Üzvi maddələr kimyanın ən geniş və həyatla bilavasitə bağlı sahələrindən birini təşkil edir. Bu maddələr təkcə canlı orqanizmlərin, heyvan və bitkilərin, mikroorqanizmlərin tərkibində deyil, həm də müasir sənayenin, kənd təsərrüfatının, tibbin və gündəlik həyatımızın əsasını təşkil edir. Üzvi kimya canlıların həyat fəaliyyəti üçün vacib olan maddələrin quruluşunu, xassələrini, çevrilmələrini və tətbiq sahələrini öyrənir. Üzvi maddələr həm tarix boyu insanlığın inkişafına təkan verib, həm də müasir dövrdə bir çox yeni texnologiyaların əsasına çevrilib. Bu sahənin fundamental və tətbiqi aspektləri cəmiyyətin sosial-iqtisadi inkişafı, ekologiyanın qorunması, yeni dərman vasitələrinin və materialların yaradılması üçün xüsusi əhəmiyyət kəsb edir.
Üzvi maddələrin əsas xüsusiyyətləri və tarixi inkişafı
Üzvi maddələr dedikdə tərkibində əsasən karbon və hidrogen atomları olan, bəzən oksigen, azot, kükürd, fosfor və halogen elementlərini də ehtiva edən birləşmələr başa düşülür. İlk dəfə XVII-XVIII əsrlərdə alimlər bütün canlı orqanizmlərin tərkibində xüsusi bir “həyat qüvvəsi” olan fərqli maddələrin mövcud olduğunu düşünürdülər. Alman alimi Fridrix Völer 1828-ci ildə ilk dəfə laboratoriyada qeyri-üzvi maddədən (ammonium sianat) üzvi maddə (sidik cövhəri) sintez edərək üzvi kimyanın yeni mərhələsinin əsasını qoydu. Bu kəşfdən sonra məlum oldu ki, üzvi maddələrin yaranması üçün “həyat qüvvəsi” zəruri deyil və bu birləşmələri laboratoriya şəraitində də əldə etmək mümkündür.
Üzvi və qeyri-üzvi maddələr arasındakı əsas fərqlər
Kimya elminin inkişafı ilə üzvi və qeyri-üzvi maddələrin fərqləndirilməsi aydın oldu. Üzvi maddələrdə əsas skelet karbon atomlarından ibarətdir. Karbon atomunun digər atomlarla müxtəlif bağlar qurmaq, uzun və mürəkkəb zəncirlər, halqalar əmələ gətirmək qabiliyyəti milyonlarla fərqli üzvi birləşmənin yaranmasına imkan verir. Qeyri-üzvi maddələr isə əsasən minerallarda, duzlarda, metallarda və qeyri-canlı təbiət obyektlərində rast gəlinir. Məsələn, su, natrium xlorid (duz), kalsium karbonat və sair qeyri-üzvi birləşmələrdir.
| Xüsusiyyət | Üzvi maddələr | Qeyri-üzvi maddələr |
|---|---|---|
| Əsas elementlər | Karbon, hidrogen, oksigen, azot | Hər cür element |
| Mənşə | Canlı və süni yollarla | Əsasən qeyri-canlı, mineral |
| Quruluş | Zəncirvari və ya halqavari | Sadə, bəzən kristal |
| Yanmaya münasibət | Əksəriyyəti yanır | Çoxu yanmaz və ya az yanır |
| Suda həllolma | Bəziləri həll olur, bəziləri yox | Çoxu yaxşı həll olur |
Üzvi maddələrin quruluşu və növləri
Üzvi maddələr çox müxtəlifdir və onların quruluşu, tərkibi, fiziki-kimyəvi xassələri bir-birindən fərqlənir. Ən sadə üzvi maddə metan (CH₄) hesab olunur. Karbon atomları arasında yaranan birləşmələr düz, budaqlanmış və ya halqavari quruluş ala bilər. Tərkibində yalnız karbon və hidrogen olan birləşmələr karbohidrogenlər adlanır. Əgər molekulda oksigen, azot, kükürd və digər atomlar da varsa, bu halda maddə funksional qrup daşıyır və müxtəlif siniflərə bölünür.
Üzvi maddələrin əsas növləri:
- Karbohidrogenlər:
Bunlar yalnız karbon və hidrogen atomlarından ibarət olan birləşmələrdir: alkanlar (parafinlər), alkenlər (olefinlər), alkinlər (asetilenlər) və aromatik karbohidrogenlər. - Spirtlər və fenollar:
Karbon zəncirinə hidroksil (-OH) qrupu birləşəndə spirt, halqaya birləşəndə isə fenol alınır. - Aldehid və ketonlar:
Karbonil qrupunun molekula daxil olmasından yaranır, müxtəlif ətirlər və ətirli maddələrin əsasını təşkil edir. - Karboksilli turşular:
Karbon zəncirinin sonunda karboksil qrupu yerləşir. Sirkə turşusu, limon turşusu və s. - Efir və esterlər:
Oksigen atomu vasitəsilə iki karbon zəncirinin birləşməsi nəticəsində əmələ gəlir, əsasən ətirli və həlledici maddələrdir. - Aminlər və amin turşuları:
Azot atomu daşıyan birləşmələr canlı orqanizmlərdə, zülalların və fermentlərin tərkibində rast gəlinir.
Üzvi maddələrin həyat üçün rolu və əhəmiyyəti
Canlı orqanizmlərin quruluşu, funksiyası, enerji mübadiləsi, maddələr mübadiləsi məhz üzvi maddələrin hesabına baş verir. Zülallar, karbohidratlar, yağlar, nuklein turşuları, vitaminlər, hormonlar və bir çox digər həyati vacib maddələr üzvi birləşmələrdir. Onlar hüceyrə quruluşunun əsasını təşkil edir, enerji mənbəyidir və genetik informasiyanın ötürülməsində mühüm rol oynayır.
Bölünmüş izah:
- Zülallar:
Hüceyrənin və toxumaların quruluşunu yaradır, fermentativ və katalitik funksiya daşıyır. - Karbohidratlar:
Enerji mənbəyidir, hüceyrənin membran quruluşunda iştirak edir. - Yağlar:
Ehtiyat enerji formasıdır, hüceyrə membranının əsas komponentidir, bəzi vitaminlərin daşıyıcısıdır. - Nuklein turşuları:
Genetik informasiyanın saxlanması və ötürülməsini təmin edir. - Vitamin və hormonlar:
Orqanizmin normal fəaliyyəti üçün vacib tənzimləyici molekullardır.
Üzvi maddələrin alınması və istehsalı
Tarixən üzvi maddələr əsasən canlı orqanizmlərdən alınırdı. Müasir kimya sənayesi isə minlərlə üzvi birləşməni süni yolla istehsal etməyə imkan verir. Laboratoriyalarda üzvi sintez, biokimya, katalizatorların iştirakı, fermentlər və mikroorqanizmlər vasitəsilə müxtəlif tipli üzvi maddələr alınır. Əczaçılıq, polimer, kosmetika, qida, tekstil, kənd təsərrüfatı, plastik və boya sənayesində üzvi maddələrdən geniş istifadə olunur. Sintetik yollarla alınan bir çox üzvi birləşmə təbii analoqundan daha dayanıqlı və effektiv ola bilər.
Üzvi maddələrin ekoloji və sosial təsiri
Üzvi maddələr sənayedə, kənd təsərrüfatında və gündəlik həyatda geniş istifadə olunsa da, bəzi hallarda onların ətraf mühitə və insan sağlamlığına mənfi təsiri mümkündür. Pestisidlər, plastik tullantılar, neft və benzin məhsulları, boyalar, laklar, sənaye tullantıları ekologiyanın çirklənməsi, su, hava və torpaqda toksik birləşmələrin toplanması, bəzən isə genetik dəyişikliklər və xəstəliklərin artması ilə nəticələnir. Bu səbəbdən üzvi maddələrin istehsalı, istifadəsi və utilizasiyası ciddi ekoloji və hüquqi nəzarət tələb edir.
Üzvi maddələrin analiz üsulları və identifikasiyası
Müasir analitik kimya müxtəlif üzvi maddələrin quruluşunun, tərkibinin, xassələrinin dəqiq öyrənilməsi üçün çoxsaylı üsullardan istifadə edir. Spektroskopiya, xromatoqrafiya, titrləmə, element tərkibinin analizi və digər üsullar tibb, əczaçılıq, qida, kriminalistika və ekoloji monitorinqdə böyük rol oynayır.
Müxtəlif sahələrdə üzvi maddələrin tətbiqi
| Sahə | Əsas üzvi maddələr və istifadəsi |
|---|---|
| Əczaçılıq | Dərman preparatları, vitaminlər, antibiotiklər |
| Qida sənayesi | Şəkər, yağ, ətir, konservant, boyalar |
| Plastik və tekstil | Polimerlər, sintetik liflər, boyalar |
| Kosmetika | Krem, şampun, parfumeriya, losyon |
| Kənd təsərrüfatı | Pestisid, gübrə, bioaktiv maddələr |
| Ekologiya | Sorbentlər, təmizləyici vasitələr |
Üzvi maddələrin təbiətdə dövranı
Üzvi maddələr təbiətdə qapanmış dövran təşkil edir. Fotosintez prosesi zamanı bitkilər atmosferdən karbon qazını udur, onu üzvi maddələrə çevirir, heyvan və insan orqanizmləri bu maddələri qida kimi qəbul edir, tənəffüs və maddələr mübadiləsi nəticəsində yenidən karbon qazı, su və digər qeyri-üzvi maddələr şəklində təbiətə qaytarırlar. Bu dövran planetimizin biosferinin və ekologiyasının sabitliyi üçün həlledici əhəmiyyətə malikdir.
Üzvi maddələrin gələcəkdə tətbiq imkanları və innovasiyalar
Elm və texnologiya inkişaf etdikcə üzvi kimyada yeni sintez üsulları, biotexnoloji tətbiqlər, yaşıl kimya, nanomateriallar, yeni dərman və kompozit materialların yaradılması, ətraf mühitin qorunması üçün ekoloji təmiz və bərpa olunan üzvi materialların istehsalı sahəsində irəliləyişlər müşahidə olunur. Gələcəkdə üzvi maddələrdən istifadə insan həyatının bütün sahələrini əhatə edəcək və cəmiyyət üçün innovativ həllərin əsasını təşkil edəcək.
Üzvi maddələr həyatın, sənayenin, təbiətin ayrılmaz və daimi hissəsidir. Onlar olmadan insan sivilizasiyasının inkişafı, texnologiya, elm, tibb və gündəlik həyat mümkün deyil. Bu maddələrin mənimsənilməsi və idarə olunması həm təbiətin, həm də cəmiyyətin rifahı üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Ən Çox Verilən Suallar
Üzvi maddələr əsasını karbon atomlarının təşkil etdiyi, adətən hidrogen, oksigen, azot, kükürd və fosfor kimi elementlər də daşıyan kimyəvi birləşmələrdir. Onlar əsasən canlı orqanizmlərin tərkibində olur və həyat üçün fundamental əhəmiyyət kəsb edir.
Üzvi maddələr karbon əsaslı kompleks molekullardan ibarət olur, çox zaman yanma qabiliyyətinə malikdir və canlılarda rast gəlinir. Qeyri-üzvi maddələr isə karbon skeleti daşımır, əsasən minerallarda, duzlarda və qeyri-canlı təbiətdə olur.
Üzvi maddələr əsasən karbohidrogenlər, spirtlər, aldehid və ketonlar, karboksilli turşular, efirlər, aminlər, zülallar, yağlar, karbohidratlar və nuklein turşuları kimi siniflərə ayrılır. Hər sinifin özünəməxsus quruluşu və funksiyası var.
Üzvi maddələr təbiətdə qapanmış dövran təşkil edir: bitkilər fotosintez nəticəsində karbon qazını üzvi maddələrə çevirir, heyvanlar və insanlar onları qida kimi qəbul edir, maddələr mübadiləsi və tənəffüs nəticəsində yenidən karbon qazı və digər sadə birləşmələr təbiətə qaytarılır.
Zülallar hüceyrə və orqanizmlərin quruluşunda iştirak edir, fermentlər və hormonlar kimi tənzimləyici rol oynayır, yağlar və karbohidratlar enerji mənbəyidir, nuklein turşuları isə genetik məlumatı daşıyır və nəsildən-nəsilə ötürür.
Üzvi maddələr əczaçılıq, kosmetika, plastik, tekstil, qida, boya, kənd təsərrüfatı və bir çox digər sahədə geniş istifadə olunur. Onlar dərmanlar, sintetik materiallar, ərzaq əlavələri və gündəlik məişət məhsullarının əsasını təşkil edir.
Bəli, bəzi üzvi maddələrin, xüsusilə pestisid, plastik və sənaye tullantılarının həddindən artıq istifadəsi ekosistemin çirklənməsinə, su və torpaqda toksik maddələrin toplanmasına, orqanizmlərdə xəstəlik və genetik dəyişikliklərin yaranmasına səbəb ola bilər.
Laboratoriyalarda üzvi maddələr üzvi sintez, katalizatorlar, fermentlər və ya biotexnoloji üsullarla hazırlanır. Süni şəkildə alınan üzvi birləşmələr təbii analoqlarına bənzər və ya onlardan üstün xassələrə malik ola bilər.
Üzvi maddələrin quruluşu və tərkibi spektroskopiya, xromatoqrafiya, titrləmə, element analizi və digər müasir kimyəvi-analitik metodlarla dəqiq müəyyən edilir. Bu üsullar sənaye, tibb və ekoloji nəzarət üçün çox vacibdir.
Üzvi kimyada gələcəkdə nanomateriallar, yaşıl kimya, biotexnologiya, yeni dərmanlar və ekoloji təmiz materialların hazırlanması kimi innovativ istiqamətlər inkişaf edəcək və üzvi maddələr bütün elmi-texniki inqilabların əsas komponenti olacaq.
