2021年11月30日 星期二

札記-化學-有機化學和無機化學※


有人問我:「有機化學跟無機化學怎麼分別?」
我倒騰出我腦裡在那刻,所有有關"有機"的東西回應。
然而,事後在網路查證(我不是化學專業,手邊沒有化學書籍),
如之前經驗,中文網頁越專門則資料越少,在維基、百度較容易找到正式定義,
再來,就得在Youtube找如下這類課程教學,方能從而獲得較清晰的知識。
對比我那天的回答,我錯得蠻多的,就訂定於文末吧~




維基(註1)對「有機化學」的界定:
 研究有機化合物有機物質的結構、性質、反應的學科。...
 有機化學研究的對象是以不同形式包含碳原子的物質,又稱為碳化合物的化學。...
 仍有少數含碳的化合物因不具有機化合物的特性,不歸類在有機化合物中,
 如二氧化碳、一氧化碳、二硫化碳...

必須含碳是一大重點。而文中點出研究物質有二:有機化合物、有機物質。
我們得再進一步讀維基如何界說二者。

維基「有機化合物」(註2):
 含化合物。
 但有少數含碳,卻屬無機化合物,主要有以下三類:
 碳氧化物(如一氧化碳、二氧化碳)、碳酸鹽類、及氰化物。
 有機化合物有時也可被定義為碳氫化合物及其衍生物的總稱。
 有機物是生命產生的物質基礎....

這裡需稍稍補充何謂「化合物」(註3),
 化合物就是由兩種或兩種以上的元素以固定質量比,透過化學鍵結合在一起的化學物質。
而有機化合物,必定是含有碳(C)的化合物(碳和別的元素組成化合物時,有4個化學鍵)。
有時候,維基說"有時候",也可以被定義為碳氫化合物及其衍生物。
這在說,常見的有機化合物的結構,除了有碳(C)原子,亦有氫(H)原子。

其次,維基「有機物質」(註4):
 有機化合物所組成的,來自曾經生活過的生物體,
 如動物或植物在環境中產生的代謝廢物和遺體。
簡言之,來自生物的有機化合物。綜合上述,有機化學的主體:有機化合物。


維基「有機科學」辭條、以及和前面第一個影片都有說到:
 有機化合物必須含碳,但是含碳的化合物,不見得是有機化合物。
我列出幾個影片中談及,含碳卻不是有機化合物者:
一.碳氧化物:CO、CO2
二.氰化物(碳原子和氮原子通過叄鍵相連接):CH(-)
三.碳酸根:CO3(2-)
而有些化合物,雖不含碳(不是有機化合物),
但可來自曾經生活過的生物體或對生物體重要,如:水(H2O)、鹽(NaCl)、氨(NH3)。

說完「有機化學」,該說什麼是「有機化學」。
化合物中,不是有機化合物,就是無機化合物,而研究無機化合物的,也就是無機化學了。


*****
第二則影片介紹的有機化合物,我覺得蠻有趣的,
因為他們是我學生時代有痛苦學習過、或考試過、或實驗用過。
一.葡萄糖(C6H12O6)、蔗糖(雙醣:葡萄糖+果糖)、澱粉((C6H10O5)n):
  澱粉類,比如米飯,燒焦後呈黑色,那就是碳。
二.蛋白質
  比如煎蛋,焦也變黑。
三.脂肪
  三酸甘油酯(三份脂肪酸+一份甘油)。
  脂肪所含的碳、氫的比例較高,而氧的比例較低,所以發熱量比醣類高(註5)。
四.醇
  甲醇:工業酒精,如紅色酒精(酒精燈用的);乙醇:食用酒精、藥用酒精。
  異丙醇:溶液濃度在70%可作洗手液(若揮發成氣體,不能吸入太多)。
五.酮
  丙酮,可以去掉油漬、油漆沾染,但吸入會傷肺泡。
  其次,電鍍完後,被鍍物用蒸餾水沖後再用丙酮清洗,
  由於丙酮易揮發,能使電鍍層快速乾燥。
六.醛
  甲醛,又稱福馬林,防腐劑。沐浴乳、化妝品為了防止太快壞,也會加入甲醛。
七.烷
  天然氣:甲烷、乙烷、丙烷
八.烯(C二個化學鍵C)
  異戊二烯、乙烯可以作橡膠、聚合物;乙烯可以催熟水果。
九.炔(C三個化學鍵C)
  乙炔,俗稱電石氣主要作工業用途,特別是燒焊金屬方面(切割金屬)。
  與氧氣組成切割套裝時,俗稱風煤,風指壓縮氧氣,煤指乙炔。
十.醚
  乙醚,麻醉動物(人也可以被麻醉,但傷害肝臟)。
十一.有機酸
  甲酸,蜜蜂叮咬時會分泌;乙酸,醋。


*****
最後,訂正我的錯誤(我用綠色字標出我那天說的話)。
 (1)有機化學,應該跟「有機體、無機體」相關吧,
 什麼是有機體、無機體呢?
 假如是一塊黃金切對半切,左右二邊都是黃金,本質不變;
 但是如果是一隻狗切對半切,任何一邊都不能單獨名為狗。
 無機體如例子中的黃金、有機體如例子中的狗,任意部分皆關係到全體。
 (2)而有機化學研究的是有機體,像是生物。
 了解它們體內自有、或攝入、產出的碳水化合物之類的物質。

關於(1),要說到十九世紀,有機化學的前身:生物化學,
它在化學分析唯有"生命力"的生物才能產生的物質。
後來,這些物質當中「尿素」能在沒有生命力的生物體外產生,原來定義被推翻了,
而且,還合成出不存在於生物體的種種衍生物(derivative),名稱就以「有機化學」替代。

我的(1):一定在有機體內,算是有沾到邊,因為那是以前的定義。
而現在的話,人工合成的衍生物,比方說乙醚,
它並非在生物體生產或應用,也歸類在有機化學範疇內。

又,研究者發現生物體內這些物質(化合物)都含有碳原子,不是我在(2)說的"碳水化合物"。
所以,之後「有機化合物」的定義則寫"含碳的化合物"...;
「有機化學」的定義則寫:研究「有機化合物」...;
「有機化學」便成了研究「含碳化合物」的化學。



-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1. 有機化學、無機化學之別。
2. 一些常聽到的有機化合物。
3. 訂正我的錯誤
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
○影片一:強瘋來習-物理化學10-有機與無機化合物-無機

沒有留言:

張貼留言