Question

Особенности строения молекул органических веществ

Answer 1

Точный молекулярный состав организмов до настоящего времени полностью не известен. Это объясняется невероятным числом и сложностью разных молекул даже в одноклеточном организме, не говоря уже о сложных многоклеточных системах. Такое многообразие обусловлено свойствами атомов углерода и их способностью к структурным изменениям. Подавляющая часть молекул клетки, исключая воду, относится к углеродным соединениям, называемым органическими. Углерод, имея уникальные химические свойства, фундаментальные для жизни, составляет ее химическую основу. Благодаря малому размеру и наличию на внешней оболочке четырех электронов атом углерода может образовать четыре прочные ковалентные связи с другими атомами. Наиболее важное значение имеет способность атомов углерода соединяться друг с другом, образуя цепи, кольца и, в конечном итоге, скелет больших и сложных органических молекул. К тому же углерод легко образует ковалентные связи с другими биогенными элементами (обычно с Н, N, Р, О и S). Именно этим объясняется астрономическое число разнообразных органических соединений, обеспечивающих существование живых организмов во всех их проявлениях. Разнообразие это проявляется в структуре и размерах молекул, в их химических свойствах, в степени насыщенности углеродного скелета, в различной форме молекул, определяемой углами внутримолекулярных связей.

Answer 2

Органические вещества состоят из молекул, которые в свою очередь состоят из атомов углерода и других элементов, таких как водород, кислород, азот, фосфор и сера. Особенности строения молекул органических веществ включают следующие аспекты:

1. Углеродный скелет: Молекулы органических веществ содержат основной углеродный скелет, который представляет собой цепь углеродных атомов. Углерод может образовывать связи с другими углеродными атомами, а также с атомами других элементов. Таким образом, углеродный скелет может быть прямым или разветвленным, а также содержать кольцевую структуру.

2. Функциональные группы: Молекулы органических веществ могут содержать различные функциональные группы, которые состоят из атомов других элементов, связанных с углеродом. Эти группы определяют химические свойства молекулы и могут влиять на ее реакционную способность. Примеры функциональных групп включают гидроксильную (-OH), карбоксильную (-COOH), амино (-NH2) и альдегидную (-CHO) группы.

3. Стереохимия: Молекулы органических веществ могут существовать в различных изомерных формах, которые отличаются пространственным расположением атомов. Это связано с тем, что углеродные атомы могут образовывать четыре различных связи, что приводит к возможности существования различных стереоизомеров. Например, молекула аминокислоты глицина может существовать в двух оптических изомерах: L-глицин и D-глицин.

4. Молекулярная масса: Органические молекулы могут иметь различную молекулярную массу, которая зависит от числа и типа атомов, составляющих молекулу. Молекулярная масса органических веществ может быть разнообразной - от небольших молекул, таких как метан (CH4) с молекулярной массой 16 г/моль, до сложных биомолекул, таких как ДНК с молекулярной массой миллионы г/моль.

В целом, строение молекул органических веществ очень разнообразно и определяет их физические и химические свойства, а также их реакционную способность. Это позволяет органическим веществам выполнять различные функции в живых организмах и в окружающей среде.