Chimie organique

Nous expliquons ce qu’est la chimie organique, les composés qu’elle étudie et comment elle est classée. Aussi, quelles sont ses caractéristiques et exemples.

Qu’est-ce que la chimie organique ?

La chimie organique ou chimie du carbone est la branche de la chimie qui concentre ses intérêts sur l’étude des substances et composés organiques , c’est-à-dire ceux qui ont du carbone et de l’hydrogène comme base combinatoire , bien qu’ils puissent également avoir de l’oxygène , du soufre , de l’azote , du phosphore et halogènes .

Les éléments chimiques qui composent les composés organiques sont considérés comme essentiels à la vie .

La chimie organique s’intéresse à la structure, au comportement, aux propriétés, aux utilisations et à l’origine de ce type de composés chimiques, fondamentaux non seulement pour notre compréhension de la vie et des processus qui la soutiennent, mais aussi pour la plupart des processus énergétiques et industriels que l’humanité a développé au cours des siècles.

L’origine de son nom vient de certaines théories en vogue jusqu’au XIXe siècle, qui supposaient que tous les composés organiques étaient nécessairement des résidus d’ êtres vivants , théorie qui supposait l’existence d’une « force vitale ».

Voir aussi : Acides et bases

Histoire de la chimie organique

La chimie organique est devenue une branche importante de la chimie au XXe siècle , lorsque de nouvelles méthodes d’ investigation des substances d’origine végétale et animale sont devenues possibles.

Cependant, déjà en 1828, le chimiste allemand Friedrich Wöhler s’était rendu compte qu’une substance inorganique telle que le cyanate d’ammonium pouvait être convertie en une substance organique telle que l’urée, présente dans l’urine de nombreux animaux , contrevenant ainsi à la théorie selon laquelle les composés organiques nécessitaient l’intervention obligatoire. d’un être vivant.

Différences entre la chimie organique et inorganique

La différence fondamentale entre ces deux branches de la science réside dans le type de substances auxquelles chacune s’intéresse :

• chimie organique . Il se concentre sur les composés dont le carbone et l’hydrogène sont les principaux constituants, fondamentaux pour la chimie de la vie.
• chimie inorganique . Il traite du reste des éléments, dont la participation aux substances vitales est possible, mais non comme ses éléments essentiels. Ainsi, il existe des composés inorganiques qui contiennent du carbone et de l’hydrogène mais il n’y a pas de composé organique qui en manque.

Pour cette raison, la chimie inorganique explore principalement la liaison des atomes par des interactions électrostatiques, ainsi que des liaisons métalliques, tandis que la chimie organique se concentre sur les liaisons covalentes (partage d’électrons).

composés organiques

Les chimistes modernes considèrent les éléments organiques comme ceux qui apparaissent le plus souvent dans ce type de composés, comme le carbone (C), l’hydrogène (H), le soufre (S), l’oxygène (O), l’azote (N) et tous les halogènes. Cela ne signifie pas que d’autres éléments organiques et non organiques ne sont pas présents dans les substances organiques.

En général, les composés organiques sont de mauvais conducteurs de chaleur et d’électricité , certains sont solubles dans les solvants apolaires, et d’autres dans l’eau , et sont combustibles.

Classification des composés organiques

Les composés organiques peuvent être classés en :

• Hydrocarbures aromatiques . Ce sont des composés organiques cycliques et stables, qui ont des liaisons carbone-carbone doubles et simples alternées dans leur structure.
• Hydrocarbures aliphatiques . Ce sont de simples hydrocarbures non aromatiques , c’est-à-dire qu’ils ont une structure sous forme de chaîne linéaire ou cyclique, mais sans alternance de doubles et simples liaisons entre leurs atomes de carbone .
• Hétérocycliques . Ce sont des composés organiques dans la structure cyclique desquels un ou plusieurs de leurs atomes de carbone ont été remplacés par des atomes d’autres éléments, tels que l’azote, le soufre ou l’oxygène.
• Organométallique . Ce sont des composés organiques dont les atomes de carbone sont liés par covalence à un atome de métal.
• polymères . Ce sont de grandes chaînes macromoléculaires composées d’unités plus petites (monomères) et liées entre elles par des liaisons covalentes.
  

Relation avec la biologie

La chimie organique est l’une des branches de la chimie qui collabore le plus étroitement avec la biologie , donnant naissance à la biochimie. L’axe principal de cette collaboration est lié aux métabolismes , c’est-à-dire aux processus moléculaires qui se déroulent dans le corps des êtres vivants.

Origine des composés organiques

Il existe différentes manières de produire des substances organiques selon qu’elles sont produites ou non avec l’intervention d’un être vivant :

• Processus in vivo . Ce terme signifie « à l’intérieur des êtres vivants », et fait référence aux composés et substances que les organismes vivants synthétisent pour mener à bien leurs différents processus de nutrition, de reproduction , de croissance et de régulation. Certains de ces composés sont :
  • protéines . Ce sont des macromolécules composées d’acides aminés (molécules plus petites qui ont un groupe fonctionnel aminé (-NH ₂ ) à une extrémité et un groupe carboxyle (-COOH) à l’autre extrémité). Ils sont très importants pour maintenir la vie des êtres vivants.
  • glucides . Ce sont des molécules composées de carbone, d’hydrogène et d’oxygène. Ils sont aussi appelés « sucres » et ont un rôle fondamental dans la vie des plantes et des animaux.
  • lipides _ Ils sont composés principalement de carbone et d’hydrogène. Ils servent de réserve d’énergie chez les êtres vivants.
  • Acides nucléiques . Sa structure est composée de carbone, d’hydrogène, d’oxygène, d’azote et de phosphore. Ils stockent l’information génétique des êtres vivants et la transmettent de génération en génération.
• processus ex vivo . Ce sont des composés organiques produits dans des laboratoires ou des environnements dans lesquels aucun être vivant n’est intervenu. Par exemple:
  • Processus géologiques . Certains processus sédimentaires peuvent maintenir la matière organique dans des conditions spécifiques de pression et de température suffisamment longtemps pour former des composés organiques plus complexes, comme le pétrole ou le gaz naturel.
  • Synthèse planétaire . Des substances organiques telles que l’acide formique ont été trouvées dans la queue de certaines comètes, ce qui suggère que les conditions de leur formation spontanée étaient autrefois propices dans le système solaire .
  • Laboratoire . De nombreuses substances organiques n’existeraient pas sans la manipulation de l’ être humain , capable de les créer et de les recréer dans des laboratoires spécialisés.

isomérie

L’une des particularités des composés organiques qui est essentielle pour leur étude chimique concerne la possibilité qu’une même molécule organique (avec les mêmes atomes dans la même proportion) soit structurellement ordonnée de manière différente et donne naissance à un composé différent.

Ces composés qui partagent le même nombre d’éléments mais pas la même structure sont appelés « isomères ». Par exemple, l’éthanol et l’éther diméthylique sont des isomères, tous deux ayant la même quantité de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, mais des structures moléculaires différentes.

Importance de la chimie organique

La chimie organique offre à l’humanité non seulement une meilleure compréhension de la dynamique de la formation de la vie (y compris son propre corps) mais aussi la possibilité de fabriquer des médicaments et d’ exploiter les propriétés uniques des composés organiques à des fins diverses de procédés industriels , à partir de textiles, de plastiques , des solvants, aux industries de l’énergie et de la pétrochimie, qui occupent une place centrale dans le monde contemporain.

Exemples de composés organiques

Voici quelques exemples possibles de composés organiques :

• Benzène (C ₆ H ₆ )
• Glucose ( _{C6H12O6 )} _ _{_} _
• Acide lactique (C ₃ H ₆ O ₃ )
• diesel
• graisse animale
• Les antibiotiques

Procédés utilisés par la chimie organique

Il existe plusieurs exemples quotidiens de procédés impliquant la chimie organique :

• La fabrication de savons à partir de graisses animales et végétales .
• La fermentation et la distillation des sucres ( hydrates de carbone ) pour obtenir des alcools et fabriquer des boissons, des solvants et des produits divers.
• La fabrication d’amidon par les plantes lors de leur photosynthèse.
• Les procédés d’obtention de divers dérivés du pétrole, tels que le plastique, l’essence, le benzène ou le nylon.
• La création d’antibiotiques spécifiques pour certains types de bactéries .

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