Idrocarburi ed altri composti organici

Le sostanze organiche

Fino alla fine dell'Ottocento i composti venivano divisi in due classi distinte, le sostanze organiche prodotte dagli organismi viventi e le sostanze inorganiche che raggruppava tutte le altre. Quando ci si rese conto che le sostanze organiche erano costituite prevalentemente da atomi di carbonio, i composti organici indicarono le sostanze che contengono prevalentemente atomi di carbonio legati tra loro.

Oltre al carbonio, i composto organici possono contenere idrogeno ($$H$$​), ossigeno ($$O$$​), azoto ($$N$$​) zolfo ($$S$$​) e fosforo ($$P$$). L'atomo di carbonio contiene quattro elettroni di valenza e può formare quattro legami covalenti con altri atomi. 

Le molecole organiche possono contenere catene molto lunghe di atomi di carbonio legati tra di loro. Questo tipo di composti sono detti polimeri. I polimeri sono costituiti da catene di molecole più piccole dette monomeri che si ripetono lungo la molecola del polimero. Esistono polimeri naturali, come ad esempio il DNA, e polimeri sintetici, come le plastiche.

Gli idrocarburi

Gli idrocarburi sono composti organici formati esclusivamente da atomi di carbonio e idrogeno. I composti a forma di catena lineare o chiusa sono detti idrocarburi alifatici, e quelli che hanno una struttura chiusa a forma di anello a sei atomi di carbonio, molto stabile sono detti idrocarburi aromatici. 

Gli idrocarburi alifatici si suddividono in tre classi in base al tipo di legame covalente che contengono:

Nota bene: Gli idrocarburi si ottengono per distillazione del petrolio e del gas naturale.

Altri composti organici

I composti organici possono contenere altri atomi o gruppi di atomi che conferiscono a tali composti determinate proprietà. Questi gruppi di atomi prendono il nome di gruppi funzionali. A seconda del gruppo funzionale presente, i composti organici si distinguono in:

Composti organici naturali

I composti organici naturali sono detti biomolecole perché si trovano all'interno degli esseri viventi e rivestono un ruolo essenziale per la vita. 

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I carboidrati

I carboidrati o zuccheri sono costituiti da carbonio, idrogeno ed ossigeno. Essi costituiscono le fonti principali di energia per gli organismi. Sono classificati in base al numero di monomeri che contengono e si suddividono in:

• monosaccaridi: sono formati da un solo monomero, come il glucosio;
  
• disaccaridi: contengono due monomeri, come il saccarosio (il comune zucchero da tavola);
• polisaccaridi: sono formati da migliaia di monomeri legati tra loro. L'amido (sostanza di riserva dei cereali e delle patate) e la cellulosa (forma la parete delle cellule vegetali) ne sono un esempio.

I lipidi

Sono composti formati da carbonio, idrogeno ed ossigeno legati in maniera diversa rispetto ai carboidrati, e sono insolubili in acqua. Essi si suddividono in:

• grassi: costituiscono una fonte importante di energia per le cellule, liberano infatti quasi il triplo di energia rispetto ai carboidrati. Sono grassi l'olio di oliva, il burro;
• fosfolipidi: svolgono una funzione strutturale molto importante in quanto sono tra i costituenti principali delle membrane cellulari; 
  
• cere: hanno funzione protettiva e impermeabilizzante. Costituiscono lo strato protettivo che riveste le foglie e il rivestimento degli insetti.

Le proteine

Le proteine sono i composti presenti in maggior quantità negli organismi viventi dopo l'acqua. Sono costituite da polimeri di monomeri detti amminoacidi. Gli amminoacidi contengono oltre a carbonio idrogeno e ossigeno anche l'azoto. Le proteine svolgono diverse funzioni nell'organismo, tra cui:

• enzimi: accelerano le reazioni cellulari;
  
• proteine strutturali: danno stabilità e contribuiscono al movimento;
• proteine di difesa: riconoscono ed eliminano le sostanze estranee all'organismo;
• proteine di trasporto: nelle membrane regolano il passaggio di sostanze attraverso la membrana cellulare, legano e trasportano sostanze all'interno dell'organismo;
  

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Gli acidi nucleici

Gli acidi nucleici sono il DNA e l'RNA che sono polimeri complessi formati da monomeri detti nucleotidi. Hanno la funzione di conservare e trasmettere l'informazione genetica.

• il DNA (acido deossiribonucleico): contiene le informazioni necessarie per la produzione delle proteine e le informazioni genetiche che vengono trasmesse dai genitori ai figli. Il numero di molecole di DNA varia a seconda del tipo di organismo. Nelle cellule dell'uomo ci sono 46 molecole di DNA;
  
• l'RNA (acido ribonucleico): partecipa alla sintesi delle proteine nelle cellule e si occupa della "traduzione" delle informazioni racchiuse nel DNA.