Organic compound
Углеродсодержащие соединения, играющие центральную роль в жизни и химии.
Органические соединения — это подкласс химических соединений, построенных на основе углерода, однако у химиков нет единого точного определения; единственное общепринятое определение является циклическим и гласит, что органические соединения — это просто предмет изучения органической химии. На практике любое крупное химическое соединение, содержащее связь углерод–водород или углерод–углерод, обычно считается органическим, что включает алканы, такие как этан, и их производные. Однако по историческим и дисциплинарным причинам некоторые небольшие углеродсодержащие молекулы, такие как цианид-ион, циановодород, хлормуравьиная кислота, диоксид углерода и карбонат-ион, часто исключаются. Способность углерода к катенации, то есть к образованию цепей с другими атомами углерода, обеспечивает существование миллионов известных органических соединений. Хотя эти соединения составляют лишь небольшую часть земной коры, они играют центральную роль в жизни, поскольку все известные живые организмы основаны на них. Живые существа превращают неорганические соединения углерода в органические посредством углеродного цикла, преобразуя диоксид углерода и источник водорода, такой как вода, в простые сахара и другие органические молекулы. В промышленности синтетические органические соединения в конечном итоге получают из нефтехимических продуктов — углеводородов, образовавшихся в результате геологического разложения биологического материала под высоким давлением и температурой. Исторически органические соединения определялись как соединения, происходящие из живых существ, что отражало раннемодерный витализм. После опровержения витализма — в частности, синтезами щавелевой кислоты и мочевины из неорганических веществ, выполненными Фридрихом Вёлером, — органическая химия расширилась до изучения всех крупных молекул, которые в то время все содержали углерод. Органические молекулы из биологических контекстов теперь называют природными продуктами. В XX веке были открыты новые крупные молекулярные виды среди комплексов металлов, но если они не содержат углерод, они относятся к металлоорганической химии, а не к общей органической химии. В номенклатуре органильная группа, часто обозначаемая R, относится к любому одновалентному заместителю со свободной валентностью на атоме углерода.
Quick Facts
- Field
- Chemistry
- Known for
- Subclass of carbon compounds; basis of all known life
- Definition uncertainty
- Little consensus on exact definition
Facts from the source article.
Контекст
Исторически органические соединения определялись как соединения, происходящие из живых существ, что было выражением раннемодерного научного витализма. Витализм был широко распространённой концепцией, согласно которой вещества, встречающиеся в органической природе, образуются «жизненной силой», которой обладают только живые организмы. В 1810-х годах Йёнс Якоб Берцелиус утверждал, что внутри живых тел должна существовать регулирующая сила, и настаивал на том, что соединения можно различать по тому, требуют ли они для своего синтеза каких-либо организмов. За этими экспериментами последовали многие другие, опровергшие витализм. Хотя витализм был дискредитирован, научная номенклатура сохраняет различие между органическими и неорганическими соединениями. Современное значение органического соединения — это любое соединение, содержащее значительное количество углерода, даже если многие из известных сегодня не имеют никакой связи с каким-либо веществом, встречающимся в живых организмах. Термин «карбогенный» был предложен Э. Дж. Кори как современная альтернатива, но остаётся малоизвестным. Любое определение, использующее простые, широко применимые критерии, оказывается в разной степени неудовлетворительным. Современное общепринятое определение по существу сводится к любому углеродсодержащему соединению, за исключением нескольких классов, традиционно считающихся неорганическими, таких как карбиды, карбонаты, простые оксиды углерода, цианиды и аллотропные модификации чистого углерода.
Путеводитель
Органические соединения являются основополагающими для химии и биологии, однако их определение остаётся спорным. Исторически концепция возникла из витализма, который утверждал, что органические вещества требуют жизненной силы. Синтезы щавелевой кислоты и мочевины из неорганических предшественников, выполненные Вёлером, помогли дискредитировать витализм, но различие между органическим и неорганическим сохранилось. Сегодня органические соединения обычно понимаются как углеродсодержащие соединения, но со многими исключениями: карбиды, карбонаты, простые оксиды углерода, цианиды и аллотропные модификации чистого углерода обычно исключаются. Даже распространённые определения, такие как требование наличия связей C–H или C–C, исключают исторически важные соединения, такие как мочевина и щавелевая кислота. Эта неоднозначность распространяется и на металлоорганические соединения, где неясно, образуют ли они подмножество органических соединений. Несмотря на эти неопределённости, органические соединения играют центральную роль в жизни и промышленности. Живые существа включают неорганический углерод в органические соединения посредством углеродного цикла, а синтетические органические соединения получают из нефтехимических продуктов. Значимость этой области заключается в её огромном охвате — миллионы известных соединений — и её роли в понимании и управлении химией жизни.
More in Химия и материалы
Заметили ошибку?
Исправления от читателей сразу попадают в нашу очередь на проверку. Предложить правку · Как собираются источники для этого сайта