- الاختلافات الرئيسية بين المركبات العضوية وغير العضوية
- يتم الحصول على المركبات غير العضوية من مصادر طبيعية أكثر وفرة من المركبات غير العضوية
- عادة ما تكون البلورات غير العضوية أيونية بينما تميل البلورات العضوية إلى أن تكون جزيئية
- نوع الرابطة التي تحكم المركبات العضوية تساهمية
- في المركبات العضوية ، تسود الروابط التساهمية بين ذرات الكربون
- تميل المركبات العضوية إلى أن يكون لها كتل مولية أكبر
- المركبات العضوية أكثر وفرة من حيث العدد
- المركبات غير العضوية هي عنصرًا أكثر تنوعًا
- تحتوي المركبات غير العضوية على نقاط انصهار وغليان أعلى
- المركبات العضوية نادرة في الكون
- تدعم المركبات العضوية الحياة بدرجة أكبر بكثير من المركبات غير العضوية
- المراجع
و الخلافات بين المركبات العضوية وغير العضوية هي ليست دائما بسيطة، كما أنها لا تطيع قاعدة ثابتة، لأن عندما يتعلق الأمر الكيمياء هناك عدد لا يحصى من الاستثناءات التي تتعارض أو سؤال المعرفة السابقة. ومع ذلك ، هناك خصائص تجعل من الممكن التمييز بين العديد من المركبات أي منها غير عضوي أم لا.
بحكم التعريف ، الكيمياء العضوية هي الدراسة التي تشمل جميع فروع كيمياء الكربون ؛ لذلك ، من المنطقي الاعتقاد بأن هياكلها العظمية مكونة من ذرات الكربون. في المقابل ، تتكون الهياكل العظمية غير العضوية (بدون دخول البوليمرات) عادة من أي عنصر آخر في الجدول الدوري غير الكربون.
الكائنات الحية ، بجميع مقاييسها وتعبيراتها ، مصنوعة عمليًا من الكربون والذرات غير المتجانسة الأخرى (H ، O ، N ، P ، S ، إلخ). لذا فإن كل المساحات الخضراء التي تبطن قشرة الأرض ، وكذلك الكائنات التي تمشي عليها ، هي أمثلة حية لمركبات عضوية معقدة ومتداخلة ديناميكيًا.
من ناحية أخرى ، عند حفر الأرض وفي الجبال نجد أجسامًا معدنية غنية بالتركيب والأشكال الهندسية ، ومعظمها مركبات غير عضوية. يحدد الأخير أيضًا بشكل شبه كامل الغلاف الجوي الذي نتنفسه ، والمحيطات والأنهار والبحيرات.
الاختلافات الرئيسية بين المركبات العضوية وغير العضوية
| مركبات العضوية | مركبات غير عضوية |
|---|---|
| تحتوي على ذرات الكربون | تتكون من عناصر أخرى غير الكربون |
| هم جزء من الكائنات الحية | هم جزء من كائنات خاملة |
| هم أقل وفرة في المصادر الطبيعية | هم أكثر وفرة في المصادر الطبيعية |
| عادة ما تكون جزيئية | عادة ما تكون أيونية |
| روابط تساهمية | الرابطة الأيونية |
| كتل مولية أكبر | الكتل المولية السفلية |
| هم أقل تنوعا | هم عناصر أكثر تنوعًا |
| انخفاض نقاط الانصهار والغليان | نقاط انصهار وغليان أعلى |
يتم الحصول على المركبات غير العضوية من مصادر طبيعية أكثر وفرة من المركبات غير العضوية
بلورات السكر (يمين) والملح (يسار) تُرى تحت المجهر. المصدر: أوليغ بانيشيف
على الرغم من وجود استثناءات ، يتم الحصول على المركبات غير العضوية بشكل عام من مصادر طبيعية أكثر وفرة من تلك الخاصة بالمركبات العضوية. يؤدي هذا الاختلاف الأول إلى بيان غير مباشر: المركبات غير العضوية أكثر وفرة (على الأرض وفي الكون) من المركبات العضوية.
بالطبع ، في حقل النفط ، تسود الهيدروكربونات وما يماثلها ، وهي مركبات عضوية.
بالعودة إلى القسم ، يمكن ذكر زوج الملح والسكر كمثال. تظهر أعلاه بلورات السكر (أكثر قوة وذات أوجه) وملح (أصغر حجمًا ومستديرًا).
يتم الحصول على السكر ، بعد سلسلة من العمليات ، من مزارع قصب السكر (في المناطق المشمسة أو الاستوائية) ومن بنجر السكر (في المناطق الباردة أو في بداية الشتاء أو الخريف). كلاهما من المواد الخام الطبيعية والمتجددة ، والتي تزرع حتى الحصاد المناسب.
وفي الوقت نفسه ، يأتي الملح من مصدر أكثر وفرة: البحر أو البحيرات ورواسب الملح مثل معدن الهاليت (كلوريد الصوديوم). إذا تم الجمع بين جميع حقول قصب السكر وبنجر السكر ، فلا يمكن أن تتساوى مع الاحتياطيات الطبيعية من الملح.
عادة ما تكون البلورات غير العضوية أيونية بينما تميل البلورات العضوية إلى أن تكون جزيئية
بأخذ زوج السكر والملح كمثال مرة أخرى ، نعلم أن السكر يتكون من ثنائي السكاريد يسمى السكروز ، والذي يتفكك بدوره إلى وحدة الجلوكوز ووحدة الفركتوز. وبالتالي ، فإن بلورات السكر جزيئية ، حيث يتم تعريفها بواسطة السكروز وروابط الهيدروجين بين الجزيئات.
وفي الوقت نفسه، يتم إجراء بلورات الملح يتكون من شبكة من نا + والكلور - الأيونات ، التي تحدد بنية مكعب محورها الوجه (FCC).
النقطة الأساسية هي أن المركبات غير العضوية عادة ما تشكل بلورات أيونية (أو على الأقل ، لها طابع أيوني عالي). ومع ذلك ، هناك العديد من الاستثناءات ، مثل بلورات CO 2 و H 2 S و SO 2 وغازات غير عضوية أخرى ، والتي تتصلب عند درجات حرارة منخفضة وضغوط عالية ، وهي أيضًا جزيئية.
يمثل الماء أهم استثناء لهذه النقطة: الجليد هو بلورة غير عضوية وجزيئية.
القليل من الثلج أو الجليد عبارة عن بلورات من الماء ، أمثلة ممتازة للبلورات الجزيئية غير العضوية. المصدر: Sieverschar from Pixabay.
المعادن هي في الأساس مركبات غير عضوية ، وبالتالي فإن بلوراتها هي في الغالب أيونية في الطبيعة. هذا هو السبب في أن هذه النقطة الثانية تعتبر صالحة لمجموعة واسعة من المركبات غير العضوية ، بما في ذلك الأملاح والكبريتيدات والأكاسيد والتيليدات ، إلخ.
نوع الرابطة التي تحكم المركبات العضوية تساهمية
تترك بلورات السكر والملح نفسها شيئًا موضع شك: فالأولى تحتوي على روابط تساهمية (اتجاهية) ، بينما تُظهر الأخيرة روابط أيونية (غير اتجاهية).
ترتبط هذه النقطة ارتباطًا مباشرًا بالنقطة الثانية: يجب أن تحتوي البلورة الجزيئية بالضرورة على روابط تساهمية متعددة (مشاركة زوج من الإلكترونات بين ذرتين).
مرة أخرى ، تُنشئ الأملاح العضوية استثناءات معينة ، لأنها تتمتع أيضًا بطابع أيوني قوي ؛ على سبيل المثال ، بنزوات الصوديوم (C 6 H 5 COONa) عبارة عن ملح عضوي ، ولكن يوجد داخل البنزوات وحلقة عطرية روابط تساهمية. ومع ذلك ، يُقال إن بلوراتها أيونية نظرًا للتفاعل الكهروستاتيكي: C 6 H 5 COO - Na +.
في المركبات العضوية ، تسود الروابط التساهمية بين ذرات الكربون
أو ما يقال: المركبات العضوية تتكون من هياكل كربونية. يوجد فيها أكثر من رابطة CC أو CH ، ويمكن أن يكون العمود الفقري خطيًا أو حلقيًا أو متفرعًا ، متفاوتًا في درجة عدم التشبع ونوع البديل (الذرات غير المتجانسة أو المجموعات الوظيفية). في السكر ، تتوافر روابط CC و CH و C-OH بكثرة.
لنأخذ كمثال المجموعة CO و CH 2 OCH 2 و H 2 C 2 O 4. أي من هذه المركبات الثلاثة غير عضوي؟
يوجد في CH 2 OCH 2 (ثاني أكسيد الإيثيلين) أربعة روابط CH واثنين من روابط CO ، بينما في H 2 C 2 O 4 (حمض الأكساليك) يوجد CC واحد ، واثنان C-OH ، واثنان C = O. يمكن كتابة بنية H 2 C 2 O 4 كـ HOOC-COOH (مجموعتان كربوكسيل متصلان). وفي الوقت نفسه ، يتكون ثاني أكسيد الكربون من جزيء يتم تمثيله عادة برابطة هجينة بين C = O و C O.
نظرًا لوجود ذرة كربون واحدة في ثاني أكسيد الكربون (أول أكسيد الكربون) مرتبطة بأحد الأكسجين ، فإن هذا الغاز غير عضوي ؛ المركبات الأخرى عضوية.
تميل المركبات العضوية إلى أن يكون لها كتل مولية أكبر
يمثل الهيكل بخطوط لحمض البالمتيك. يمكن ملاحظة حجمها بالمقارنة مع المركبات غير العضوية الأصغر ، أو وزن صيغة أملاحها. المصدر: Wolfgang Schaefer
على سبيل المثال ، أضراس المركبات المذكورة أعلاه هي: 28 جم / مول (CO) ، 90 جم / مول (H 2 C 2 O 4) و 60 جم / مول (CH 2 OCH 2). بالطبع ، CS 2 (ثاني كبريتيد الكربون) ، وهو مركب غير عضوي كتلته المولية 76 جم / مول ، "يزن" أكثر من CH 2 OCH 2.
لكن ماذا عن الدهون أو الأحماض الدهنية؟ من الجزيئات الحيوية مثل الحمض النووي أو البروتينات؟ أو المحروقات ذات السلاسل الخطية الطويلة؟ أم الأسفلتين؟ تتجاوز كتلتها المولية بسهولة 100 جم / مول. حمض البالمتيك (الصورة العلوية) ، على سبيل المثال ، له كتلة مولارية حوالي 256 جم / مول.
المركبات العضوية أكثر وفرة من حيث العدد
بعض المركبات غير العضوية ، تسمى مركبات التنسيق ، تظهر التماكب. ومع ذلك ، فهو أقل تنوعًا مقارنة بالتشابه العضوي.
حتى لو جمعنا كل الأملاح ، والأكاسيد (المعدنية وغير المعدنية) ، والكبريتيدات ، والتيلورايد ، والكربيدات ، والهيدرات ، والنتريدات ، وما إلى ذلك ، فلن نجمع حتى نصف المركبات العضوية التي يمكن أن توجد في الطبيعة. لذلك ، فإن المركبات العضوية أكثر وفرة من حيث العدد وأكثر ثراءً في الهياكل.
المركبات غير العضوية هي عنصرًا أكثر تنوعًا
ومع ذلك ، وفقًا للتنوع العنصري ، تكون المركبات غير العضوية أكثر تنوعًا. لماذا ا؟ لأنه مع الجدول الدوري في متناول اليد يمكنك بناء أي نوع من المركبات غير العضوية ؛ بينما مركب عضوي ، فهو يقتصر فقط على العناصر: C و H و O و P و S و N و X (الهالوجينات).
لدينا العديد من المعادن (القلوية ، والتراب القلوي ، والانتقال ، واللانثانيدات ، والأكتينيدات ، وتلك الموجودة في الكتلة p) ، وخيارات لا حصر لها لدمجها مع الأنيونات المختلفة (عادةً غير العضوية) ؛ مثل: CO 3 2- (الكربونات)، الكلور - (الكلوريدات)، P 3- (الفوسفيدات)، O 2- (أكاسيد)، OH - (هيدروكسيدات)، SO 4 2- (الكبريتات)، CN - (السيانيد) ، SCN - (الثيوسيانات) ، وغيرها الكثير.
لاحظ أن الأنيونات CN - و SCN - تبدو عضوية ، ولكنها في الواقع غير عضوية. هناك ارتباك آخر يتميز بأنيون الأكسالات ، C 2 O 4 2- ، وهو عضوي وليس غير عضوي.
تحتوي المركبات غير العضوية على نقاط انصهار وغليان أعلى
مرة أخرى ، هناك عدة استثناءات لهذه القاعدة ، حيث يعتمد الأمر كله على زوج المركبات التي تتم مقارنتها. ومع ذلك ، التمسك بالأملاح العضوية وغير العضوية ، تميل الأولى إلى أن يكون لها نقاط انصهار وغليان أعلى من الأخيرة.
هنا نجد نقطة ضمنية أخرى: الأملاح العضوية عرضة للتحلل ، حيث تكسر الحرارة روابطها التساهمية. ومع ذلك ، قمنا بمقارنة زوج طرطرات الكالسيوم (CaC 4 H 4 O 6) وكربونات الكالسيوم (CaCO 3). CAC 4 H 4 O 6 يتحلل عند 600ºC، في حين كربونات الكالسيوم 3 يذوب في 825ºC.
وأن كربيد الكالسيوم 3 أبعد ما يكون عن كونه أحد الأملاح ذات أعلى نقاط انصهار ، كما في حالة CaC 2 (2160 درجة مئوية) و CaS 2 (2525 درجة مئوية): كربيد الكالسيوم وكبريتيد ، على التوالي.
المركبات العضوية نادرة في الكون
تعتبر المركبات العضوية الأبسط والأكثر بدائية ، مثل الميثان ، CH 4 ، اليوريا ، CO (NH 2) 2 ، أو الحمض الأميني جليكاين ، NH 2 CH 2 COOH ، من الأنواع النادرة جدًا في الكون مقارنة بالأمونيا وثاني أكسيد الكربون. الكربون ، أكاسيد التيتانيوم ، الكربون ، إلخ. في الكون ، حتى المواد الأولية للحياة لا يتم اكتشافها بشكل متكرر.
تدعم المركبات العضوية الحياة بدرجة أكبر بكثير من المركبات غير العضوية
قشرة مغربية تتكون من خليط من العظام المغطاة بالكيراتين ، والتي تتكون بدورها من مصفوفة غير عضوية (هيدروكسيباتيت ومعادن مرتبطة به) ومصفوفة عضوية (كولاجين ، غضروف وأعصاب). المصدر: Morrocoy_ (Geochelone_carbonaria).jpg: المصور العمل الاشتقاقي: المصور
يتم تحويل الكيمياء العضوية للكربون ، المطبقة في فهم عمليات التمثيل الغذائي ، إلى كيمياء حيوية (ومن وجهة نظر الكاتيونات المعدنية ، إلى الكائنات العضوية الحيوية).
المركبات العضوية هي حجر الزاوية في الحياة (مثل المغرب في الصورة أعلاه) ، وذلك بفضل روابط CC والتكتل الضخم للهياكل الناتجة عن هذه الروابط ، وتفاعلها مع بلورات الملح غير العضوية.
بالعودة إلى زوج السكر والملح ، تبقى المصادر الطبيعية للسكر حية: إنها محاصيل تنمو وتموت ؛ ولكن الأمر يختلف مع مصادر الملح: فلا البحار ولا الرواسب الملحية حية (بالمعنى الفسيولوجي).
تصنع النباتات والحيوانات مركبات عضوية لا نهاية لها ، والتي تشكل مجموعة واسعة من المنتجات الطبيعية (الفيتامينات ، والإنزيمات ، والهرمونات ، والدهون ، والأصباغ ، وما إلى ذلك).
ومع ذلك ، لا يمكننا استبعاد حقيقة أن الماء هو مذيب الحياة (وهو غير عضوي) ؛ ولا يعد هذا الأكسجين ضروريًا للتنفس الخلوي (ناهيك عن العوامل المساعدة المعدنية ، وهي ليست مركبات غير عضوية بل كاتيونات). لذلك ، تلعب المواد غير العضوية أيضًا دورًا مهمًا في تحديد الحياة.
المراجع
- رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. (طبعة رابعة). ماك جراو هيل.
- ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
- غراهام سولومونز تي دبليو ، كريج ب. فريهل. (2011). الكيمياء العضوية. الأمينات. (الطبعة العاشرة). وايلي بلس.
- هيلمنستين ، آن ماري ، دكتوراه. (03 يوليو 2019). الفرق بين العضوية وغير العضوية. تم الاسترجاع من: thinkco.com
- وكالة تكساس التعليمية. (2019). عضوي أم غير عضوي؟ تم الاسترجاع من: texasgateway.org
- السكروز. (سادس). كيف يصنع السكر: مقدمة. تم الاسترجاع من: sucrose.com
- ويكيبيديا. (2019). قائمة المركبات غير العضوية. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org