происхождению эти вещества не являются органическими. Таким образом, группа органических веществ существенно расширилась, а старое название сохранилось. В современном понимании органические вещества - не те, которые получаются в организмах или под их действием, а те, которые соответствуют признакам органических веществ. Все органические вещества (по происхождению) можно разделить на природные, искусственные и синтетические.

Значение органических веществ для жизни человечества чрезвычайно велико. Органические вещества и органическая химия являются основой многих сфер деятельности человека:

1. топливная промышленность;
2. производство красящих веществ;
3. производство взрывчатых веществ;
4. производство лекарственных средств;
5. удобрения, стимуляторы роста, средства для борьбы с вредителями, используемые в сельском хзяйстве;
6. производство продовольственных товаров;
7. производство промышленных товаров и т.д.

Значение органической химии

Органическая химия имеет исключительно важное научное и практическое значение. Объектом её исследований в настоящее время являются более 20 млн. соединений. Поэтому органическая химия стала крупнейшим и наиболее важным разделом современной химии.

What is Organic Chemistry? / Что такое органическая химия? (текст на английском с переводом, звук)

Organic chemistry is the study of compounds containing carbon.
Органическая химия - это наука, занимающаяся изучением химических соединений, содержащих углерод.

It is called "organic" because scientists used to think that these compounds were found only in living things or fossils.
Ее называют "органической" потому, что ученые в свое время полагали, что эти соединения обнаруживаются только в живых существах или их окаменелостях.

However, vast numbers of different carbon-containing compounds can now be produced artificially in laboratories and factories, for use in industry.
Однако в настоящее время можно искусственно производить в лабораториях и на заводах для нужд промышленности большое количество различных соединений, содержащих углерод.

For example, drugs, plastics, and pesticides are all synthetic organic substances.
Например, лекарства, пластмассовые изделия и пестициды - все это синтетические органические вещества.

About 4.5 million of the 5 million compounds known today contain carbon.
Около 4,5 миллионов соединений из известных в настоящее время 5 миллионов содержат углерод.

Словарик к тексту

artificially - искусственно

Call (called; called) - называть
carbon-containing - углеродсодержащий
chemistry - химия
compound - состав; соединение
contain (contained; contained) - содержать в себе, включать

Drug - медикамент, лекарство

Factory - завод, фабрика, предприятие
fossil - ископаемое, окаменелость

Industry - индустрия, промышленность

Laboratory - лаборатория

Organic - органический

Pesticide - пестицид, ядохимикат
plastic - пластмасса
produce (produced; produced) - производить; вырабатывать

Scientist - учёный
substance - вещество
synthetic - синтетический

Vast - огромный, обширный, громадный

PAGE \* MERGEFORMAT 4

План.

Функции органического вещества. Значение

Источники гумуса, их химический состав

Структура органического вещества. Состав и свойства гумуса

Процессы превращения органических остатков в почве

Гумусное состояние почв и приемы его регулирования

1. Функции органического вещества. Значение

Органическое вещество (ОВ) почвы составляет примерно 10 % от объема твердой фазы. Однако, несмотря на незначительную долю, оно играет практически ключевую роль в почвенных процессах и плодородии.

Основные функции:

Источник энергии для микроорганизмов и растений

ОВ увеличивает рыхлость почвы, водопрочность агрегатов, уменьшает плотность почвы (роль гуминовой кислоты)

ОВ улучшает усвоение растениями питательных минеральных соединений

ОВ повышает влагоемкость, поглотительную способность, буферность

ОВ повышает связность легких почв и уменьшает связность тяжелых

ОВ влияет на биологическую активность

Санитарно-защитная: ОВ ускоряет детоксикацию (разложение) пестицидов

На почвах с большим содержанием гумуса растения лучше переносят избыток минеральных удобрений

2. Источники органического вещества и гумуса

К основным источникам относят:

Опад зеленых растений (наземный и подземный - корневой)

Биомасса микроорганизмов

Биомасса беспозвоночных

Поступление органических остатков – процесс привноса органического вещества на поверхность почвы или в почву в виде свежих отмерших растительных и животных остатков, экскрементов животных, органических удобрений.

Интенсивность и характер процесса зависит от климата, рельефа и главным образом от функционирования структуры биогеоценоза или агроценоза.

Поверхностное поступление органических остатков, как правило, преобладает в лесных экосистемах.

Здесь основная биомасса сосредоточена в надземном ярусе. Корневой опад в 3-5 раз меньше, чем надземный. В составе микроорганизмов преобладают грибы.

Внутрипрофильное поступление органических остатков преобладает в травянистых экосистемах, в т.ч. степи.

Основная часть биомассы сосредоточена в минеральной толще почвы. Корневой опад в 3-6 раз превышает наземный. В составе микроорганизмов преобладают бактерии.

В агроценозах органические остатки поступают в виде:

корневых систем культурных растений, пожнивных остатков, соломы

сидератов (зеленых удобрений)

органических удобрений (основной источник навоз), при этом 50 % фитомассы отчуждается с урожаем.

Важнейшими факторами являются количество, качественный состав опада и обогащение его элементами питания, азотом, биофильными элементами.

Химический состав органических остатков

Химический состав представлен различными по устойчивости к микробиологическому воздействию классами сложными органическими соединениями.

Сухое вещество представлено:

углеводы (целлюлоза, гемицеллюлоза)

воска и смолы

дубильные вещества

различные пигменты

ферменты и витамины

Элементный состав:

С, H, O, N (на них приходится 90-99 %)

зольные элементы (1-10 %) – Ca, K, Si, P, Mg

Минимальная зольность характерна для древесных остатков. Максимальная зольность для травянистых остатков.

3. Структура органического вещества. Состав и свойства гумуса

Всю совокупность органических соединений углерода, присутствующих в почве, называют органическим веществом. Это органические остатки (ткани растений и животных, частично сохранившие исходное анатомическое строение), продукты трансформации и распада, органические соединения специфической и неспецифической природы.

Гумусом называют сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификации органических остатков и продуктов жизнедеятельности живых организмов.

Набор органических веществ в почве очень велик. Содержание отдельных соединений меняется от целых процентов до следовых количеств. Однако ни перечень соединений, ни их соотношение в разных почвах нельзя считать случайными.

Состав органической части почвы закономерно обусловлен факторами почвообразования. По мнению В.М.Пономаревой (1964), типы почвообразования являются синонимами общего цикла превращения органических остатков растений (типов гумусообразования). Остановимся на характеристике органических соединений неспецифической и специфической природы.

Неспецифические органические соединения – это соединения, синтезируемые живыми организмами и поступающие в почву после их отмирания. Значит, источником неспецифических соединений служат растительные и животные остатки. Химический состав различных органических остатков имеет общие черты. Преобладают углеводы, лигнин, белки, липиды.

Углеводы являются важнейшим источником углерода и энергии для почвенных микроорганизмов, стимулируют развитие корневых систем.

Они представлены следующими соединениями:

Моносахариды – содержатся в микроколичествах (от десятых долей до единиц процентов состава растений) и быстро утилизируются микроорганизмами;

Олигосахариды (сахароза, лактоза) – до 5-7% состава растений, трансформируются медленно;

Полисахариды (целлюлоза – до 40%, крахмал – единицы процентов, пектиновые вещества – до 10% и др.) – наиболее устойчивы к разложению.

По данным Л.А.Гришиной (1986), запасы моно- и олигосахаридов в надземной массе фитоценозов тундры составляют 9-50г/м2, хвойных лесов -500-1000, степей – 11-17 г/м2. Запасы целлюлозы в тундровых сообществах достигают 26-119 г/м2, хвойных лесах -8,5 – 9,5, разнотравно-злаковых лугах -115, зерновых агроценозах -75-100 г/м2. Моно- и олигосахаридов в корнях тундровых сообществ накапливается больше, чем в надземной массе. В корнях травянистых растений степей их примерно столько же, сколько в надземных органах. Наибольшее количество целлюлозы отмечается в корнях хвойных лесов (более 2,5 кг/м2).

Белки, полипептиды, аминокислоты, аминосахара, нуклеиновые кислоты и их производные, хлорофилл, амины – важнейшие неспецифические азотсодержащие вещества. Белки составляют 90% этой группы веществ и имеют следующее значение:

Потребляются микроорганизмами;

Подвергаются быстрому разложению до пептидов или аминокислот;

Минерализуются до воды и аммиака;

Совместно с пептидами и аминокислотами входят в состав гуминовых веществ.

Специфические органические соединения углерода представлены гумусовыми кислотами (гуминовые и фульвокислоты), прогуминовыми веществами и гумином. Прогуминовые вещества – «молодые» гуминоподобные продукты распада органических остатков слабо изучены. Гумин – нерастворимые органические соединения, прочно связанные с минеральной частью почвы. Изучены недостаточно, но имеют значение в формировании структурных агрегатов почвы.

Подробнее остановимся на характеристике гумусовых кислот, поскольку их формирование, количество и состав определяются экологическими условиями почвообразования.

Атомы углерода в гуминовых кислотах составляют 36-43% от общего числа атомов в молекуле. Это свидетельствует о значительной замещенности ароматических колец иразвитии боковых алифатических цепей. Фульвокислоты содержат значительно меньше углерода.

В зональном ряду почв отмечается увеличение содержания углерода в гуминовых кислотах черноземов. В подзолистых, дерново-подзолистых, бурых лесных и буроземах формируются наименее обуглероженные гуминовые кислоты. В фульвокислотах черноземов, каштановых почв наблюдается уменьшение содержания углерода, а у подзолистых почв и красноземов – увеличение. Пониженную обуглероженность фульвокислот черноземов и повышенную дерново-подзолистых почв Д.С.Орлов объясняет особенностями микробиологической деятельности этих почв.

Высокая биологическая активность черноземов способствует отщеплению боковых цепей от молекул гуминовых кислот (обуглироживанию) и накоплению наиболее устойчивых продуктов. Фульвокислоты, являясь доступной для микробов группой почвенного гумуса, быстро используются микроорганизмами и обновляются. В результате доля фульвокислот в составе гумуса снижается, а сами фульвокислоты, будучи молодыми, оказываются менее обуглероженными. В подзолистых почвах фульвокислоты накапливаются в больших количествах и в более сложных формах, обогащенных углеродом.

Этому благоприятствуют условия для их сохранения, поскольку при пониженной биологической активности гуминовые кислоты отличаются хорошо выраженными периферическими и алифатическими цепями и легко используются микроорганизмами.

Таким образом, процессы трансформации органического вещества обусловливают в черноземах резкую дифференциацию гумусовых кислот, а в подзолистых и дерново-подзолистых почвах – относительное сближение состава гуминовых и фульвокислот.

По степени подвижности выделяют две фракции органического вещества: легкоминерализуемая (ЛМОВ) и стабильная (Сстаб. гумус). ЛМОВ служит одновременно источником синтеза гумуса и источником формирования минерализационного потока углерода в атмосферу; рассматривается как сумма лабильного (ЛОВ) и подвижного (ПОВ) органического вещества.

Компонентами ЛОВ являются растительные и животные остатки, микробная биомасса, корневые выделения; ПОВ – органические продукты растительных остатков и гумуса, легко переходящие в растворимую форму. Стабильный гумус – устойчивое к разложению органическое вещество.

Разделение органического вещества по степени подвижности необходимо не только для изучения теоретических вопросов, но и практики земледелия. Дефицит легкоминерализуемого органического вещества в почвах определяет ухудшение питательного режима и структурного состояния почв. Поэтому задача земледельца заключается в поддержании в почве определенного количества легкоминерализуемого органического вещества.

В.В.Чупровой (1997), установлено, что запашка 8 т/га пожнивно-корневых остатков люцерны или 12т/га фитомассы донникового сидерата в пахотный слой выщелоченного чернозема обеспечивает положительный баланс углерода и азота в почве и существенную прибавку урожайности культур в севообороте.

Следовательно, увеличивая и поддерживая на определенном уровне количество легкоминерализуемых веществ, можно повышать потенциал почвенного плодородия, в том числе и эффективного.

ЛЕКЦИЯ

Минеральные и органические соединения углерода в почве.

В почвах образуется и встречаются соединения углерода всех степеней окисления – от наиболее восстановленной СН 4 , до наиболее окисленной – СО 2 .

Диоксид углерода, угольная кислота и карбонаты

СО 2 и продуцируется во всех почвах на протяжении всего вегетационного периода. Для почв со сравнительно стабильным содержанием гумуса количество образующегося и выделяемого в атмосферу СО 2 примерно соответствует (в перерасчете на углерод) количеству поступающих в почву растительных остатков. Если количество углерода в органических остатках больше количества углерода, выделяемого в виде СО 2 , то неизбежно прогрессирующее накопление запасов органического вещества в почве; если соотношение обратное, то преобладает минерализация гумуса и его содержание в почве постепенно падает. Именно растительный опад и минерализация органического вещества определяют баланс углерода в почвах.

При растворении СО 2 в воде часть его расходуется на образование угольной кислоты по реакции:

СО 2 + Н 2 О ↔ Н 2 СО 3

Преобладающая в почвах соль угольной кислоты – СаСО 3 , кальцит. Другие минералы того же химического состава – арагонит и люблинит – имеют ограниченное распространение. Значительно ниже в почвах содержание МgСО 3 , причем преобладающей его формой является минерал несквегонит МgСО 3 ·3 Н 2 О.

Натриевые соли угольной кислоты встречаются в заметных количествах только а содово-засоленных почвах (Na 2 CO 3 ·10 H 2 O, Na 2 CO 3 · NaHCO 3 ·2 H 2 O, NaHCO 3 .

Карбонат-ион является одним из важнейших компонентов, определяющим формы соединений в почвах многих макро- и микроэлементов. Растворимость большинства карбонатов (за исключением карбонатов щелочных металлов) мала. Щелочность почв в большинстве случаев обусловлена присутствующими в них карбонатами. По способу проявления можно различить актуальную и потенциальную щелочность. Актуальная щелочность характеризует почвенный раствор, потенциальная – появляется только в результате различных воздействий на почвы.

Метан

Образование метана происходит в резко восстановительных условиях по реакции:

Бактерии

СО 2 + 4Н 2 → СН 4 + 2 Н 2 О

Такой процесс происходит в почве при развитии анаэробных условий и полного превращения доступных микроорганизмам соединений Fe 3+ в соединения Fe 2+ . При этом обычно несколько повышается рН почвы за счет связывания СО 2 метанообразующими бактериями.

Растворимость метана в воде невелика – при обычных температурах порядка 2-5 мг в 100мл, и образующийся в болотных условиях газ выделяется в атмосферу. В значительных количествах метан может присутствовать только в почвенном воздухе заболоченных почв.

В природной обстановке в почвах формируются и другие углеводороды, например этан С 2 Н 6 , этилен СН 2 =СН 2 и др. Этилен также образуется в переувлажненных (преимущественно затопленных) почвах.

Кроме простейших углеводородов-газов, в почвах образуются и накапливаются углеводороды с длиной цепи С 16 -С 33 и их производные (спирты, кислоты, эфиры). Эти углеводороды при анализе почв попадают в группу липидов, в больших количествах они участвуют в построении гумусовых кислот.

Органические вещества и их значение

Среди разнообразных соединений углерода наибольшую роль в почвообразовании и плодородии почв играют органические вещества. Всю совокупность органических соединений, присутствующих в почвах, называют органическим веществом почвы .. Это понятие включает как органические остатки (ткани растений и животных, частично сохранившие исходное анатомическое строение), так и отдельные органические соединения специфической и неспецифической природы.

Роль органических соединений настолько велика, что занимает одно из центральных мест в теоретическом и прикладном почвоведении. Регулирование гумусового состояния используемых почв становится столь же важной, как оптимизация кислотности и водного режима почв., мелиорация почв засоленного ряда или регулирование окислительно-восстановительных режимов переувлажненных почв.

Значение органических веществ. Содержание, запасы и состав гумуса относятся к числу важнейших показателей, от уровня которых зависят практически все ценные свойства почвы.

1. особое значение представляет способность гумуса снимать отрицательное действие на растение высоких и сверхвысоких доз минеральных удобрений;

2. обогащенные гумусом почвы обладают повышенной устойчивостью водно-пищевого режима для растений по отношению к внешним факторам, что повышает устойчивость земледелия;

3. оптимальное содержание гумуса обеспечивает ценную структуру и благоприятный водно-воздушный режим почв;

4. оптимальное содержание гумуса улучшает прогреваемость почв;

5. с гумусом связаны важнейшие физико-химические показатели почв, в том числе высокая емкость катионного обмена;

6. от качества и уровня содержания гумуса зависят кислотность и развитие восстановительных процессов.

Главные причины потери гумуса почвами:

1. уменьшение количества растительных остатков, поступающих в почву, при смене естественного биоценоза;

2. усиление минерализации органического вещества в результате интенсивной обработки и повышения степени аэрации почв;

3. разложение и биодеградация гумуса под влиянием кислых удобрений и активизации микрофлоры за счет вносимых удобрений;

4. усиление минерализации в результате осушительных мероприятий переувлажненных почв;

5. усиление минерализации гумуса орошаемых почв в первые годы орошения;

6. эрозионные потери гумуса, в результате которых содержание гумуса снижается до тех пор, пока не остановится эрозия. Скорость абсолютных потерь может постепенно снижаться, поскольку в сильноэродированных почвах смыву подвергаются менее гумусированные горизонты.

Органическая часть почвы рассматривается отдельно от неорганической части и живых организмов. Это не означает, что органические и неорганические компоненты существуют в почве раздельно. Более того, преобладающая часть гумусовых веществ связана в почве с катионами металлов, оксидами, гидроксидами или силикатами, образуя различные органоминеральные соединения (ОМС), построенные по типу простых солей, комплексных солей или адсорбционных комплексов.

Как известно, все вещества могут быть поделены на две большие категории - минеральные и органические. Можно привести большое количество примеров неорганических, или минеральных, веществ: соль, сода, калий. Но какие типы соединений попадают во вторую категорию? Органические вещества представлены в любом живом организме.

Белки

Важнейшим примером органических веществ являются белки. В их состав входит азот, водород и кислород. Помимо них, иногда в некоторых белках также можно обнаружить атомы серы.

Белки являются одними из важнейших органических соединений, и они наиболее часто встречаются в природе. В отличие от других соединений, белкам свойственны некоторые характерные черты. Главное их свойство - это огромная молекулярная масса. Например, молекулярный вес атома спирта составляет 46, бензола - 78, а гемоглобина - 152 000. По сравнению с молекулами других веществ, белки являются настоящими великанами, содержащими в себе тысячи атомов. Иногда биологи называют их макромолекулами.

Белки являются самыми сложными из всех органических строений. Они относятся к классу полимеров. Если рассмотреть молекулу полимера под микроскопом, то можно увидеть, что она представляет собой цепь, состоящую из более простых структур. Они носят название мономеров и повторяются в полимерах множество раз.

Помимо белков существует большое количество полимеров - каучук, целлюлоза, а также обычный крахмал. Также немало полимеров создано и руками человека - капрон, лавсан, полиэтилен.

Образование белка

Как же образуются белки? Они представляют собой пример органических веществ, состав которых в живых организмах определяется генетическим кодом. При их синтезе в подавляющем большинстве случаев используются различные комбинации

Также новые аминокислоты могут образовываться уже когда белок начинает функционировать в клетке. При этом в нем встречаются только альфа-аминокислоты. Первичная структура описываемого вещества определяется последовательностью остатков аминокислотных соединений. И в большинстве случаев полипептидная цепь при образовании белка закручивается в спираль, витки которой располагаются тесно друг к другу. В результате образования водородных соединений она имеет достаточно прочную структуру.

Жиры

Другим примером органических веществ могут послужить жиры. Человеку известно немало видов жиров: сливочное масло, говяжий и рыбий жир, растительные масла. В больших количествах жиры образуются в семенах растений. Если очищенную семечку подсолнечника положить на лист бумаги и придавить, то на листе останется маслянистое пятно.

Углеводы

Не менее важными в живой природе являются углеводы. Они содержатся во всех органах растений. К классу углеводов относится сахар, крахмал, а также клетчатка. Богаты ими клубни картофеля, плоды банана. Очень легко обнаружить крахмал в картофеле. При реакции с йодом этот углевод окрашивается в синий цвет. В этом можно убедиться, если капнуть на срез картофелины немного йода.

Также несложно обнаружить и сахара - они все имеют сладкий вкус. Много углеводов этого класса содержится в плодах винограда, арбузов, дыни, яблони. Они представляют собой примеры органических веществ, которые также производятся в искусственных условиях. Например, из сахарного тростника добывается сахар.

А как образуются углеводы в природе? Самым простым примером является процесс фотосинтеза. Углеводы представляют собой органические вещества, в которых содержится цепь из нескольких углеродных атомов. Также в их состав входит несколько гидроксильных групп. В процессе фотосинтеза сахар неорганических веществ образуется из оксида углерода и серы.

Клетчатка

Еще одним примером органических веществ является клетчатка. Больше всего ее содержится в семенах хлопка, а также стеблях растений и их листьях. Клетчатка состоит их линейных полимеров, ее молекулярная масса составляет от 500 тысяч до 2 млн.

В чистом виде она представляет собой вещество, у которого отсутствует запах, вкус и цвет. Применяется оно при изготовлении фотопленки, целлофана, взрывчатки. В организме человека клетчатка не усваивается, однако является необходимой частью рациона, поскольку стимулирует работу желудка и кишечника.

Вещества органические и неорганические

Можно привести немало примеров образования органических и неорганических веществ. Вторые всегда происходят из минералов - неживых природных тел, которые образуются в глубинах земли. Они входят и в состав различных горных пород.

В естественных условиях неорганические вещества образуются в процессе разрушения минералов либо органических веществ. С другой стороны, из минералов постоянно образуются вещества органические. Например, растения поглощают воду с растворенными в ней соединениями, которые в дальнейшем переходят из одной категории в другую. Живые организмы используют для питания главным образом органические вещества.

Причины разнообразия

Нередко школьникам или студентам нужно ответить на вопрос о том, в чем заключаются причины многообразия органических веществ. Главный фактор состоит в том, что атомы углерода соединяются между собой при помощи двух типов связей - простых и кратных. Также они могут образовывать цепи. Еще одной причиной является разнообразие различных химических элементов, которые входят в органические вещества. Кроме того, многообразие обусловлено и аллотропией - явлением существования одного и того же элемента в различных соединениях.

А как образуются неорганические вещества? Природные и синтетические органические вещества и их примеры изучаются как в старших классах школы, так и в профилированных высших учебных заведениях. Образование неорганических веществ - это не такой сложный процесс, как образование белков или углеводов. Например, соду с незапамятных времен люди добывали из содовых озер. В 1791 году ученый-химик Николя Леблан предложил синтезировать ее в лабораторных условиях с использованием мела, соли, а также серной кислоты. Когда-то всем привычная сегодня сода была достаточно недешевым продуктом. Для проведения опыта было необходимо прокалить поваренную соль вместе с кислотой, а затем образовавшийся сульфат прокалить вместе с известняком и древесным углем.

Другим примером неорганических веществ является марганцовка, или перманганат калия. Это вещество получают в промышленных условиях. Процесс образования заключается в электролизе раствора гидроксида калия и марганцевого анода. При этом анод постепенно растворяется с образованием раствора фиолетового цвета - это и есть всем известная марганцовка.