10 유기 화합물과 무기 화합물의 차이점 - 화학 - 2025

유기 화합물과 무기 화합물 의 차이점은 항상 단순하지도 않고 불변의 규칙을 따르지도 않습니다. 화학에 관해서는 이전 지식과 모순되거나 의심되는 수많은 예외가 있기 때문입니다. 그러나 많은 화합물 중에서 어떤 것이 무기물인지 아닌지를 식별 할 수있는 특성이 있습니다.

정의에 따르면 유기 화학은 탄소 화학의 모든 분야를 포함하는 연구입니다. 따라서 그들의 골격이 탄소 원자로 구성되어 있다고 생각하는 것은 논리적입니다. 반면에 무기 골격 (고분자에 들어 가지 않음)은 일반적으로 탄소 이외의 주기율표의 다른 원소로 구성됩니다.

모든 규모와 표현의 생명체는 실질적으로 탄소와 기타 이종 원자 (H, O, N, P, S 등)로 만들어집니다. 따라서 지각을 덮는 모든 녹지와 그 위를 걷는 생물은 복잡하고 역동적으로 혼합 된 유기 화합물의 살아있는 예입니다.

다른 한편으로 지구와 산에서 우리는 구성과 기하학적 모양이 풍부한 광 물체를 발견하며, 대부분은 무기 화합물입니다. 후자는 또한 우리가 숨쉬는 대기와 바다, 강, 호수를 거의 전체적으로 정의합니다.

유기 및 무기 화합물의 주요 차이점

유기 화합물	무기 화합물
그들은 탄소 원자를 포함합니다	탄소 이외의 원소로 구성되어 있습니다
그들은 살아있는 존재의 일부입니다	그들은 불활성 존재의 일부입니다
그들은 천연 자원이 덜 풍부합니다.	그들은 천연 자원이 더 풍부합니다
그들은 일반적으로 분자입니다	그들은 일반적으로 이온입니다
공유 결합	이온 결합
더 큰 몰 질량	낮은 어금니 질량
덜 다양하다	그들은 더 다양한 요소입니다
낮은 녹는 점과 끓는점	더 높은 녹는 점과 끓는점

무기 화합물은 무기 화합물보다 더 풍부한 천연 공급원에서 얻습니다.

현미경으로 보이는 설탕 (오른쪽)과 소금 (왼쪽)의 결정체. 출처 : Oleg Panichev

예외가있을 수 있지만 일반적으로 무기 화합물은 유기 화합물보다 더 풍부한 천연 공급원에서 얻습니다. 이 첫 번째 차이점은 간접적 인 진술로 이어집니다. 무기 화합물은 유기 화합물보다 (지구와 우주에서) 더 풍부합니다.

물론 유전에서는 유기 화합물 인 탄화수소 등이 우세 할 것이다.

섹션으로 돌아가서 설탕-소금 쌍을 예로들 수 있습니다. 위에 표시된 것은 설탕 결정 (더 견고하고 다면적)과 소금 (더 작고 둥근)입니다.

설탕은 일련의 과정을 거쳐 사탕 수수 농장 (햇볕이 잘 드는 지역 또는 열대 지역)과 사탕무 (추운 지역 또는 겨울이나 가을 초에)에서 얻습니다. 둘 다 천연 및 재생 가능한 원료이며 적법한 수확까지 재배됩니다.

한편, 소금은 훨씬 더 풍부한 원천에서 나옵니다 : 바다 또는 호수와 미네랄 암염 (NaCl)과 같은 소금 퇴적물. 사탕 수수와 사탕무의 모든 밭이 합쳐지면 소금의 자연 매장량과 같을 수 없습니다.

무기 결정은 일반적으로 이온 성이며 유기 결정은 분자 인 경향이 있습니다.

다시 설탕-소금 쌍을 예로 들면, 설탕은 자당이라는 이당류로 구성되어 있으며, 이는 다시 포도당 단위와 과당 단위로 분해됩니다. 따라서 설탕 결정은 자당과 분자간 수소 결합으로 정의되기 때문에 분자입니다.

한편, 염 결정이 나트륨의 네트워크로 구성된다 ⁺ 및 CL ^- 이온 면심 입방 구조 (FCC)를 정의한다.

요점은 무기 화합물이 일반적으로 이온 결정을 형성한다는 것입니다 (또는 적어도 높은 이온 특성을 가지고 있음). 그러나 CO ₂ , H ₂ S, SO ₂ 및 기타 무기 가스의 결정과 같은 몇 가지 예외는 저온 및 고압에서 응고되고 분자이기도합니다.

물은이 점에서 가장 중요한 예외를 나타냅니다. 얼음은 무기 및 분자 결정입니다.

소수의 눈이나 얼음은 물의 결정이며 무기 분자 결정의 훌륭한 예입니다. 출처 : Pixabay의 Sieverschar.

미네랄은 본질적으로 무기 화합물이므로 결정은 본질적으로 주로 이온 성입니다. 이것이이 두 번째 점이 염, 황화물, 산화물, 텔 라이드 등을 포함한 광범위한 무기 화합물에 대해 유효한 것으로 간주되는 이유입니다.

유기 화합물을 지배하는 결합 유형은 공유입니다.

동일한 설탕과 소금 결정은 의심의 여지가 있습니다. 전자는 공유 (방향) 결합을 포함하고 후자는 이온 (비 방향) 결합을 나타냅니다.

이 점은 두 번째 점과 직접적으로 관련이 있습니다. 분자 결정은 반드시 다중 공유 결합을 가져야합니다 (두 원자 사이에 한 쌍의 전자 공유).

다시 말하지만, 유기 염은 강한 이온 특성을 가지고 있기 때문에 특정 예외를 설정합니다. 예를 들면, 나트륨 벤조 에이트 (C ₆ H ₅ COOH를) 인 유기 염 있지만 벤조산과 방향족 고리 내에 공유 결합이있다. 그럼에도 불구하고, 그 결정은 정전 기적 상호 작용을 고려할 때 이온이라고합니다 : C ₆ H ₅ COO ^- Na ⁺ .

유기 화합물에서 탄소 원자 사이의 공유 결합이 우세합니다.

또는 똑같은 말 : 유기 화합물은 탄소 골격으로 구성됩니다. 그들 안에는 하나 이상의 CC 또는 CH 결합이 있으며,이 골격은 선형, 고리 또는 분지 형일 수 있으며 불포화 정도와 치환기 유형 (헤테로 원자 또는 작용기)이 다양합니다. 설탕에서는 CC, CH 및 C-OH 결합이 풍부합니다.

세트 CO, CH ₂ OCH ₂ 및 H ₂ C ₂ O _4를 예로 들어 봅시다 . 이 세 가지 화합물 중 무기 화합물은 무엇입니까?

CH ₂ OCH ₂ (이산화 에틸렌)에는 4 개의 CH 결합과 2 개의 CO 결합이있는 반면, H ₂ C ₂ O ₄ (옥살산)에는 CC 1 개, C-OH 2 개, C = O 2 개가 있습니다. H ₂ C ₂ O ₄ 의 구조는 HOOC-COOH (2 개의 연결된 카르복실기)로 쓸 수 있습니다. 한편, CO는 일반적으로 C = O와 C≡O 사이의 하이브리드 결합으로 표시되는 분자로 구성됩니다.

CO (일산화탄소)에는 산소 중 하나에 탄소 원자가 하나만 결합되어 있기 때문에이 가스는 무기물입니다. 다른 화합물은 유기물입니다.

유기 화합물은 더 큰 몰 질량을 갖는 경향이 있습니다

팔 미트 산 라인으로 표시되는 구조. 더 작은 무기 화합물 또는 그 염의 공식 무게와 비교하여 얼마나 큰지 알 수 있습니다. 출처 : Wolfgang Schaefer

예를 들어, 상기 화합물의 어금니 위치 : 28g / 몰 (CO), 90g / 몰 (H ₂ C ₂ O ₄ )과 60g / 몰 (CH ₂ OCH ₂ ). 물론, CS ₂ (이황화 탄소), 그 몰 질량이 76 g / 몰, CH 이상 "무게"무기 화합물 ₂ OCH ₂ .

그러나 지방이나 지방산은 어떻습니까? DNA 또는 단백질과 같은 생체 분자에서? 아니면 긴 선형 사슬을 가진 탄화수소? 아니면 아스 팔텐? 그들의 몰 질량은 쉽게 100g / mol을 초과합니다. 예를 들어 팔 미트 산 (상단 이미지)의 몰 질량은 약 256g / mol입니다.

유기 화합물이 더 풍부하다

배위 복합체라고 불리는 일부 무기 화합물은 이성질체를 나타냅니다. 그러나 유기 이성질체에 비해 덜 다양합니다.

우리가 모든 염, 산화물 (금속 및 비금속), 황화물, 텔루 라이드, 탄화물, 수 소화물, 질화물 등을 모두 합산하더라도 자연에 존재할 수있는 유기 화합물의 절반도 수집하지 못할 것입니다. 따라서 유기 화합물의 수가 더 풍부하고 구조가 더 풍부합니다.

무기 화합물은 원소 적으로 더 다양합니다.

그러나 원소 다양성에 따라 무기 화합물이 더 다양합니다. 왜? 주기율표가 있으면 모든 종류의 무기 화합물을 만들 수 있습니다. 유기 화합물이지만 C, H, O, P, S, N 및 X (할로겐) 원소로만 제한됩니다.

우리는 많은 금속 (알칼리, 알칼리 토, 전이, 란탄 족, 악티늄 족, p 블록의 금속)을 가지고 있으며, 다양한 음이온 (일반적으로 무기질)과 결합 할 수있는 무한한 옵션을 가지고 있습니다. 예컨대 : CO ₃ ^2- (카보네이트), CL ^- (염화물), P ^3- (인화물) O ^2- (산화물), OH ^- (히드 록 사이드), SO ₄ ^2- (황산염), CN ^- (시안) , SCN ^- (티오 시아 네이트), 그리고 더 많은.

참고는 CN 것을 ^- 그리고 SCN ^- 음이온은 유기 것으로 보이지만, 실제로 무기입니다. 또 다른 혼란은 옥살 레이트 음이온 인 C ₂ O ₄ ^2- 로 표시되는데, 이는 유기물이며 무기물이 아닙니다.

무기 화합물은 녹는 점과 끓는점이 더 높습니다.

다시 말하지만,이 규칙에는 몇 가지 예외가 있습니다. 모두 비교되는 화합물 쌍에 따라 다릅니다. 그러나 무기 염과 유기 염을 고수하는 전자는 후자보다 녹는 점과 끓는점이 더 높은 경향이 있습니다.

여기서 우리는 또 다른 암시 적 요점을 찾습니다. 유기 염은 열이 공유 결합을 깨뜨리기 때문에 분해되기 쉽습니다. 그럼에도 불구하고 우리는 칼슘 타르트 레이트 (CaC ₄ H ₄ O ₆ )와 탄산 칼슘 (CaCO ₃ ) 쌍을 비교했습니다 . CaC ₄ H ₄ O ₆ 는 600ºC에서 분해되고 CaCO ₃ 는 825ºC에서 녹습니다.

그리고 CaCO ₃ 는 CaC ₂ (2160 ºC)와 CaS ₂ (2525 ºC) 의 경우처럼 융점이 가장 높은 염 중 하나가 아닙니다 : 각각 탄화물과 칼슘 황화물입니다.

유기 화합물은 우주에서 더 드물다

메탄, CH ₄ , 요소, CO (NH ₂ ) ₂ 또는 아미노산 글리신 NH ₂ CH ₂ COOH 와 같은 가장 단순하고 가장 원시적 인 유기 화합물 은 암모니아, 이산화탄소에 비해 코스모스에서 매우 희귀 한 종입니다. 탄소, 산화 티탄, 탄소 등 우주에서는 생명의 전구체 물질조차도 자주 발견되지 않습니다.

유기 화합물은 무기 화합물보다 훨씬 더 많은 생명을 지원합니다

morrocoy의 껍질은 케라틴으로 덮인 뼈의 혼합물로 구성되며, 이는 차례로 무기 매트릭스 (하이드 록시 아파타이트 및 관련 미네랄)와 유기 매트릭스 (콜라겐, 연골 및 신경)로 구성됩니다. 출처 : Morrocoy_ (Geochelone_carbonaria) .jpg : The Photographer 파생 작품 : The Photographer

대사 과정의 이해에 적용되는 탄소의 유기 화학은 생화학으로 변환됩니다 (금속 양이온의 관점에서 생물 무기물로).

유기 화합물은 CC 결합과 이러한 결합으로 인한 거대한 구조의 집합체, 무기 염 결정과의 상호 작용 덕분에 위 이미지의 morrocoy와 같이 생명의 초석입니다.

설탕-소금 쌍으로 돌아 가면 설탕의 천연 공급원은 살아 있습니다. 그들은 자라서 죽는 작물입니다. 그러나 소금의 근원은 동일하지 않습니다. 바다도 염분 침전물도 살아 있지 않습니다 (생리 학적 의미에서).

식물과 동물은 광범위한 천연 제품 (비타민, 효소, 호르몬, 지방, 염료 등)을 구성하는 무수한 유기 화합물을 합성합니다.

그러나 우리는 물이 생명의 용매라는 사실을 빼놓을 수 없습니다. 산소는 세포 호흡에 필수적이지 않습니다 (무기 화합물이 아니라 양이온 인 금속 보조인자는 말할 것도 없습니다). 따라서 무기물도 생명을 정의하는 데 중요한 역할을합니다.

참고 문헌

1. Shiver & Atkins. (2008). 무기 화학. (제 4 판). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). 유기 화학. 아민. (10 판). 와일리 플러스.
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 년 7 월 3 일). 유기물과 무기물의 차이. 출처 : thoughtco.com
5. 텍사스 교육청. (2019). 유기 또는 무기? 출처 : texasgateway.org
6. 자당. (sf). 설탕이 만들어지는 방법 : 소개. 출처 : sucrose.com
7. Wikipedia. (2019). 무기 화합물 목록. 출처 : en.wikipedia.org