- Diferències principals entre compostos orgànics i inorgànics
- Els compostos inorgànics s'obtenen de fonts naturals més abundants que les dels compostos inorgànics
- Els vidres inorgànics solen ser iònics mentre que els cristalls orgànics tendeixen a ser moleculars
- El tipus d'enllaç que governa en els compostos orgànics és covalent
- En els compostos orgànics predominen els enllaços covalents entre àtoms de carboni
- Els compostos orgànics solen tenir masses molars més grans
- Els compostos orgànics són més abundants en nombre
- Els compostos inorgànics són elementalment més diversos
- Els compostos inorgànics tenen punts de fusió i ebullició més alts
- Els compostos orgànics són més rars en l'Univers
- Els compostos orgànics sustenten la vida en un grau molt més gran que els inorgànics
- referències
Les diferències entre compostos orgànics i inorgànics no sempre són simples, ni obeeixen una regla immutable, ja que pel que fa a la química hi ha sens fins d'excepcions que contradiuen o posen en dubte els coneixements previs. No obstant això, hi característiques que permeten discernir entre molts compostos quins o no són inorgànics.
Per definició, la química orgànica és l'estudi que comprèn totes les branques de la química de l'carboni; per tant, és lògic pensar que els seus esquelets es componguin d'àtoms de carboni. En canvi, els esquelets inorgànics (sense entrar en polímers) solen conformar per qualsevol altre element de la taula periòdica diferent a l'carboni.
Els éssers vius, en totes les seves escales i expressions, estan fets pràcticament de carboni i altres heteroàtoms (H, O, N, P, S, etc.). De manera que tot la verdor que recobreix l'escorça terrestre, així com les criatures que caminen sobre ell, són exemples vivents de compostos orgànics barrejats complexa i dinàmicament.
En canvi, perforant la terra ia les muntanyes trobem cossos minerals rics en composició i formes geomètriques, els quals en la seva immensa majoria són compostos inorgànics. Aquests últims també defineixen gairebé íntegrament l'atmosfera que respirem, i els oceans, rius i llacs.
Diferències principals entre compostos orgànics i inorgànics
| compostos orgànics | compostos inorgànics |
|---|---|
| Contenen àtoms de carboni | Es conformen d'elements diferents a l'carboni |
| Formen part dels éssers vius | Formen part d'éssers inerts |
| Són menys abundants en fonts naturals | Són més abundants en fonts naturals |
| Solen ser moleculars | Solen ser iònics |
| Enllaços covalents | Enllaços iònics |
| Masses molars més grans | Menors masses molars |
| Són menys diversos | Són elements més diversos |
| Punts de fusió i ebullició menors | Punts de fusió i ebullició més alts |
Els compostos inorgànics s'obtenen de fonts naturals més abundants que les dels compostos inorgànics
Cristalls de sucre (dreta) i sal (esquerra) vists a l'microscopi. Font: Oleg Panichev
Encara que potser hi hagi excepcions, en general els compostos inorgànics s'obtenen de fonts naturals més abundants que aquelles per als compostos orgànics. Aquesta primera diferència comporta a una afirmació indirecta: els compostos inorgànics són més abundants (en la Terra i en el Cosmos) que els compostos orgànics.
És clar, en un jaciment petrolier predominaran els hidrocarburs i afins, els quals són compostos orgànics.
Reprenent l'apartat, pot esmentar-se a la parella sucre-sal com a exemple. A dalt hi ha els cristalls de sucre (més robustos i facetats) i de sal (més petits i arrodonits).
El sucre s'obté, després d'una sèrie de processos, de les plantacions de canya de sucre (en regions assolellades o tropicals) i de les remolatxes sucreres (en regions fredes o a el principi dels hiverns o tardors). Totes dues són matèries primeres naturals i renovables, que es conreen fins a la seva deguda collita.
Mentrestant, la sal prové d'una font molt més abundant: el mar, o llacs i dipòsits de sals com a mineral halita (NaCl). Si es reunissin tots els camps de canya de sucre i remolatxes sucreres, no podrien igualar-mai amb les reserves naturals de sal.
Els vidres inorgànics solen ser iònics mentre que els cristalls orgànics tendeixen a ser moleculars
Prenent novament el parell sucre-sal com a exemple, sabem que el sucre consisteix d'un disacàrid anomenat sacarosa, el qual al seu torn es disgrega en una unitat de glucosa i una altra de fructosa. Els cristalls de sucre ja que són moleculars, ja que són definits per la sacarosa i els seus ponts d'hidrogen intermoleculars.
Mentrestant, els cristalls de sal es constitueixen d'una xarxa d'ions Na + i Cl -, els quals defineixen una estructura cúbica centrada en les cares (fcc).
El punt central és que els compostos inorgànics solen formar cristalls iònics (o almenys, posseïdors d'un alt caràcter iònic). No obstant això, hi ha diverses excepcions, com ho són els cristalls de CO 2, H 2 S, SO 2 i d'altres gasos inorgànics, els quals solidifiquen a baixes temperatures i altes pressions, i també són moleculars.
L'aigua representa l'excepció més important a aquest punt: el gel és un vidre inorgànic i molecular.
Els pocs de neu o el gel són cristalls d'aigua, exemples excel·lents de cristalls moleculars inorgànics. Font: Sieverschar de Pixabay.
Els minerals són en essència compostos inorgànics, i els seus vidres per tant són de naturalesa predominantment iònica. És per això que aquest segon punt es considera vàlid per a un ampli espectre de compostos inorgànics, entre ells sals, sulfurs, òxids, teluros, etc.
El tipus d'enllaç que governa en els compostos orgànics és covalent
Els mateixos cristalls de sucre i sal deixen alguna cosa entredit: els primers contenen enllaços covalents (direccionals), mentre que els segons exhibeixen enllaços iònics (no direccionals).
Aquest punt està directament correlacionat amb el segon: un cristall molecular obligatòriament ha de tenir múltiples enllaços covalents (compartició d'un parell d'electrons entre dos àtoms).
Novament, les sals orgàniques estableixen certes excepcions, ja que compten a més amb un caràcter fortament iònic; per exemple, el benzoat de sodi (C 6 H 5 COONa) és una sal orgànica, però dins de l'benzoat i el seu anell aromàtic hi ha enllaços covalents. Així i tot, es diu que els seus cristalls són iònics donada la interacció electrostàtica: C 6 H 5 COO - Na +.
En els compostos orgànics predominen els enllaços covalents entre àtoms de carboni
O el que és el mateix dir: els compostos orgànics consten d'esquelets carbonats. En ells hi ha més d'un enllaç CC o CH, i aquest esquelet pot ser lineal, anellar, o ramificat, variant en el grau de les seves insaturacions i el tipus de substituent (heteroàtoms o grups funcionals). En el sucre abunden els enllaços CC, CH i C-OH.
Posem com a exemple el conjunt CO, CH 2 OCH 2 i H 2 C 2 O 4. Quins d'aquests tres compostos són inorgànics?
Al CH 2 OCH 2 (diòxid de etilè) hi ha quatre enllaços CH i dos enllaços CO, mentre que en l'H 2 C 2 O 4 (àcid oxàlic) n'hi ha un CC, dos C-OH i dues C = O. L'estructura de l'H 2 C 2 O 4 es pot escriure com HOOC-COOH (dos grups carboxil enllaçats). Mentrestant, el CO consisteix d'una molècula representada usualment amb un enllaç híbrid entre C = O i C≡O.
Atès que en el CO (monòxid de carboni) hi ha tan sols un àtom de carboni enllaçat a un d'oxigen, aquest gas és inorgànic; els altres compostos són orgànics.
Els compostos orgànics solen tenir masses molars més grans
Estructura representada amb línies per a l'àcid palmític. Pot notar-se el gran que és comparat a compostos inorgànics més petits, o a l'pes fórmula de les seves sals. Font: Wolfgang Schaefer
Per exemple, les molars dels compostos anteriors són: 28 g / mol (CO), 90 g / mol (H 2 C 2 O 4) i 60 g / mol (CH 2 OCH 2). Per descomptat, el CS 2 (disulfur de carboni), compost inorgànic i la massa molar és 76 g / mol, "pesa" més que el CH 2 OCH 2.
Però, què hi ha dels greixos o àcids grassos? De les biomolècules com l'ADN o les proteïnes? O dels hidrocarburs de cadenes lineals extenses? O dels asfaltens? Les seves masses molars sobrepassen fàcilment els 100 g / mol. L'àcid palmític (imatge superior), per exemple, té una massa molar de 256 g / mol aproximadament.
Els compostos orgànics són més abundants en nombre
Alguns compostos inorgànics, anomenats complexos de coordinació, si presenten isomeria. No obstant això, aquesta és menys diversa comparada amb la isomeria orgànica.
Fins i tot si sumem totes les sals, òxids (metàl·lics i no metàl·lics), sulfurs, telururos, carburs, hidrurs, nitrurs, etc., no reuniríem potser ni tan sols la meitat dels compostos orgànics que puguin existir en la naturalesa. Per tant, els compostos orgànics són més abundants en nombre i més rics en estructures.
Els compostos inorgànics són elementalment més diversos
No obstant això, d'acord a diversitat elemental, els compostos inorgànics són més variats. Per què? Perquè amb la taula periòdica a la mà es pot construir qualsevol tipus de compost inorgànic; mentre que un compost orgànic, es limita només als elements: C, H, O, P, S, N, i X (halògens).
Tenim molts metalls (alcalins, alcalinoterris, de transició, lantànids, actínids, els de el bloc p), i infinitats d'opcions de combinar-los amb diversos anions (d'ordinari inorgànics); com ara: CO 3 2- (carbonats), Cl - (clorurs), P 3- (fosfurs), o 2- (òxids), OH - (hidròxids), SO 4 2- (sulfats), CN - (cianurs), SCN - (tiocianats), i molts més.
Cal notar que els anions CN - i SCN - semblessin ser orgànics, però són en realitat inorgànics. Una altra confusió la marca l'anió oxalat, C 2 O 4 2-, el qual és orgànic i no inorgànic.
Els compostos inorgànics tenen punts de fusió i ebullició més alts
Novament, hi ha diverses excepcions a aquesta regla, ja que tot depèn de quin parell de compostos s'estigui comparant. No obstant això, apegándonos a les sals inorgàniques i orgàniques, les primeres solen tenir punts de fusió i ebullició majors que les segones.
Aquí ens trobem amb un altre punt implícit: les sals orgàniques són susceptibles a descompondre, ja que la calor trenca els seus enllaços covalents. Tot i així, comparem el parell tartrat de calci (CaC 4 H 4 O 6) i carbonat de calci (CaCO 3). El CaC 4 H 4 O 6 es descompon als 600 ºC, mentre que el CaCO 3 es fon als 825 ºC.
I això que el CaCO 3 està lluny de ser una de les sals amb els majors punts de fusió, com en els casos de l'CaC 2 (2160 ºC) i CaS 2 (2525 ºC): carbur i sulfur de calci, respectivament.
Els compostos orgànics són més rars en l'Univers
Els compostos orgànics més simples i primitius, com el metà, CH 4, la urea, CO (NH 2) 2, o l'aminoàcid glicina, NH 2 CH 2 COOH, són espècies molt rares en el Cosmos comparades amb l'amoníac, diòxid de carboni, òxids de titani, carbó, etc. A l'Univers fins als materials precursors de la vida no es detecten amb freqüència.
Els compostos orgànics sustenten la vida en un grau molt més gran que els inorgànics
La closca d'un morrocoy consisteix d'una barreja d'ossos coberts per queratina, els quals es componen al seu torn d'una matriu inorgànica (minerals d'hidroxiapatita i afins) i orgànica (col·lagen, cartílags i nervis). Font: Morrocoy_ (Geochelone_carbonaria).jpg: The Photographerderivative work: The Photographer
La química de l'carboni, l'orgànica, aplicada en l'enteniment dels processos metabòlics, es transforma en la bioquímica (i des del punt de vista dels cations metàl·lics, a la bioinorgànica).
Els compostos orgànics són la pedra angular de la vida (com la de l'morrocoy de la imatge superior), gràcies als enllaços CC i a l'enorme conglomerat d'estructures resultants d'aquests enllaços, ja la seva interacció amb cristalls de sals inorgàniques.
Tornant a el parell sucre-sal, les fonts naturals de l'sucre estan vives: són cultius que es desenvolupen i moren; però no passa el mateix amb les fonts de la sal: els mars ni tampoc els dipòsits salins són vius (en un sentit fisiològic).
Les plantes i els animals sintetitzen una infinitat de compostos orgànics, els quals integren un ventall extens de productes naturals (vitamines, enzims, hormones, greixos, colorants, etc.).
No obstant això, no podem deixar per fora el fet que l'aigua és el solvent de la vida (i és inorgànica); i tampoc que l'oxigen és indispensable per a la respiració cel·lular (sense nomenar els cofactors metàl·lics, que no són compostos inorgànics sinó cations). Per tant, la inorgànica també juga un paper crucial en la definició de la vida.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). Cengage Learning.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organic Chemistry. Amines. (10th edition.). Wiley Plus.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 juliol 2019). The Difference Between Organic and Inorganic. Recuperat de: thoughtco.com
- Texas Education Agency. (2019). Organic or Inorganic? Recuperat de: texasgateway.org
- Sucrose. (Sf). How Sugar is Made: an Introduction. Recuperat de: sucrose.com
- Wikipedia. (2019). List of Inorganic compounds. Recuperat de: en.wikipedia.org