به هر کجا که به اطراف نگاه کنیم، می‌توان ترکیبات معدنی و آلی را مشاهده کرد. وقتی به سوپرمارکت می رویم، اقلام مختلفی را می بینیم. برخی ارگانیک و برخی دیگر غیر آلی هستند. تفاوت بین ترکیبات آلی و معدنی چیست؟

خوب، تفاوت شیمیایی آن چیزی نیست که در اخبار می شنوید که سبزیجات “ارگانیک” را از سبزیجات “غیر ارگانیک” متمایز می کند. حدس بزنید، هر دو از ارگانیک تشکیل شده اند و ترکیبات معدنی

بیایید بگوییم که تعریف “صنعت کشاورزی” با تعریف شیمیایی یکسان نیست. در شیمی، یک تفاوت عمده وجود دارد که به خوبی مشخص است.

گفتن تفاوت بین ترکیبات آلی و معدنی یکی از اصلی‌ترین مواردی است که باید در حین یادگیری شیمی روشن کنید. اگر علاقه مند هستید، درباره ترمودینامیک و سینتیک، دو مفهوم دیگر از مهم ترین مفاهیم در شیمی، بیشتر بیاموزید.

در این مقاله به تفصیل آن را توضیح خواهیم داد، بنابراین در انتها قادر خواهید بود هر دو نوع مواد شیمیایی را بدون هیچ مشکلی از هم متمایز کنید. ما سعی خواهیم کرد تا تمام ابهامات شما را در مورد این سوال ابدی شیمی حل کنیم!

در اوایل، دانشمندان ترکیبات آلی و معدنی را به این دلیل جدا کردند که گروه اول را نتیجه فعالیت موجودات زنده می‌دانستند، در حالی که گروه دوم به فرآیندهایی تعلق داشتند که به هیچ شیوه‌ای از زندگی مرتبط نبودند. اکنون تعاریف بسیار واضح تری وجود دارد.

آیا میدانستید؟ شیمی معدنی و آلی دو رشته از رشته های اصلی شیمی هستند. آلی با (بیشتر) شیمی کربن مرتبط است و شیمی معدنی اساساً بقیه ترکیبات شیمیایی را مطالعه می کند.

معرفی

حدود 200 سال پیش، در گذار بین کیمیاگری و شیمی، شیمیدانان ترکیبات شیمیایی را به دو گروه اصلی طبقه بندی کردند.

 

1. ترکیبات آلی

یک تعریف ساده و ساده برای ترکیبات آلی این است که آنهایی هستند که از موجودات زنده مانند گیاهان و حیوانات به دست می آیند و به عنوان ترکیبات آلی مانند قندها، لیپیدها، پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره شناخته می شوند.

به بیان دقیق تر، اگر ترکیبی از اتم های کربنی باشد که در پیوندهای کووالانسی شرکت می کنند، آلی در نظر می گیریم. به طور کلی (اما نه همیشه)، ترکیبات آلی پیوندهای کووالانسی C-H را نیز دارند.

2. ترکیبات معدنی

یک تعریف آسان برای یک خارجی، این است که ترکیباتی که از موجودات غیر زنده یا منابع معدنی به دست می آیند به عنوان ترکیبات معدنی مانند NaCl (نمک خوراکی) و NaHCO شناخته می شوند.₃، (جوش شیرین) و غیره

پس از تعریف ترکیبات آلی، تعریف ترکیبات معدنی بسیار آسان است. به عنوان یک قاعده، هر ماده شیمیایی که در رده “آلی” قرار نمی گیرد، یک ترکیب غیر آلی در نظر گرفته می شود.

نظریه نیروی حیاتی و اولین سنتز کلی شیمیایی

بیایید یک بار دیگر به گذشته برگردیم، به همان روزهای اولیه شیمی. اگر با تاریخچه شیمی آشنا باشید، نظریه ای که به عنوان “نظریه نیروی حیاتی” شناخته می شود، ممکن است زنگ خطری را برای شما به صدا درآورد.

این نظریه توسط شیمیدان سوئدی برزلیوس در سال 1815 ارائه شد. این نظریه بیان می کند که ترکیبات آلی را نمی توان در آزمایشگاه سنتز کرد. شیمیدانان اولیه معتقد بودند که ترکیبات آلی را فقط می توان از موجودات زنده و از طریق “نیروهای حیاتی” بدست آورد. به همین دلیل است که از این نظریه به عنوان “نظریه نیروی حیاتی” یاد می شود.

در سال 1828، فردریش وولر، شیمیدان آلمانی، اوره را در آزمایشگاه سنتز کرد. این حساب برای اولین سنتز کلی شیمیایی یک ترکیب آلی طبیعی تا کنون!

این دستاورد نشان داد که سنتز یک ترکیب آلی (اوره)، با شروع از یک ترکیب معدنی (سیانات آمونیوم)، در آزمایشگاه امکان پذیر است: تیمار سیانات نقره با کلرید آمونیوم یک ترکیب کریستالی ایجاد کرد که مشخص شد با اوره جدا شده از آن یکسان است. ادرار

این دگرگونی شیمیایی نظریه نیروی حیاتی را باطل کرد و به زودی پس از آن، شیمیدانان شروع به ساخت ترکیبات آلی در آزمایشگاه کردند. از این رو تعریف مدرن ترکیبات آلی در دنیای علمی معرفی شد. این نیز نشان دهنده همان آغاز است شیمی آلی به عنوان یک رشته.

تعاریف مدرن

ترکیبات آلی

ترکیباتی که حاوی اتم های کربن به عنوان ماده اصلی هستند که از طریق پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل می شوند، ترکیبات آلی نامیده می شوند. بیشتر ترکیبات آلی حاوی هیدروژن نیز هستند. سایر عناصر رایج موجود در ترکیبات آلی عبارتند از: اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، هالوژن یا فسفر. اما اینها تنها نیستند.

در بیشتر موارد، تمام اتم های عناصر مختلف از طریق پیوندهای کووالانسی در کنار هم نگه داشته می شوند. برخی از استثناها، برای مثال، کربوکسیلات های آلی یا نمک های آمونیوم هستند. اما می توانید استدلال کنید که اینها “نمک های غیر آلی ترکیبات آلی” هستند.

برخی از ترکیباتی که ممکن است به نظر “غیر آلی مثل جهنم” بیایند، مانند پلیمرها (نامی زیبا برای پلاستیک)، در واقع ترکیبات آلی با زنجیره بلند هستند. یک نمونه پلی استایرن است. ستون فقرات آن اساساً همه پیوندهای کووالانسی C-C و C-H است.

به خاطر داشته باشید که “ترکیب آلی” به معنای “ترکیب بیوشیمیایی” نیست. از سوی دیگر، ستون فقرات بیوشیمی عمدتاً ترکیبات آلی هستند (اگرچه فلزات در سیستم های بیولوژیکی مانند آهن در هموگلوبین بسیار مهم هستند).

ترکیبات غیر آلی

هر ترکیب آلی را خارج کنید. شما با ترکیبات معدنی باقی مانده اید. اگر در تعریف ارگانیک قرار نگیرد، غیرآلی است.

به طور کلی، ترکیباتی که پیوند کووالانسی C-C یا C-H ندارند، ترکیبات معدنی نامیده می شوند.

ترکیبات زیادی وجود دارند که فقط پیوندهای کووالانسی دارند، آنها اتم کربن دارند، ولی ترکیبات آلی نیستند نمونه هایی از این نوع ترکیبات معدنی عبارتند از مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، کربنات های معدنی، کاربیدها و غیره. قابل ذکر است که آلوتروپ های کربن مانند گرافیت، گرافن یا الماس، تنها حاوی اتم های کربن هستند، اما ترکیبات غیر آلی محسوب می شوند.

همانطور که می بینید، گاهی اوقات این تعریف به خوبی مشخص نیست. در واقع، من واقعاً نتوانستم تعریف روشنی برای هر دو ارائه شده توسط IUPAC پیدا کنم. این واقعیت را نشان می دهد که تعیین خط بین مواد شیمیایی معدنی و آلی.

چند نمونه جالب از این حد وسط هستند ترکیبات آلی فلزی. اینها از یک جزء آلی تشکیل شده اند که معمولاً از طریق پیوند کربن و فلز به یک جزء معدنی متصل می شوند. اینها واقعا سرگرم کننده هستند و یکی از موضوعات تحقیقاتی گسترده در شیمی مدرن هستند!

تفاوت عمده بین ترکیبات آلی و معدنی

ما سعی خواهیم کرد در یک جدول مقایسه سریع تفاوت های کلیدی بین ترکیبات آلی و معدنی را خلاصه کنیم.

با این حال، به خاطر داشته باشید که در بیشتر موارد این ها فقط کلی گویی هستند و برای هیچ سناریویی صادق نخواهند بود و قطعا استثنا خواهند داشت.

	ترکیبات آلی	ترکیبات معدنی
تعریف	ترکیبات آلی عموماً توسط یک ستون فقرات ساخته شده از پیوندهای کووالانسی C-C و C-H ساخته می شوند.	ترکیبات معدنی دارای ستون فقرات مبتنی بر پیوندهای کووالانسی C-C نیستند.
وقوع	موجودات زنده معمولاً از ترکیبات آلی تشکیل شده اند.	ترکیبات معدنی معمولاً در موجودات غیر زنده مانند مواد معدنی، هوا یا فضای بیرونی یافت می شوند.
ترکیب بندی	ترکیبات آلی عمدتاً از کربن و هیدروژن و همچنین از اکسیژن، نیتروژن، هالوژن، فسفر و غیره تشکیل شده اند.	ترکیبات معدنی می توانند حاوی مقادیر زیادی از عناصر شیمیایی باشند. برای هر عنصر جدول تناوبی ترکیبات معدنی وجود دارد.
پیوند شیمیایی	ترکیبات آلی توسط پیوندهای کووالانسی در کنار هم نگه داشته می شوند.	ترکیبات معدنی پیوندهای یونی یا پیوندهای فلزی را تشکیل می دهند، اگرچه ممکن است پیوندهای کووالانسی نیز وجود داشته باشد.
انحلال پذیری	به طور کلی، ترکیبات آلی کمتر در آب حل می شوند. آنها معمولا در حلال های آلی محلول هستند.	به طور کلی، ترکیبات معدنی محلول در آب و محلول کمتری در حلال های آلی هستند.
نقطه ذوب	به طور کلی، ترکیبات آلی نقطه ذوب و جوش پایینی دارند.	به طور کلی، ترکیبات معدنی نقطه ذوب و جوش بالایی دارند.
مثال ها	کربوهیدرات ها، لیپیدها، پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، حلال های آلی، متان…	کلرید سدیم (نمک سفره)، گرافیت، آهن فلزی، فولاد، شیشه، دی اکسید کربن…

و همانطور که احتمالاً می توانید حدس بزنید، نمونه های هر دو نوع هر دو نوع می توانند برای همیشه ادامه داشته باشند.

نمونه هایی از ترکیبات آلی

زمان شیرجه رفتن در یادگیری شیمی آلی است! اینها تنها چند نمونه طبیعی و غیرطبیعی از ترکیبات آلی هستند.

کربوهیدرات ها

اینها معمولاً به عنوان قند شناخته می شوند. از نظر گروههای عاملی، اینها آلدئیدها یا کتونهایی هستند که دارای گروههای هیدروکسیل اضافی هستند. کربوهیدرات ها راه ساده ای برای نشان دادن ترکیبات آلی هستند، زیرا آنها فقط زنجیره ای از پیوندهای کووالانسی C-C و C-H در شرکت برخی از معمول ترین گروه های عملکردی آلی (الکل ها و کربونیل ها) هستند. نمونه هایی از کربوهیدرات ها گلوکز، فروکتوز، ساکارز و غیره هستند.

پروتئین ها

پروتئین ها از زنجیره ای از اسیدهای آمینه تشکیل شده اند که به یکدیگر متصل شده و پپتیدها را تشکیل می دهند. پروتئین ها در واقع پلیمرهایی هستند که می توانند از یک زنجیره منفرد متشکل از اسیدهای آمینه متعدد یا چندین زنجیره که توسط برهمکنش های غیر کووالانسی در کنار هم قرار می گیرند، تشکیل شوند. از آنجایی که آنها از اسیدهای آمینه ساخته شده‌اند، حاوی اتم‌های کربن، هیدروژن، اکسیژن و همچنین نیتروژن هستند که همه چیز توسط پیوندهای کووالانسی و همچنین فعل و انفعالات غیرکووالانسی به هم متصل می‌شود. یک مثال کلاسیک از پروتئین ها آنزیم ها هستند.

حلال های آلی

حلال‌های آلی ترکیبات آلی هستند که معمولاً برای حل کردن مواد شیمیایی در آزمایشگاه، عمدتاً برای ایجاد واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شوند. آنها می گویند “مانند حل می شود”، بنابراین این حلال ها برای انجام واکنش های آلی ضروری هستند. آنها معمولاً ترکیبات آلی ساده ای هستند که از کربن، هیدروژن و همچنین اکسیژن یا نیتروژن، گاهی اوقات گوگرد ساخته شده اند. آنها معمولاً در دمای اتاق مایع هستند و نقطه جوش آنها از 40 درجه سانتیگراد تا 200 درجه سانتیگراد متغیر است. نمونه های رایج عبارتند از هگزان، سیکلوهگزان (CyH)، استون، تتراهیدروفوران (THF)، تولوئن (PhMe)، اتانول (EtOH)، متانول (MeOH)، بنزن (PhH)، دی متیل سولفوکسید (DMSO) یا دی متیل فرمامید (DMF).

هر ترکیب آلی که می توانید تصور کنید در آزمایشگاه شیمی آلی بسازید

تنها محدودیت برای ترکیبات آلی تخیل شیمیدان است. به احتمال زیاد تعداد نامحدودی از ترکیبات وجود دارد که در آنها می توانید اتم های کربن و هیدروژن را برای تشکیل ترکیبات آلی مرتب کنید. ناگفته نماند عناصر دیگر.

این چیزی است که من فقط در کمتر از 1 دقیقه در ChemDraw ساختم، و به نظر یک ترکیب آلی کاملا معقول است.

نمونه هایی از ترکیبات معدنی

برای مطالعه قلمرو شیمی معدنی آماده می شوید؟ اینها فقط چند نمونه رایج از مولکولهای معدنی هستند.

NaCl – کلرید سدیم یا نمک خوراکی

نمکی که برای پخت و پز استفاده می کنید بیشتر کلرید سدیم، NaCl است، و این کلاسیک ترین نمونه از یک ترکیب معدنی است. به طور خاص، این یک ترکیب یونی است که از تعداد مساوی کاتیون های سدیم (I) و آنیون های کلرید تشکیل شده است که از طریق یک شبکه سه بعدی متقارن مرتب شده اند.

دی اکسید کربن

دی اکسید کربن نمونه دیگری از ترکیبات معدنی با فرمول شیمیایی CO است₂. علیرغم وجود اتم کربن، CO₂ به عنوان یک ترکیب غیرآلی در نظر گرفته می شود زیرا حاوی کربن و پیوندهای کووالانسی مستقیماً یک ترکیب را آلی نمی کند. شما به پیوند C-H نیاز دارید یا یک معادل

به عنوان مثال، تتراکلرید کربن، CCl4، یک ترکیب آلی در نظر گرفته می شود، زیرا به جای پیوندهای کووالانسی C-H دارای پیوندهای C-Cl است که از نظر الکترونیکی معادل هستند. مدل پیوند در دی اکسید کربن، مونوکسید کربن و سایر ترکیبات معدنی کوچک کاملاً متفاوت است.

الماس و گرافیت

آلوتروپ های کربن مانند گرافیت، گرافن یا الماس به عنوان ترکیبات معدنی طبقه بندی می شوند، حتی اگر دارای

نمونه ای از یک ترکیب آلی فلزی

درست در وسط ترکیبات آلی و معدنی، ما می‌توانیم ترکیبات آلی فلزی را پیدا کنیم که با داشتن پیوند کربن و فلز مشخص می‌شوند (که در بسیاری از موارد یک “هیبرید” بین یک پیوند کووالانسی و یک پیوند یونی است).

نمونه‌ای از این معرف‌های گریگنارد (مانند فنیل منیزیم برومید) یا ترکیبات ارگانولیتیوم (مانند بوتیل لیتیوم) هستند.

به جمع بندی

امیدوارم بتوانیم به وضوح تفاوت های اساسی بین ترکیبات آلی و معدنی را توضیح دهیم.

ترکیبات آلی همیشه حاوی اتم‌های کربن و تقریباً همیشه اتم‌های هیدروژن هستند که همه آنها توسط نیروهای کووالانسی در کنار هم نگه داشته می‌شوند.

ترکیبات معدنی فقط بقیه هستند!