Wat zijn de eigenschappen van organische verbindingen?

Organische verbindingen zijn chemicaliën waarvan de moleculen koolstof bevatten. Er is geen universeel geaccepteerde, preciezere definitie van "organisch", wat het definiëren van de eigenschappen van organische verbindingen moeilijker maakt. Tegenwoordig verwijst "organische verbindingen" meestal naar verbindingen die significante hoeveelheden koolstof bevatten, hoewel ze losser kunnen worden gedefinieerd om alle moleculen die koolstof bevatten te omvatten of strikter om alleen moleculen die koolstof-koolstof- of koolstof-waterstofbindingen bevatten te omvatten.

Het organisch-anorganische onderscheid is enigszins willekeurig en is grotendeels afgeleid van een theorie die vitalisme wordt genoemd, die stelde dat de biochemische processen van levende wezens gepaard gaan met een extra energie of kracht die niet aanwezig is in chemische processen die voorkomen in niet-levende materie. Dit suggereerde het idee dat de stoffen die betrokken zijn bij de biologie van levende wezens daarom verschillen van andere stoffen op een manier die verder gaat dan hun fysische en chemische eigenschappen en een speciale categorie vormt die verschilt van andere materie. Vitalisme is niet langer een algemeen aanvaarde theorie, en moderne biochemie verklaart biologische processen en de eigenschappen van organische verbindingen volgens dezelfde fysische wetten die andere chemische reacties beheersen, maar de categorie "organisch" blijft in gebruik, hoewel de term tegenwoordig ook een aantal verbindingen dat niet voorkomt in levende wezens.

Er is een groot aantal verschillende organische verbindingen met verschillende eigenschappen, die zijn onderverdeeld in kleinere subklassen op basis van hun samenstelling of de samenstelling van hun functionele groepen en hebben meestal vergelijkbare eigenschappen. Sommige organische categorieën hebben interessante eigenschappen die mensen vaak in hun dagelijks leven tegenkomen. Koolwaterstoffen, een categorie die groepen moleculen bevat die alkanen, alkenen en arenes worden genoemd, zijn volledig opgebouwd uit waterstof en koolstof en geven veel energie vrij bij verbranding, waardoor koolwaterstoffen zoals propaan, butaan en octaan waardevol worden brandstofbronnen. Een ander type organische moleculen, esters genaamd, vormen plantaardige en dierlijke oliën en vetten.

Een van de belangrijke eigenschappen van organische verbindingen is de aanwezigheid van structurele eenheden die functionele groepen worden genoemd. Dit zijn groepen atomen in een molecule die verbonden zijn met de rest van de molecule door een covalente binding tussen een atoom van de functionele groep en een koolstofatoom in het hoofdlichaam van de molecule. Een organisch molecuul kan veel functionele groepen hebben, en deze zijn grotendeels verantwoordelijk voor de chemische eigenschappen van het molecuul als geheel, omdat een bepaalde functionele groep zich min of meer op dezelfde manier zal gedragen, ongeacht de samenstelling van het grotere molecuul waaraan het is bevestigd naar. Organische moleculen worden vaak geclassificeerd en benoemd volgens de aard van hun functionele groepen.

Organische moleculen variëren sterk in grootte. Een van de belangrijke eigenschappen van organische verbindingen die ze zo belangrijk maakt in de biologie, komt van het feit dat koolstofatomen aan elkaar kunnen binden om ketens van koolstofatomen in een rij of lus te vormen, met extra atomen gebonden aan enkele van de koolstofatomen. Veel identieke kopieën van individuele structurele eenheden die monomeren worden genoemd, die bestaan ​​uit een rij koolstofatomen die zijn verbonden met andere atomen die zijgroepen zijn genoemd, kunnen aan elkaar worden gekoppeld om lange zich herhalende ketens te vormen, polymeren genoemd.

Organische verbindingen zijn niet uniek in hun vermogen om dit te doen, maar koolstof is er bijzonder goed geschikt voor. Een enkel organisch polymeermolecuul kan honderden herhaalde structurele eenheden hebben, en complexere polymeren kunnen afzonderlijke takken hebben die zich afsplitsen van de centrale keten en chemische bindingen vormen met andere polymeerketens om een ​​enkel molecuul te vormen. Sommige organische verbindingen zijn gemaakt van enorme structuren die macromoleculen worden genoemd.