Sólin Sólin Rís 08:57 • sest 18:26 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 16:39 • Sest 09:49 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:12 • Síðdegis: 18:32 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:01 • Síðdegis: 12:30 í Reykjavík

Hver er helsti munurinn á lífrænum og ólífrænum efnum?

Ágúst Kvaran

Lífræn efni eru einfaldlega allar þær sameindir sem innihalda kolefnisatóm (C) tengd vetnisatómum (H), það er innihalda C-H tengi. [1] Annað megineinkenni stærri lífrænna sameinda er að þær samanstanda af tengjum milli C-atóma,[2] sem ýmist geta verið eitt (C-C), tvö (C=C) eða þrjú (C≡C) auk C-H tengja. Alls geta C-atómin myndað fjögur tengi á margvíslegan hátt en það er lykillinn að miklum fjölbreytileika lífrænna efna.

Næst algengust á eftir C- og H-atómum í lífrænum sameindum eru súrefnis- (O) og köfnunarefnisatóm (N). Meðal lífrænna efna má nefna mikilvægar sameindir í lífkerfi jarðarinnar á borð við fituefni, prótín og lífhvata (e. enzymes), sykrur (e. carbohydrates) og einnig sameindir erfðaefnis, það er DNA og RNA (sjá mynd 1).

Mynd 1. Lífrænar sameindir: Fjölbreytileg sameindabygging (til vinstri) og ýmis mikilvæg lífefni (til hægri; sjá texta).

Ólífræn efni eru á hinn bóginn öll þau efni sem ekki innihalda kolefnisatóm (C) tengd vetnisatómum (H), það er C-H tengi. Þar með talin eru fjölmörg efni sem innihalda C-atómið, eins og lofttegundirnar koleinildi (CO, einnig nefnt kolmónoxíð) og koltvíildi (CO2, einnig nefnt koltvíoxíð) sem og grafít og demant, sem eru gerð úr kolefnisatómum með ólíkar kristalbyggingar (C(s)), svo nokkuð sé nefnt.

Í reynd eru flest efni jarðskorpunnar ólífræn efni.[3] Algengust þeirra eru bergtegundir (grjót) sem nefnast silíköt (e. silicate), efni sem að megninu til innihalda atómin kísil (Si) og súrefni (O) í hlutföllunum Si:O = 1:2, það er sem kísiltvíildi (SiO2, einnig nefnt kísiltvíoxíð). Þar mynda Si-atómin fjögur tengi við súrefnisatóm í kristöllum (sjá mynd 2).[4]

Mynd 2: Ólífræn efni; dæmi um sameindir á gasformi (g) og efni á föstu formi (kristallar)(s).

Það er áhugavert að bera saman lífræn efni, þar sem meginuppistaða sameinda eru kolefniskeðjur með C-H tengjum (sjá mynd 1) og ólífræn efni með Si þar sem meginuppistaðan er SiO2 (silíköt; sjá mynd 2). Þótt atómin C og Si, séu nágrannar í lotukerfinu[5] og ættu þess að vegna hafa svipaða efnafræðilega eiginleika, þá eru efnasambönd þeirra mjög frábrugðin: Lífrænar sameindir kolefnisatóma eru mjög fjölbreyttar að lögun og möguleikar á tengingum við önnur atóm, einkum H, C, O og N margvíslegir (mynd 1) meðan efnasambönd Si mótast nær aðallega einvörðungu af tengingum við O-atómið og mynda sterkbyggða kristalla (mynd 2). Munurinn á efnunum sést best á því að bera saman efnisheim lífríkisins sem er að stórum hluta gerður úr lífrænum efnum (lífefnum) auk vatnssameinda og hinn ólífræna hluta jarðskorpunnar, sem mótast af ólífrænum efnum í formi bergtegunda sem silíköt.

Efnafræðilegur skyldleiki frumefnanna C og Si vísar fyrst og fremst til sama tengjafjölda (fjögur tengi) sem atómin geta myndað við önnur atóm, en segir ekkert til um eðli eða styrk tengjanna. Í reynd er tengi Si við O (Si-O) áberandi sterkast bæði borið saman við tengi Si við önnur atóm á borð við H, N, C og Si og borið saman við tengi C við H, O, C og N sem eru nokkuð sambærileg. Eðlismun lífrænna efna og silíkata má rekja til þessa mismunar í styrk efnatengja.

Tilvísanir:
  1. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Organic_compound. (Sótt 9.02.2024).
  2. ^ Sama heimild og í nr. 1.
  3. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Inorganic_compound. (Sótt 9.02.2024).
  4. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Silicon. (Sótt 9.02.2024).
  5. ^ Hvað er lotukerfið? (Sótt 9.02.2024).

Höfundur

Ágúst Kvaran

prófessor emeritus í eðlisefnafræði við HÍ

Útgáfudagur

12.2.2024

Spyrjandi

Daniel Riviere Villamizar

Tilvísun

Ágúst Kvaran. „Hver er helsti munurinn á lífrænum og ólífrænum efnum?“ Vísindavefurinn, 12. febrúar 2024. Sótt 23. febrúar 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=21847.

Ágúst Kvaran. (2024, 12. febrúar). Hver er helsti munurinn á lífrænum og ólífrænum efnum? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=21847

Ágúst Kvaran. „Hver er helsti munurinn á lífrænum og ólífrænum efnum?“ Vísindavefurinn. 12. feb. 2024. Vefsíða. 23. feb. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=21847>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hver er helsti munurinn á lífrænum og ólífrænum efnum?
Lífræn efni eru einfaldlega allar þær sameindir sem innihalda kolefnisatóm (C) tengd vetnisatómum (H), það er innihalda C-H tengi. [1] Annað megineinkenni stærri lífrænna sameinda er að þær samanstanda af tengjum milli C-atóma,[2] sem ýmist geta verið eitt (C-C), tvö (C=C) eða þrjú (C≡C) auk C-H tengja. Alls geta C-atómin myndað fjögur tengi á margvíslegan hátt en það er lykillinn að miklum fjölbreytileika lífrænna efna.

Næst algengust á eftir C- og H-atómum í lífrænum sameindum eru súrefnis- (O) og köfnunarefnisatóm (N). Meðal lífrænna efna má nefna mikilvægar sameindir í lífkerfi jarðarinnar á borð við fituefni, prótín og lífhvata (e. enzymes), sykrur (e. carbohydrates) og einnig sameindir erfðaefnis, það er DNA og RNA (sjá mynd 1).

Mynd 1. Lífrænar sameindir: Fjölbreytileg sameindabygging (til vinstri) og ýmis mikilvæg lífefni (til hægri; sjá texta).

Ólífræn efni eru á hinn bóginn öll þau efni sem ekki innihalda kolefnisatóm (C) tengd vetnisatómum (H), það er C-H tengi. Þar með talin eru fjölmörg efni sem innihalda C-atómið, eins og lofttegundirnar koleinildi (CO, einnig nefnt kolmónoxíð) og koltvíildi (CO2, einnig nefnt koltvíoxíð) sem og grafít og demant, sem eru gerð úr kolefnisatómum með ólíkar kristalbyggingar (C(s)), svo nokkuð sé nefnt.

Í reynd eru flest efni jarðskorpunnar ólífræn efni.[3] Algengust þeirra eru bergtegundir (grjót) sem nefnast silíköt (e. silicate), efni sem að megninu til innihalda atómin kísil (Si) og súrefni (O) í hlutföllunum Si:O = 1:2, það er sem kísiltvíildi (SiO2, einnig nefnt kísiltvíoxíð). Þar mynda Si-atómin fjögur tengi við súrefnisatóm í kristöllum (sjá mynd 2).[4]

Mynd 2: Ólífræn efni; dæmi um sameindir á gasformi (g) og efni á föstu formi (kristallar)(s).

Það er áhugavert að bera saman lífræn efni, þar sem meginuppistaða sameinda eru kolefniskeðjur með C-H tengjum (sjá mynd 1) og ólífræn efni með Si þar sem meginuppistaðan er SiO2 (silíköt; sjá mynd 2). Þótt atómin C og Si, séu nágrannar í lotukerfinu[5] og ættu þess að vegna hafa svipaða efnafræðilega eiginleika, þá eru efnasambönd þeirra mjög frábrugðin: Lífrænar sameindir kolefnisatóma eru mjög fjölbreyttar að lögun og möguleikar á tengingum við önnur atóm, einkum H, C, O og N margvíslegir (mynd 1) meðan efnasambönd Si mótast nær aðallega einvörðungu af tengingum við O-atómið og mynda sterkbyggða kristalla (mynd 2). Munurinn á efnunum sést best á því að bera saman efnisheim lífríkisins sem er að stórum hluta gerður úr lífrænum efnum (lífefnum) auk vatnssameinda og hinn ólífræna hluta jarðskorpunnar, sem mótast af ólífrænum efnum í formi bergtegunda sem silíköt.

Efnafræðilegur skyldleiki frumefnanna C og Si vísar fyrst og fremst til sama tengjafjölda (fjögur tengi) sem atómin geta myndað við önnur atóm, en segir ekkert til um eðli eða styrk tengjanna. Í reynd er tengi Si við O (Si-O) áberandi sterkast bæði borið saman við tengi Si við önnur atóm á borð við H, N, C og Si og borið saman við tengi C við H, O, C og N sem eru nokkuð sambærileg. Eðlismun lífrænna efna og silíkata má rekja til þessa mismunar í styrk efnatengja.

Tilvísanir:
  1. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Organic_compound. (Sótt 9.02.2024).
  2. ^ Sama heimild og í nr. 1.
  3. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Inorganic_compound. (Sótt 9.02.2024).
  4. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Silicon. (Sótt 9.02.2024).
  5. ^ Hvað er lotukerfið? (Sótt 9.02.2024).
...