- Principali differenze tra composti organici e inorganici
- I composti inorganici sono ottenuti da fonti naturali più abbondanti rispetto ai composti inorganici
- I cristalli inorganici sono solitamente ionici mentre i cristalli organici tendono ad essere molecolari
- Il tipo di legame che governa i composti organici è covalente
- Nei composti organici predominano i legami covalenti tra gli atomi di carbonio
- I composti organici tendono ad avere masse molari maggiori
- I composti organici sono più abbondanti in numero
- I composti inorganici sono elementalmente più diversi
- I composti inorganici hanno punti di fusione e ebollizione più elevati
- I composti organici sono più rari nell'universo
- I composti organici supportano la vita in misura molto maggiore di quelli inorganici
- Riferimenti
Le differenze tra composti organici e inorganici non sono sempre semplici, né obbediscono a una regola immutabile, poiché quando si parla di chimica ci sono innumerevoli eccezioni che contraddicono o mettono in discussione le conoscenze precedenti. Tuttavia, ci sono caratteristiche che consentono di discernere tra molti composti quali sono inorganici o meno.
Per definizione, la chimica organica è lo studio che include tutti i rami della chimica del carbonio; quindi, è logico pensare che i loro scheletri siano costituiti da atomi di carbonio. D'altra parte, gli scheletri inorganici (senza entrare in polimeri) sono solitamente costituiti da qualsiasi altro elemento nella tavola periodica diverso dal carbonio.
Gli esseri viventi, in tutte le loro scale ed espressioni, sono praticamente fatti di carbonio e altri eteroatomi (H, O, N, P, S, ecc.). Quindi tutta la vegetazione che copre la crosta terrestre, così come le creature che camminano su di essa, sono esempi viventi di composti organici complessi e dinamicamente mescolati.
D'altra parte perforando la terra e in montagna troviamo corpi minerali ricchi di composizione e forme geometriche, la stragrande maggioranza dei quali sono composti inorganici. Questi ultimi definiscono anche quasi interamente l'atmosfera che respiriamo e gli oceani, i fiumi e i laghi.
Principali differenze tra composti organici e inorganici
| Composti organici | Composti inorganici |
|---|---|
| Contengono atomi di carbonio | Sono costituiti da elementi diversi dal carbonio |
| Fanno parte degli esseri viventi | Fanno parte degli esseri inerti |
| Sono meno abbondanti nelle fonti naturali | Sono più abbondanti nelle fonti naturali |
| Di solito sono molecolari | Di solito sono ionici |
| Legami covalenti | Legami ionici |
| Masse molari più grandi | Masse molari inferiori |
| Sono meno diversi | Sono elementi più diversi |
| Abbassare i punti di fusione e di ebollizione | Punti di fusione e di ebollizione più elevati |
I composti inorganici sono ottenuti da fonti naturali più abbondanti rispetto ai composti inorganici
Cristalli di zucchero (a destra) e sale (a sinistra) visti al microscopio. Fonte: Oleg Panichev
Sebbene possano esserci delle eccezioni, i composti inorganici sono generalmente ottenuti da fonti naturali più abbondanti rispetto a quelli per i composti organici. Questa prima differenza porta a un'affermazione indiretta: i composti inorganici sono più abbondanti (sulla Terra e nel Cosmo) dei composti organici.
Ovviamente, in un giacimento petrolifero, predomineranno gli idrocarburi e simili, che sono composti organici.
Tornando alla sezione, si può citare come esempio la coppia zucchero-sale. Sopra sono mostrati cristalli di zucchero (più robusti e sfaccettati) e sale (più piccoli e arrotondati).
Lo zucchero si ottiene, dopo una serie di lavorazioni, dalle piantagioni di canna da zucchero (nelle regioni soleggiate o tropicali) e dalla barbabietola da zucchero (nelle regioni fredde o all'inizio degli inverni o dell'autunno). Entrambe sono materie prime naturali e rinnovabili, che vengono coltivate fino al loro giusto raccolto.
Nel frattempo, il sale proviene da una fonte molto più abbondante: il mare, o laghi e depositi di sale come il minerale alite (NaCl). Se tutti i campi di canna da zucchero e barbabietola da zucchero fossero riuniti, non potrebbero mai essere eguagliati con le riserve naturali di sale.
I cristalli inorganici sono solitamente ionici mentre i cristalli organici tendono ad essere molecolari
Riprendendo come esempio la coppia zucchero-sale, sappiamo che lo zucchero è costituito da un disaccaride chiamato saccarosio, che a sua volta si scompone in un'unità di glucosio e un'unità di fruttosio. I cristalli di zucchero sono quindi molecolari, poiché sono definiti dal saccarosio e dai suoi legami idrogeno intermolecolari.
Nel frattempo, i cristalli di sale sono costituiti da una rete di ioni Na + e Cl - , che definiscono una struttura cubica centrata sulla faccia (fcc).
Il punto principale è che i composti inorganici di solito formano cristalli ionici (o almeno, che possiedono un elevato carattere ionico). Tuttavia, ci sono diverse eccezioni, come cristalli di CO 2 , H 2 S, SO 2 e altri gas inorganici, che solidificano a basse temperature e alte pressioni, e sono anche molecolari.
L'acqua rappresenta l'eccezione più importante a questo punto: il ghiaccio è un cristallo inorganico e molecolare.
Le poche nevi o ghiacci sono cristalli d'acqua, ottimi esempi di cristalli molecolari inorganici. Fonte: Sieverschar da Pixabay.
I minerali sono essenzialmente composti inorganici e i loro cristalli sono quindi prevalentemente di natura ionica. Ecco perché questo secondo punto è considerato valido per un ampio spettro di composti inorganici, inclusi sali, solfuri, ossidi, tellidi, ecc.
Il tipo di legame che governa i composti organici è covalente
Gli stessi cristalli di zucchero e sale lasciano qualcosa in dubbio: i primi contengono legami covalenti (direzionali), mentre i secondi mostrano legami ionici (non direzionali).
Questo punto è direttamente correlato al secondo: un cristallo molecolare deve necessariamente avere più legami covalenti (condivisione di una coppia di elettroni tra due atomi).
Anche in questo caso, i sali organici stabiliscono alcune eccezioni, poiché hanno anche un carattere fortemente ionico; per esempio, il benzoato di sodio (C 6 H 5 COONa) è un sale organico, ma all'interno del benzoato e del suo anello aromatico ci sono legami covalenti. Anche così, si dice che i suoi cristalli siano ionici data l'interazione elettrostatica: C 6 H 5 COO - Na + .
Nei composti organici predominano i legami covalenti tra gli atomi di carbonio
O che cosa è lo stesso da dire: i composti organici sono costituiti da scheletri di carbonio. In essi c'è più di un legame CC o CH, e questa spina dorsale può essere lineare, ad anello o ramificata, variando il grado di insaturazione e il tipo di sostituente (eteroatomi o gruppi funzionali). Nello zucchero, i legami CC, CH e C-OH sono abbondanti.
Prendiamo come esempio l'insieme CO, CH 2 OCH 2 e H 2 C 2 O 4 . Quali di questi tre composti sono inorganici?
In CH 2 OCH 2 (biossido di etilene) ci sono quattro legami CH e due legami CO, mentre in H 2 C 2 O 4 (acido ossalico) ci sono un CC, due C-OH e due C = O. La struttura di H 2 C 2 O 4 può essere scritta come HOOC-COOH (due gruppi carbossilici collegati). Nel frattempo, la CO è costituita da una molecola solitamente rappresentata con un legame ibrido tra C = O e C≡O.
Poiché in CO (monossido di carbonio) c'è un solo atomo di carbonio legato a uno di ossigeno, questo gas è inorganico; gli altri composti sono organici.
I composti organici tendono ad avere masse molari maggiori
Struttura rappresentata con linee per l'acido palmitico. Si può notare quanto sia grande rispetto a composti inorganici più piccoli o al peso della formula dei suoi sali. Fonte: Wolfgang Schaefer
Ad esempio, i molari dei suddetti composti sono: 28 g / mol (CO), 90 g / mol (H 2 C 2 O 4 ) e 60 g / mol (CH 2 OCH 2 ). Ovviamente, CS 2 (disolfuro di carbonio), un composto inorganico la cui massa molare è 76 g / mol, "pesa" più di CH 2 OCH 2 .
Ma per quanto riguarda i grassi o gli acidi grassi? Da biomolecole come il DNA o le proteine? O idrocarburi con lunghe catene lineari? O gli asfalteni? Le loro masse molari superano facilmente i 100 g / mol. L'acido palmitico (immagine in alto), ad esempio, ha una massa molare di circa 256 g / mol.
I composti organici sono più abbondanti in numero
Alcuni composti inorganici, chiamati complessi di coordinazione, mostrano isomerismo. Tuttavia, è meno diversificato rispetto all'isomeria organica.
Anche sommando tutti i sali, gli ossidi (metallici e non metallici), i solfuri, i tellururi, i carburi, gli idruri, i nitruri, ecc., Non raccoglieremmo forse nemmeno la metà dei composti organici che possono esistere in natura. Pertanto, i composti organici sono più abbondanti in numero e più ricchi di strutture.
I composti inorganici sono elementalmente più diversi
Tuttavia, secondo la diversità elementare, i composti inorganici sono più diversi. Perché? Perché con la tavola periodica in mano puoi costruire qualsiasi tipo di composto inorganico; mentre è un composto organico, è limitato solo agli elementi: C, H, O, P, S, N e X (alogeni).
Abbiamo molti metalli (alcali, alcalino terrosi, di transizione, lantanidi, attinidi, quelli del blocco p) e infinite opzioni per combinarli con vari anioni (solitamente inorganici); come: CO 3 2- (carbonati), Cl - (cloruri), P 3- (fosfuri), O 2- (ossidi), OH - (idrossidi), SO 4 2- (solfati), CN - (cianuri) , SCN - (tiocianati) e molti altri.
Si noti che il CN - e SCN - anioni sembrano essere organico, ma sono in realtà inorganico. Un'altra confusione è segnata dall'anione ossalato, C 2 O 4 2- , che è organico e non inorganico.
I composti inorganici hanno punti di fusione e ebollizione più elevati
Ancora una volta, ci sono diverse eccezioni a questa regola, poiché tutto dipende da quale coppia di composti viene confrontata. Tuttavia, aderendo ai sali inorganici e organici, i primi tendono ad avere punti di fusione e di ebollizione più elevati dei secondi.
Qui troviamo un altro punto implicito: i sali organici sono suscettibili alla decomposizione, poiché il calore rompe i loro legami covalenti. Anche così, abbiamo confrontato la coppia tartrato di calcio (CaC 4 H 4 O 6 ) e carbonato di calcio (CaCO 3 ). CaC 4 H 4 O 6 si decompone a 600ºC, mentre CaCO 3 fonde a 825ºC.
E che CaCO 3 è ben lungi dall'essere uno dei sali con i punti di fusione più alti, come nei casi di CaC 2 (2160 ºC) e CaS 2 (2525 ºC): rispettivamente carburo di calcio e solfuro.
I composti organici sono più rari nell'universo
I composti organici più semplici e primitivi, come il metano, CH 4 , urea, CO (NH 2 ) 2 o l'amminoacido glicina, NH 2 CH 2 COOH, sono specie molto rare nel Cosmo rispetto all'ammoniaca, anidride carbonica. carbonio, ossidi di titanio, carbonio, ecc. Nell'Universo anche i materiali precursori della vita non vengono rilevati frequentemente.
I composti organici supportano la vita in misura molto maggiore di quelli inorganici
Il guscio di un morrocoy è costituito da una miscela di ossa ricoperte da cheratina, che a loro volta sono composte da una matrice inorganica (idrossiapatite e relativi minerali) e da una matrice organica (collagene, cartilagine e nervi). Fonte: Morrocoy_ (Geochelone_carbonaria) .jpg: The Photographer opera derivativa: The Photographer
La chimica organica del carbonio, applicata nella comprensione dei processi metabolici, si trasforma in biochimica (e dal punto di vista dei cationi metallici, in bioinorganici).
I composti organici sono la pietra angolare della vita (come il morrocoy nell'immagine sopra), grazie ai legami CC e all'enorme conglomerato di strutture risultanti da questi legami e alla loro interazione con i cristalli di sale inorganici.
Tornando alla coppia zucchero-sale, le fonti naturali di zucchero sono vive: sono raccolti che crescono e muoiono; ma non è lo stesso con le sorgenti di sale: né i mari né i depositi salini sono vivi (in senso fisiologico).
Piante e animali sintetizzano infiniti composti organici, che costituiscono una vasta gamma di prodotti naturali (vitamine, enzimi, ormoni, grassi, coloranti, ecc.).
Tuttavia, non possiamo tralasciare il fatto che l'acqua è il solvente della vita (ed è inorganica); e neppure l'ossigeno è essenziale per la respirazione cellulare (per non parlare dei cofattori metallici, che non sono composti inorganici ma cationi). Pertanto, anche l'inorganico gioca un ruolo cruciale nella definizione della vita.
Riferimenti
- Shiver & Atkins. (2008). Chimica inorganica . (Quarta edizione). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica (8 ° ed.). CENGAGE Apprendimento.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Chimica organica. Le ammine. (10a edizione.). Wiley Plus.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (03 luglio 2019). La differenza tra organico e inorganico. Estratto da: thoughtco.com
- Texas Education Agency. (2019). Organico o inorganico? Estratto da: texasgateway.org
- Saccarosio. (Sf). Come viene prodotto lo zucchero: un'introduzione. Estratto da: sucrose.com
- Wikipedia. (2019). Elenco dei composti inorganici. Estratto da: en.wikipedia.org