תרכובות אורגניות: מהן, מאפיינים, סיווג ודוגמאות

מהם תרכובות אורגניות

תרכובות אורגניות (או מולקולות אורגניות) הן אלה שמקורן ביצורים חיים, כלומר, הן תרכובות שמקורן ביולוגי, המאופיינות בכך שיש בהן פחמן כמרכיב העיקרי.

משמעות הדבר היא שכל התרכובות האורגניות מכילות פחמן, אם כי לא כל התרכובות שיש בהן פחמן הן אורגניות.

תרכובות אורגניות קיימות בכל היצורים החיים, בשרידיהם ובמוצריהם. לפיכך, הם מייצגים את רוב התרכובות הידועות. למרות שהם מסונתזים על ידי אורגניזמים (כגון שמן), ניתן להשיג חלקם באמצעות סינתזה מלאכותית במעבדות (כגון ויטמין C).

ככלל, היסודות המשתתפים בתרכובות אורגניות הם פחמן ומימן, ואחריהם חנקן, חמצן, זרחן וגופרית. אלה הם אלמנטים שאינם מתכתיים, ואחד המאפיינים שלהם הוא להצטרף דרך קשרים קוולנטיים, כלומר קשרים בהם הם חולקים אלקטרונים.

כמה דוגמאות לתרכובות אורגניות הן:

• חלבונים, כגון אנזימים, סיבי שריר ונוגדנים;
• ליפידים, קיימים בשמנים וחמאה; גם כולסטרול וטריגליצרידים בדם; שעווה וסטרואידים;
• פחמימות, כגון גלוקוז, סוכרוז, ופרוקטוז;
• פחמימנים, כגון בנזן או נפט ונגזרותיו (בנזין, נפט וכו ');
• חומצות גרעין, כגון DNA או RNA.

תרכובות אורגניות הן מושא לחקר הכימיה האורגנית.

מאפייני תרכובות אורגניות

בתוך מגוון התרכובות האורגניות הקיימות, כולן חולקות סדרה של מאפיינים. כלומר:

• תמיד יש להם פחמן כמרכיב העיקרי, כמעט תמיד מקושר למימן. בתדירות נמוכה יותר הם מציגים חנקן, חמצן, זרחן וגופרית.
• הם יוצרים קשרים קוולנטיים יציבים, שמולידים שרשראות ליניאריות, מסועפות או מחזוריות.
• הם יכולים להיות נוזליים, מוצקים או גזים.
• הם אינם מוליכים חשמליים טובים.

תכונות של תרכובות אורגניות

אנו מכנים תכונות של תרכובות אורגניות אותן תכונות מטבען המאפיינות את התנהגותן. בין החשובים ביותר אנו יכולים להזכיר את הדברים הבאים:

• הם דלקים: לרוב התרכובות האורגניות יש תכונה של צריבה בנוכחות חמצן.
• יש להם מסיסות: תרכובות אורגניות מסוימות מסיסות בממיסים אורגניים, כגון פלסטיק בבנזין, ואילו אחרות מסיסות במים, כגון אלכוהול וסוכר.
• הם מציגים איזומריזם: זה המאפיין של יצירת תרכובות שונות עם אותו מספר אטומים. לדוגמא, לפרוקטוז וגלוקוז יש תרכובות שונות בעלות אותו מספר אטומי פחמן, מימן וחמצן.
• הם יכולים להיות בעלי ארומטיות: תרכובות אורגניות מסוימות בעלות ארומה בשל העובדה שיש להן מבנה טבעתי עם קשרים בודדים וכפולים. לדוגמא, מוצרי בנזין כגון בנזין, צבעים ומדללים.
• נקודות רתיחה והתכה: לתרכובות אורגניות יש נקודות התכה ורתיחה נמוכות.

סיווג תרכובות אורגניות

ישנן דרכים רבות לסווג תרכובות אורגניות, שלכל אחת מהן צרכים שונים. הסיווגים יכולים להגיב למוצאם, לקבוצות הפונקציונליות שלהם, למבנה שלהם ולקוטביות שלהם, בין היתר.

סוגי תרכובות אורגניות על פי מקורן

על פי מקור התרכובות האורגניות, אלה יכולים להיות טבעיים או מלאכותיים.

• תרכובות אורגניות טבעיות: הם מיצורים חיים או משרידיהם. לדוגמא, כלורופיל וחומצות אמינו.
• תרכובות אורגניות מלאכותיות: הם אלה שניתן לסנתז באופן מלאכותי במעבדות כימיות. למשל, פלסטיק וסיבים סינטטיים.

סוגי תרכובות אורגניות בהתאם למבנה שלהן

כאשר אנו מדברים על מבנה, אנו מתכוונים לאופן בו אטומי פחמן מחוברים זה לזה. הם יכולים להיות אליפטיים, ארומטיים או הטרוציקליים.

• תרכובות אליפטיות: הם אלה היוצרים מבני שרשרת, ליניאריים או מסועפים. למשל, פחמימנים כמו פרופאן.
• תרכובות ארומטיות: הם אלה היוצרים מבנים טבעתיים, שמהם נובע רכוש הארומטיות. לדוגמא, נפטלין (ג₁₀ה₈) ובנזין (ג₆ה₆).
• תרכובות הטרוציקליות: מבנהו מורכב מטבעות פחמן המקושרות לאלמנטים אחרים, כמו חנקן. לדוגמא, סכרין (ג₇ה₅לֹא₃S).

סוגי תרכובות אורגניות בהתאם לקבוצות הפונקציונליות שלהם

בכמה תרכובות אורגניות קיימות קבוצות פונקציונליות, שהן קבוצות אטומים המסודרות בצורה ספציפית הקובעת את אופן התגובה של התרכובות. לפיכך, תרכובות אורגניות יכולות להיות:

• אלכוהול: הוא נוצר עם פחמן המחובר לקבוצת הידרוקסיל OH.
• אתרים: הם נוצרים כאשר שרשרת פחמן כוללת אטום חמצן.
• אסטרים: הם נובעים משילוב של אלכוהול עם חומצה אורגנית.
• חומצה אורגנית: נוצר על ידי פחמן המחובר לקבוצת קרבוקסיל.
• אלדהידים: הם נובעים מאיחוד הפחמן עם קבוצת קרבוניל, כלומר קבוצה המורכבת מפחמן וחמצן.
• אמינים: הם נוצרים על ידי איחוד הפחמן לקבוצת אמינים -NH3.

סוגי תרכובות אורגניות על פי הקוטביות שלהן

קוטביות נוצרת כאשר התפלגות האלקטרונים במולקולות אינה אחידה. זהו מצב קבוע עבור תרכובות אנאורגניות, אך לא עבור אורגניות. לכן ניתן לסווג תרכובות אורגניות גם כקוטביות ולא קוטביות.

• תרכובות אורגניות קוטביות: הם אותם תרכובות אורגניות שקשרי הפחמן והמימן שלהם מציגים אלמנטים כימיים אחרים כמו חנקן, חמצן, זרחן וגופרית, וכתוצאה מכך התפלגות לא אחידה של אלקטרונים.
• תרכובות אורגניות לא קוטביות: הם אלה שיש בהם רק פחמן ומימן, ולכן התפלגות האלקטרונים שלהם אחידה.

אולי גם תאהב:

• כימיה אורגנית
• קשר קוולנטי

דוגמאות לתרכובות אורגניות

לאחר מכן, אנו מציגים רשימה עם כמה תרכובות אורגניות הקיימות בחיי היומיום והשימושים הנפוצים ביותר או הידועים ביותר שלהם.

1. אצטון (CH₃(CO) CH₃מסיר לכה.
2. חומצה אצטית (H₃CCOOH), מרכיב של חומץ.
3. חומצה פורמית (HCOOH), חומר מגן בפני נמלים.
4. אלכוהול איזופרופיל (C₃ה₈O), חומר חיטוי אפידרמיס.
5. בנזן (ג₆ה₆), תוסף בנזין, חומרי ניקוי מסוימים, צבעים ואחרים.
6. בוטאן (ג₄ה₁₀), דלק גז.
7. דיכלורודיפנילטריכלורואתאן או DDT, קוטל חרקים.
8. אתנול (ג₂ה₃OH), מרכיב של משקאות אלכוהוליים.
9. פורמלדהיד (CH₂O), חומר משמר של רקמות חיות.
10. גליצרין או גליצרול (ג₃ה₈אוֹ₃), סוכן נוזל לרדיאטור.
11. גלוקוז (ג₆ה₁₂אוֹ₆), סוכר פשוט המספק אנרגיה ליצורים חיים.
12. משושה (ג₆ה₁₄), ממס.
13. מתאן (CH₄), גזי חממה.
14. נפתלין או נפתלין (ג₁₀ה₈), דוחה עש.
15. ניילון, חומר לייצור טקסטיל.
16. פוליסטירן, חומר להכנת אנימה.
17. פרופאן (ג₃ה₈), דלק גז.
18. סוכרוז (ג₁₂ה₂₂אוֹ₁₁), ממתיק.
19. טריכלורומתאן או כלורופורם (CHCl₃), ממס גריז.
20. טריניטרוטולואן או TNT (ג₇ה₅נ₃אוֹ₆), חומר נפץ.

ההבדל בין תרכובות אורגניות לתרכובות אנאורגניות

ההבדל הראשון בין תרכובות אורגניות ואורגניות טמון במקורן. בעוד שתרכובות אורגניות מגיעות מיצורים חיים ושרידיהן, תרכובות אורגניות מגיעות בעיקר מקרום כדור הארץ.

תרכובות אנאורגניות מורכבות בדרך כלל מאלמנטים מתכתיים ולא מתכתיים, בעוד שלתרכובות אורגניות יש תמיד פחמן כמרכיב העיקרי.

רוב התרכובות האורגניות נוצרות על ידי קשרים קוולנטיים, ואילו תרכובות אנאורגניות נוצרות בדרך כלל על ידי קשרים יוניים.

תרכובות אורגניות ואורגניות נבדלות גם הן בתכונותיהן. תרכובות אנאורגניות הן מוליכות טובות של חשמל כאשר הן מומסות במים; מצד שני, אורגניים הם אף פעם לא מוליכים טובים של חשמל.

בניגוד לתרכובות אורגניות, תרכובות אנאורגניות אינן מציגות שרשור, איזומריזם או ארומטיות. לעתים נדירות הם דליקים. תרכובות אנאורגניות מגיעות לנקודות התכה רק בטמפרטורות גבוהות מאוד.

	תרכובות אורגניות	תרכובות אנאורגניות
מָקוֹר	בִּיוֹלוֹגִי	לא ביולוגי
אלמנטים	פחמן (תמיד), מימן (כמעט תמיד), חמצן, חנקן, זרחן וגופרית	אלמנטים ממתכת ואלמנטים ללא מתכות
קישורים (עריכה)	קוולנטים	יונית בעיקר
איזומריזם	כן	לֹא
נְהִיגָה חַשְׁמַל	לֹא	כן
דליקות	כן	לעתים רחוקות
ארומטיות	כן	לֹא
נקודות התכה ורותח	נָמוּך	גָבוֹהַ

שעון:

• תרכובות אנאורגניות
• תרכובות כימיות
• קשר יוני