- Principales différences entre les composés organiques et inorganiques
- Les composés inorganiques sont obtenus à partir de sources naturelles plus abondantes que les composés inorganiques
- Les cristaux inorganiques sont généralement ioniques tandis que les cristaux organiques ont tendance à être moléculaires
- Le type de liaison qui régit les composés organiques est covalent
- Dans les composés organiques, les liaisons covalentes entre les atomes de carbone prédominent
- Les composés organiques ont tendance à avoir des masses molaires plus importantes
- Les composés organiques sont plus nombreux
- Les composés inorganiques sont élémentairement plus diversifiés
- Les composés inorganiques ont des points de fusion et d'ébullition plus élevés
- Les composés organiques sont plus rares dans l'univers
- Les composés organiques soutiennent la vie à un degré beaucoup plus élevé que les composés inorganiques
- Références
Les différences entre les composés organiques et inorganiques ne sont pas toujours simples et n'obéissent pas à une règle immuable, car en chimie, il existe d'innombrables exceptions qui contredisent ou remettent en question les connaissances antérieures. Cependant, il existe des caractéristiques qui permettent de discerner parmi de nombreux composés lesquels sont inorganiques ou non.
Par définition, la chimie organique est l'étude qui comprend toutes les branches de la chimie du carbone; par conséquent, il est logique de penser que leurs squelettes sont constitués d'atomes de carbone. D'autre part, les squelettes inorganiques (sans entrer dans les polymères) sont généralement constitués de tout autre élément du tableau périodique autre que le carbone.
Les êtres vivants, dans toutes leurs échelles et expressions, sont pratiquement constitués de carbone et d'autres hétéroatomes (H, O, N, P, S, etc.). Ainsi, toute la verdure qui tapisse la croûte terrestre, ainsi que les créatures qui marchent dessus, sont des exemples vivants de composés organiques complexes et entrelacés dynamiquement.
D'autre part, en forant la terre et dans les montagnes, nous trouvons des corps minéraux riches en composition et en formes géométriques, dont la grande majorité sont des composés inorganiques. Ces derniers définissent également presque entièrement l'atmosphère que nous respirons, ainsi que les océans, les rivières et les lacs.
Principales différences entre les composés organiques et inorganiques
| Composés organiques | Composés inorganiques |
|---|---|
| Ils contiennent des atomes de carbone | Ils sont constitués d'éléments autres que le carbone |
| Ils font partie des êtres vivants | Ils font partie d'êtres inertes |
| Ils sont moins abondants dans les sources naturelles | Ils sont plus abondants dans les sources naturelles |
| Ils sont généralement moléculaires | Ils sont généralement ioniques |
| Des liaisons covalentes | Des liaisons ioniques |
| Des masses molaires plus importantes | Masses molaires inférieures |
| Ils sont moins diversifiés | Ce sont des éléments plus divers |
| Points de fusion et d'ébullition inférieurs | Points de fusion et d'ébullition plus élevés |
Les composés inorganiques sont obtenus à partir de sources naturelles plus abondantes que les composés inorganiques
Cristaux de sucre (à droite) et de sel (à gauche) vus au microscope. Source: Oleg Panichev
Bien qu'il puisse y avoir des exceptions, les composés inorganiques sont généralement obtenus à partir de sources naturelles plus abondantes que celles des composés organiques. Cette première différence conduit à un constat indirect: les composés inorganiques sont plus abondants (sur Terre et dans le Cosmos) que les composés organiques.
Bien entendu, dans un champ pétrolifère, les hydrocarbures et similaires, qui sont des composés organiques, prédomineront.
En revenant à la section, le couple sucre-sel peut être cité à titre d'exemple. Ci-dessus, des cristaux de sucre (plus robustes et à facettes) et du sel (plus petit et arrondi).
Le sucre est obtenu, après une série de procédés, à partir de plantations de canne à sucre (dans les régions ensoleillées ou tropicales) et de betteraves à sucre (dans les régions froides ou au début des hivers ou de l'automne). Les deux sont des matières premières naturelles et renouvelables, qui sont cultivées jusqu'à leur récolte.
Pendant ce temps, le sel provient d'une source beaucoup plus abondante: la mer, ou les lacs et gisements de sel comme l'halite minérale (NaCl). Si tous les champs de canne à sucre et de betteraves à sucre étaient réunis, ils ne pourraient jamais être égaux aux réserves naturelles de sel.
Les cristaux inorganiques sont généralement ioniques tandis que les cristaux organiques ont tendance à être moléculaires
En reprenant l'exemple du couple sucre-sel, nous savons que le sucre est constitué d'un disaccharide appelé saccharose, qui à son tour se décompose en une unité de glucose et une unité de fructose. Les cristaux de sucre sont donc moléculaires, puisqu'ils sont définis par le saccharose et ses liaisons hydrogène intermoléculaires.
Pendant ce temps, les cristaux de sel sont constitués d'un réseau d'ions Na + et Cl -, qui définissent une structure cubique à faces centrées (fcc).
Le point principal est que les composés inorganiques forment généralement des cristaux ioniques (ou du moins, possédant un caractère ionique élevé). Cependant, il existe plusieurs exceptions, telles que les cristaux de CO 2, H 2 S, SO 2 et autres gaz inorganiques, qui se solidifient à basse température et à haute pression, et sont également moléculaires.
L'eau représente l'exception la plus importante à ce point: la glace est un cristal inorganique et moléculaire.
Les quelques neige ou glace sont des cristaux d'eau, excellents exemples de cristaux moléculaires inorganiques. Source: Sieverschar de Pixabay.
Les minéraux sont essentiellement des composés inorganiques et leurs cristaux sont donc principalement de nature ionique. C'est pourquoi ce deuxième point est considéré comme valable pour un large spectre de composés inorganiques, y compris les sels, sulfures, oxydes, tellures, etc.
Le type de liaison qui régit les composés organiques est covalent
Les mêmes cristaux de sucre et de sel laissent un doute: les premiers contiennent des liaisons covalentes (directionnelles), tandis que les seconds présentent des liaisons ioniques (non directionnelles).
Ce point est directement corrélé au second: un cristal moléculaire doit nécessairement avoir de multiples liaisons covalentes (partage d'une paire d'électrons entre deux atomes).
Là encore, les sels organiques établissent certaines exceptions, car ils ont aussi un caractère fortement ionique; par exemple, le benzoate de sodium (C 6 H 5 COONa) est un sel organique, mais dans le benzoate et son cycle aromatique, il existe des liaisons covalentes. Même ainsi, ses cristaux sont dits ioniques compte tenu de l'interaction électrostatique: C 6 H 5 COO - Na +.
Dans les composés organiques, les liaisons covalentes entre les atomes de carbone prédominent
Ou que dire la même chose: les composés organiques sont constitués de squelettes de carbone. En eux, il y a plus d'une liaison CC ou CH, et ce squelette peut être linéaire, cyclique ou ramifié, variant dans le degré de ses insaturations et le type de substituant (hétéroatomes ou groupes fonctionnels). Dans le sucre, les liaisons CC, CH et C-OH abondent.
Prenons comme exemple l'ensemble CO, CH 2 OCH 2 et H 2 C 2 O 4. Lequel de ces trois composés est inorganique?
Dans CH 2 OCH 2 (dioxyde d'éthylène), il y a quatre liaisons CH et deux liaisons CO, tandis que dans H 2 C 2 O 4 (acide oxalique), il y a un CC, deux C-OH et deux C = O. La structure de H 2 C 2 O 4 peut être écrite comme HOOC-COOH (deux groupes carboxyle liés). Pendant ce temps, CO consiste en une molécule généralement représentée par une liaison hybride entre C = O et C≡O.
Puisque dans le CO (monoxyde de carbone) il n'y a qu'un seul atome de carbone lié à l'un des atomes d'oxygène, ce gaz est inorganique; les autres composés sont organiques.
Les composés organiques ont tendance à avoir des masses molaires plus importantes
Structure représentée par des lignes pour l'acide palmitique. On peut noter sa taille par rapport à des composés inorganiques plus petits ou au poids de formule de ses sels. Source: Wolfgang Schaefer
Par exemple, les molaires des composés ci-dessus sont: 28 g / mol (CO), 90 g / mol (H 2 C 2 O 4) et 60 g / mol (CH 2 OCH 2). Bien entendu, le CS 2 (disulfure de carbone), un composé minéral dont la masse molaire est de 76 g / mol, "pèse" plus que CH 2 OCH 2.
Mais qu'en est-il des graisses ou des acides gras? De biomolécules comme l'ADN ou les protéines? Ou des hydrocarbures à longues chaînes linéaires? Ou les asphaltènes? Leurs masses molaires dépassent facilement 100 g / mol. L'acide palmitique (image du haut), par exemple, a une masse molaire d'environ 256 g / mol.
Les composés organiques sont plus nombreux
Certains composés inorganiques, appelés complexes de coordination, présentent une isomérie. Cependant, il est moins diversifié par rapport à l'isomérie organique.
Même si on additionne tous les sels, oxydes (métalliques et non métalliques), sulfures, tellurures, carbures, hydrures, nitrures, etc., on ne rassemblerait peut-être même pas la moitié des composés organiques qui peuvent exister dans la nature. Par conséquent, les composés organiques sont plus nombreux et plus riches en structures.
Les composés inorganiques sont élémentairement plus diversifiés
Cependant, selon la diversité élémentaire, les composés inorganiques sont plus diversifiés. Parce que? Parce qu'avec le tableau périodique en main, vous pouvez construire n'importe quel type de composé inorganique; bien qu'il s'agisse d'un composé organique, il est limité uniquement aux éléments: C, H, O, P, S, N et X (halogènes).
Nous avons de nombreux métaux (alcalins, alcalino-terreux, de transition, lanthanides, actinides, ceux du bloc p), et des options infinies pour les combiner avec divers anions (généralement inorganiques); tels que: CO 3 2- (carbonates), Cl - (chlorures), P 3- (phosphures), O 2- (oxydes), OH - (hydroxydes), SO 4 2- (sulfates), CN - (cyanures), SCN - (thiocyanates) et bien d'autres.
Notez que les anions CN - et SCN - semblent être organiques, mais sont en fait inorganiques. Une autre confusion est marquée par l'anion oxalate, C 2 O 4 2-, qui est organique et non inorganique.
Les composés inorganiques ont des points de fusion et d'ébullition plus élevés
Encore une fois, il existe plusieurs exceptions à cette règle, car tout dépend de la paire de composés comparée. Cependant, en s'en tenant aux sels inorganiques et organiques, les premiers ont tendance à avoir des points de fusion et d'ébullition plus élevés que les seconds.
Nous trouvons ici un autre point implicite: les sels organiques sont susceptibles de se décomposer, car la chaleur rompt leurs liaisons covalentes. Malgré cela, nous avons comparé le couple tartrate de calcium (CaC 4 H 4 O 6) et carbonate de calcium (CaCO 3). CaC 4 H 4 O 6 se décompose à 600 ° C, tandis que CaCO 3 fond à 825 ° C.
Et que CaCO 3 est loin d'être l'un des sels avec les points de fusion les plus élevés, comme dans le cas du CaC 2 (2160 ºC) et du CaS 2 (2525 ºC): carbure et sulfure de calcium, respectivement.
Les composés organiques sont plus rares dans l'univers
Les composés organiques les plus simples et les plus primitifs, comme le méthane, le CH 4, l'urée, le CO (NH 2) 2, ou l'acide aminé glycine, NH 2 CH 2 COOH, sont des espèces très rares dans le Cosmos par rapport à l'ammoniac, le dioxyde de carbone. carbone, oxydes de titane, carbone, etc. Dans l'Univers, même les matériaux précurseurs de la vie ne sont pas fréquemment détectés.
Les composés organiques soutiennent la vie à un degré beaucoup plus élevé que les composés inorganiques
La coquille d'un morrocoy est constituée d'un mélange d'os recouverts de kératine, eux-mêmes composés d'une matrice inorganique (hydroxyapatite et minéraux associés) et d'une matrice organique (collagène, cartilage et nerfs). Source: Morrocoy_ (Geochelone_carbonaria).jpg: Le photographe Œuvre dérivée: Le photographe
La chimie organique du carbone, appliquée à la compréhension des processus métaboliques, se transforme en biochimie (et du point de vue des cations métalliques, en bio-organiques).
Les composés organiques sont la pierre angulaire de la vie (comme le morrocoy dans l'image ci-dessus), grâce aux liaisons CC et à l'énorme conglomérat de structures résultant de ces liaisons, et à leur interaction avec les cristaux de sel inorganique.
Pour en revenir au couple sucre-sel, les sources naturelles de sucre sont vivantes: ce sont des cultures qui poussent et meurent; mais il n'en est pas de même pour les sources de sel: ni les mers ni les dépôts salins ne sont vivants (au sens physiologique).
Les plantes et les animaux synthétisent une myriade de composés organiques, qui constituent une large gamme de produits naturels (vitamines, enzymes, hormones, graisses, colorants, etc.).
Cependant, nous ne pouvons pas laisser de côté le fait que l'eau est le solvant de la vie (et elle est inorganique); et non plus que l'oxygène est essentiel à la respiration cellulaire (sans parler des cofacteurs métalliques, qui ne sont pas des composés inorganiques mais des cations). Par conséquent, l'inorganique joue également un rôle crucial dans la définition de la vie.
Références
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