المركبات العضوية في الكيمياء

المركّبات العضويّة

تعبّر المركّبات العضويّة عن مجموعةٍ كبيرةٍ من المركّبات الكيميائيّة، وتتميّز باحتوائها على ذرّة أو أكثر من عنصر الكربون المرتبطة بذرّات العناصر الأخرى عن طريق الرابطة الكيميائيّة التشاركيّة، وغالباً ما تكون هذه الذرّات مكوّنة من عنصر الهيدروجين، أو الأكسجين، أو النتروجين، وهناك بعض المركّبات الكيمائيّة المحتوية على الكربون لكن لا تعتبر من المركبات العضوية كالكربيدات، والكروبونات، والسيانيدات.

أنواع المركّبات العضويّة

يُطلق على المركّبات العضوية هذا الاسم لأنّها ترتبط بأجسام الكائنات الحيّة، حيث إنّها تشكّل هذه المواد أساس الحياة، وتُدرس بشكلٍ مفصّل في الكيمياء العضويّة، والكيمياء الحيويّة، وتوجد أربعة أنواع رئيسيّة لهذه المركّبات وتوجد في أجسام الكائنات الحيّة، كما يوجد بعض أنواع المركّبات العضويّة التي توجد أو تُنتج في بعض أعضاء الكائنات الحيّة، وما يلي هذه الأنواع:

الكربوهيدرات

تعتبر الكربوهيدرات أحد أنواع المركّبات العضويّة، وتتكوّن من الكربون، والهيدروجين، والأكسجين، حيث إنّ نسبة ذرّات الهيدروجين لذرّات الأكسجين في الكربوهيدرات تساوي 2:1، وتستخدم أعضاء الجسم الكربوهيدرات كمصدرٍ للطّاقة، ووحدات بنائيّةٍ ولغيرها من الأنشطة، وتعتبر الكربوهيدرات أكبر مجموعة من المركبّات العضويّة التي توجد في الجسم.

تُصنّف الكربوهيدرات بحسب عدد الوحدات الفرعيّة التي تحتوي عليها، ويعتبر السكّر مثالاً على مركبّاً بسيطاً من الكربوهيدرات حيث إنّه يتكوّن من وحدة واحدة من أحادي السكاريد، وعند ارتباط وحدتين يتكوّن ثنائي السكاريد، وتتكوّن مركّبات أخرى أكثر تعقيداً عند ارتباط هذه الوحدات بواحداتٍ أخرى لتكوين البوليمرات، ومثالاً على هذه المركّبات المعقدّة النشأ والكيتين، وما يلي أمثلة أخرى على الكربوهيدرات:

• الجلوكوز.
• سكر الفاكهة.
• سكر المائدة.
• السلولوز.

الدهون

تتكوّن الدهون من ذرّات الكربون، والهيدروجين، والأكسجين، وتعتبر النسبة بين ذرّات الهيدروجين لذرّات الأكسجين عالية وأعلى من النسبة الموجودة في الكربوهيدرات، وهناك ثلاث مجموعات من الدهون وهي الدهون الثلاثيّة وتضم، الدهون، والزيوت، والشمع، والمجموعة الثانية وهي الستيريدات، والمجموعة الثالثة وهي الفوسفورات، وتتكوّن الدهون الثلاثيّة من ثلاثة أحماض دهنيّة ترتبط بجزيءٍ من الجليسرول، أمّا الستيريدات فإنّها تتكوّن بشكلٍ أساسي من أربعة حلقات كربونيّة ترتبط ببعضها، وتتشابه الفوسفورات مع الدهون الثلاثيّة باستثناء وجود مجموعة من الفوسفات بدلاً من سلسلة الأحماض الدهنيّة.

تُستخدم الدهون كمصدر للطّاقة، ووحداتٍ بنائيّة، بالإضافة إلى أنّها تعطي إشارة للخلايا لمساعدتها على التواصل مع بعضها، وما يلي بعض الأمثلة على الدهون:

• الكولسترول.
• البارافين.
• زيت الزيتون.
• السمن.
• الكورتيزول.
• هرمون الاستروجين.
• طبقة ثنائيّة الفوسفوريّة تشكّل غشاء الخليّة.

البروتينات

تتكوّن البروتينات من سلسلةٍ من الأحماض الأمينيّة التي تسمّى الببتيدات، حيث إنّ الببتيدات مكوّنة من سلاسل من الأحماض الأمينيّة، ويمكن أن يتشكّل البروتين من سلسلة واحدة من الببتيد أو من سلسلةٍ بنائيّةٍ معقدّةٍ يكون الببتيد فيها وحدةٍ فرعيّةٍ تتجمّع مع وحداتْ أخرى لتشكيل الوحدة، وتتكوّن البروتينات من الهيدروجين، والأكسجين، والكربون، والنيتروجين، كما تحتوي أنواع أخرى من البروتينات على الكبريت، والفوسفور، والحديد، والنحاس، والمغنيسيوم .

تقوم البروتينات بأنشطةٍ متعددةٍ في الخلايا، حيث إنّها تُستخدم كوحداتٍ بنائيّة، وتحفّز ردّات الفعل الكيميائيّة الحيويّة، وردّات الجهاز المناعي، وتجميع ونقل المواد، والمساهمة في تكاثر المواد الجينيّة، وما يلي بعض الأمثلة على البروتينات:

• الإنزيمات.
• الكولاجين.
• الكيراتين.
• الزلال.
• الهيموغلوبين.
• الميوجلوبين.
• الليفين.

الأحماض النووية

تعتبر الأحماض الأمينيّة من أنواع البوليمرات البيولوجيّة وتتكوّن من سلاسل مونومرات النيوكليوتيدات، حيث تتكوّن النيوكليوتيدات من قاعدة نتروجينيّة، وجزيء سكّري، ومجموعة فوسفات، وتستخدم خلايا الجسم الأحماض الأمينيّة كشفرة للمعلومات الجينيّة في الكائنات الحيّة، وما يلي بعض الأمثلة على هذا النوع:

• الحمض النووي وهو حمض ديوكسيريبونوكليك.
• الحمض النووي الريبي.

أنواع أخرى من المركّبات العضويّة

يوجد هناك عدد كبير من أنواع المركّبات العضويّة الأخرى وتتضمّن المحاليل، والعقاقير المخدّرة، والفيتامينات، والصبغات، والنكهات الصناعيّة، والسموم، والجزيئات التي تستخدم كسلائف في المركّبات الكيميائيّة الحيوّية، وما يلي بعض الأمثلة على هذا النوع:

• الأسيتالديهيد.
• الاسيتامينوفين.
• الأسيتون.
• الأستيلين وهو غاز عديم اللون.
• البنزيلديهايد.
• البيوتين.
• البروموفينول الأزرق.
• الكافيين.
• رابع كلوريد الكربون.
• الفوليرين.
• الهيبتان.
• الميثانول.
• غاز الخردل.
• الونيلين وهو مركباً كيميائيّاً.

خصائص المركّبات العضويّة

تتميّز المركّبات العضويّة بما يلي:

• صعوبة فصل خصائص المركبّات العضويّة، حيث إنّ المتطلّب الأساسي هو ذرّات الكربون، على الرغم من وجود بعض أنواع المركّبات غير العضويّة التي تحتوي على الكربون، بالإضافة إلى أنّ الروابط بين المركّبات العضويّة ضعيفة جداً.
• يعبّر مفهوم المركّبات العضويّة عن الجزيئات التي يحتويها المركّب والتي تتكوّن من عدد كبير من ذرّات الكربون التي لا يمكن قياسها بشكلٍ دقيق.
• يعتقد بعض الباحثين أنّه يجب وجود رابطة كربون-كربون، أو رابطة كربون-هيدروجين كشرط ٍلضم المادّة للمركّبات العضويّة.
• تنطبق النظريّة الحيويّة على خصائص المركّبات العضويّة، وتنص هذه النظريّة على أنّ هناك قوّة الحياة في المركبات العضويّة الخاصّة بالكائنات الحيّة، وهذه القوّة لا توجد في المركّبات الغير حيّة أي الغير عضويّة.
• تتميّز خصائص المركّبات العضويّة بأنّها متنوعة، ولذلك تم تصنيفها لفئاتٍ مختلفةٍ.
• تحتوي الهيدروكربونات على الألكانات، والألكينات والتي تتميّز بميلها للحرق، وبالتالي فإنّ معظم مصادر الوقود المعروفة لدينا هي الهيدروكروبونات.
• تحتوي المركّبات العضويّة على مجموعاتٍ وظيفيّةٍ، وتعبر عن وحدةٍ هيكليّة تتكوّن من مجموعاتٍ من الذرّات الموجودة في جزيء مرتبط برابطةٍ تساهميّة، وتساهم هذه المجموعات الوظيفيّة في إنتاج الخصائص الكيميائيّة للجزيء.
• يعتبر الحجم خاصيّة مهمّة في المركّبات الكيميائيّة ويعطي تنوعاً كبيراً من مركّبٍ إلى آخر.
• تحتوي المركّبات العضويّة غالباً وخاصّة المركبّات التي لها أهميّة في مختلف مجالات البيولوجيا على سلاسل طويلة من ذرّات الكربون التي يمكن أن تدور حول بعضها، حيث إنّها ذرات مختلفة يمكن أن تشكل روابط مع هذه الكربونات، وبالتالي إنتاج تنّوع في الجزيء والمجموعات الوظيفيّة.