Concetti Chiave
- Fino al XIX secolo, si credeva che i composti organici fossero distinti da quelli inorganici, ma oggi si sa che seguono le stesse leggi chimiche.
- La chimica organica studia il carbonio e i suoi composti, escludendo la CO2, mentre la chimica inorganica si occupa di strutture non viventi come minerali e rocce.
- Il carbonio è un elemento fondamentale nella vita quotidiana, presente in farmaci, combustibili e plastica, e forma milioni di composti diversi.
- I legami del carbonio possono essere semplici, doppi o tripli, e portano alla formazione di catene carboniose con strutture lineari, ramificate o ad anello.
- I composti organici possono essere rappresentati con formule grezze o formule di struttura, con quest'ultime che evidenziano i legami chimici e facilitano l'identificazione degli isomeri.
Evoluzione della chimica organica
Fino alla metà dell'Ottocento gli scienziati credevano che i composti organici fossero diversi, quanto a proprietà, da quelli inorganici, ma oggi è stato dimostrato il contrario.
Infatti, essi seguono le stesse leggi e sono costituiti dalle stesse tipologie di elementi; tuttavia, è rimasta la distinzione tra chimica organica e inorganica.
La prima, infatti, si occupa di studiare le proprietà del carbonio e dei composti che forma, fatta eccezione per la CO2 e i suoi derivati; invece, quella inorganica si occupa di studiare la struttura degli organismi non viventi, per esempio i minerali e le rocce.
Il carbonio e la sua versatilità
Quanto al carbonio, esso è un elemento contenuto in molti oggetti della vita quotidiana, come farmaci, combustibili, plastica e vernici.
È un elemento che si potrebbe definire “versatile”, in quanto forma composti con molti elementi diversi, addirittura arrivando a 5 milioni; inoltre, è presente in gran parte nelle cellule, dove si occupa di formare composti dalle molteplici funzioni.
Appartiene al IV gruppo della tavola periodica, ciò significa che presenta 4 elettroni nel guscio più esterno [strato di valenza] (sommati ai 2 del primo se ne hanno 6 in tutto); per completare lo stesso guscio potrebbe prendere 2 strade diverse, sia cedendo che acquistando i 4 elettroni mancanti.
La scelta ricade su quest'ultima opzione, con la formazione di legami covalenti con atomi di altri elementi, che possono essere semplici (1 coppia di elettroni spaiati condivisi), doppi (2 coppie) oppure tripli (3 coppie).
Legami e strutture del carbonio
Molto spesso il carbonio riesce a creare legami con l'idrogeno, e tutti i composti formati solo da questi 2 elementi prendono il nome di idrocarburi.
Quando il carbonio stesso si lega con altri atomi dà origine a catene carboniose, di lunghezza variabile e una struttura di 3 tipi differenti: lineare, ramificata e ad anello (più stabile, a livello chimico, di tutte).
I legami formati sono molto stabili e non si spezzano facilmente; inoltre, se si aggiungono atomi di elementi diversi, si possono formare davvero moltissimi composti.
Infine, è bene sapere che tutti i composti possono essere rappresentati in 2 maniere, mediante formula grezza oppure formula di struttura. La prima è poco usata, perché fornisce indicazioni solo riguardo al numero e al tipo di atomi coinvolti, mentre la seconda è molto comune perché permette di evidenziare i legami formati, dato che in questi casi è molto comune imbattersi in 2 isomeri, ovvero molecole che presentano la stessa formula grezza (stesso numero e tipo di atomi coinvolti) ma diversa formula di struttura (differenti legami tra gli atomi): due esempi sono costituiti dal glucosio e dal fruttosio, due zuccheri con formula grezza C6H12O6 .
Domande da interrogazione
- Qual è la principale differenza tra chimica organica e inorganica?
- Perché il carbonio è considerato un elemento versatile?
- Quali sono i tipi di legami che il carbonio può formare?
- Come vengono rappresentati i composti chimici e qual è la differenza tra le due rappresentazioni?
La chimica organica si occupa delle proprietà del carbonio e dei composti che forma, escludendo la CO2 e i suoi derivati, mentre la chimica inorganica studia la struttura degli organismi non viventi, come minerali e rocce.
Il carbonio è considerato versatile perché forma composti con molti elementi diversi, arrivando a circa 5 milioni di composti, ed è presente in gran parte nelle cellule, dove svolge molteplici funzioni.
Il carbonio può formare legami covalenti semplici, doppi e tripli con altri atomi, creando strutture di catene carboniose che possono essere lineari, ramificate o ad anello.
I composti chimici possono essere rappresentati mediante formula grezza, che indica solo il numero e il tipo di atomi, e formula di struttura, che evidenzia i legami tra gli atomi; quest'ultima è più comune e utile per identificare isomeri.
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