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Organic compound

碳基化合物是生命和化学的核心。

有机化合物是围绕碳构建的化学化合物子类,但化学家缺乏单一精确的定义;唯一普遍接受的定义是循环定义,即有机化合物就是有机化学的研究对象。实际上,任何含有碳氢键或碳碳键的大型化学化合物通常都被视为有机化合物,包括乙烷等烷烃及其衍生物。然而,由于历史和学科原因,某些含碳小分子——如氰离子、氰化氢、氯甲酸、二氧化碳和碳酸根离子——常被排除在外。碳的成链能力(即与其他碳原子形成链)使得数百万种已知有机化合物得以存在。尽管这些化合物仅占地壳的一小部分,但它们对生命至关重要,因为所有已知生物体都以它们为基础。生物通过碳循环将无机碳化合物转化为有机化合物,将二氧化碳和水等氢源转化为简单糖类和其他有机分子。在工业中,合成有机化合物最终来源于石油化学品——这些碳氢化合物是由生物物质在地质作用下经高温高压降解形成的。历史上,有机化合物被定义为源于生物体的化合物,反映了早期现代活力论。随着活力论被证伪——尤其是弗里德里希·维勒从无机物中合成草酸和尿素——有机化学扩展到研究所有当时含碳的大分子。来自生物背景的有机分子现在被称为天然产物。20世纪,在金属配合物中发现了新的大分子种类,但除非它们含碳,否则属于金属有机化学而非普通有机化学。在命名法中,有机基团(常以R表示)指任何单价取代基,其开放价位于碳原子上。

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.

背景与渊源

历史上,有机化合物被定义为源于生物体的化合物,这是早期现代科学活力论的一种表现。活力论是一种普遍观念,认为有机自然界中的物质是由只有生物体才拥有的“生命力”形成的。19世纪10年代,永斯·雅各布·贝采利乌斯认为生物体内必须存在一种调节力,并主张化合物可根据其合成是否需要生物体来区分。这些实验之后还有许多其他实验,最终推翻了活力论。尽管活力论已被否定,科学命名法仍保留了有机化合物与无机化合物的区分。现代有机化合物的含义是任何含有显著量碳的化合物,即使许多已知化合物与任何生物体中的物质无关。E. J.

阅读指南

有机化合物是化学和生物学的基础,但其定义仍存在争议。历史上,这一概念源于活力论,该理论认为有机物质需要生命力。维勒从无机前体合成草酸和尿素有助于推翻活力论,但有机/无机的区分得以保留。如今,有机化合物通常被理解为含碳化合物,但有许多例外:碳化物、碳酸盐、简单碳氧化物、氰化物和纯碳同素异形体通常被排除在外。即使是常见的定义——如要求含有C-H或C-C键——也会排除历史上重要的化合物如尿素和草酸。这种模糊性也延伸到有机金属化合物,尚不清楚它们是否构成有机化合物的子集。尽管存在这些不确定性,有机化合物仍是生命和工业的核心。生物通过碳循环将无机碳转化为有机化合物,而合成有机化合物来源于石油化学品。该领域的重要性在于其广泛的范围——数百万种已知化合物——以及其在理解和操控生命化学中的作用。

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