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Detta anche " la chimica del carbonio", la chimica organica studia tutti i composti che contengono atomi di carbonio. Il carbonio (C), avendo solo quattro elettroni nel guscio più esterno, può formare quattro legami piuttosto forti che gli consentono di completare il livello energetico. Il carbonio si lega molto facilmente con l'idrogeno, l'ossigeno, lo zolfo, il fosforo e a pochi altri, oltre naturalmente ad altri atomi di carbonio.
I legami, tutti di tipo covalente, possono essere semplici, doppi, tripli e formano catene più o meno ramificate che arrivano a volte a contenere migliaia di atomi di carbonio. Queste molecole costituiscono in pratica gli esseri viventi, da questa caratteristica deriva il nome originario di "Chimica Organica". I composti del carbonio si possono raggruppare in gruppi a seconda degli altri atomi che si uniscono al carbonio stesso.
Gli idrocarburi hanno molecole formate da catene di diverse lunghezze e costituite solo da carbonio e idrogeno. L'idrocarburo più semplice è il metano (CH4). Togliendo alla sua molecola un atomo di idrogeno e sostituendolo con un atomo di carbonio, ottengo l'etano (C2H6), il propano (C3H8), il butano (C4H10) e così via.
Una caratteristica degli idrocarburi è quella di non essere solubili in acqua e di dare luogo a combustioni che producono anidride carbonica, acqua e grandi quantità di energia. Gli idrocarburi, ad esempio il metano e il petrolio, sono le più importanti fonti di energia a livello mondiale.
Gli alcoli hanno molecole costituite da lunghe catene di atomi di carbonio e idrogeno, però presentano anche uno o più gruppi OH legati al carbonio. L'alcol con un solo gruppo OH si chiama metanolo, con due etanolo e così via.
Molto conosciuto è l'etanolo, chiamato anche alcol etilico, ottenuto dalla fermentazione degli zuccheri e presente in tutte le bevande alcoliche. Se a questo alcol aggiungiamo sostanze che lo rendono imbevibile, otteniamo l'alcol denaturato, usato per disinfettare le ferite.
Gli acidi carbossilici sono formati anche loro da lunghe catene di atomi di carbonio; a differenza degli idrocarburi hanno un atomo di carbonio al quale sono legati un atomo di ossigeno e un gruppo OH. Gli acidi carbossilici più noti sono l'acido acetico contenuto nell'aceto e l'acido formico che le formiche iniettano quando pungono e che rende così urticanti le ortiche.
Gli acidi grassi sono i componenti comuni e fondamentali dei lipidi. Sono acidi carbossilici con catene di atomi di carbonio lunghissime; se fra gli atomi di carbonio ci sono solo legami singoli abbiamo acidi grassi saturi, se ci sono anche dei doppi legami abbiamo acidi grassi insaturi.
Questa suddivisione è molto importante poiché a seconda del tipo gli acidi grassi cambiano le loro proprietà fisiche, chimiche e soprattutto biologiche. Gli acidi grassi in natura non si presentano quasi mai liberi, ma sono sempre legati per formare lipidi semplici o composti.
La fonte di acidi grassi più importante negli alimenti è data dai trigliceridi. Gli acidi grassi saturi a temperatura ambiente sono solidi (burro, grasso della carne), invece quelli insaturi sono liquidi (olio). Se facciamo reagire gli acidi grassi con soda caustica si formano i saponi.
La biochimica si occupa della chimica della vita e studia i componenti delle cellule: proteine, carboidrati, lipidi, acidi nucleici (DNA e RNA).
In pratica la biochimica è lo studio delle sostanze chimiche e dei processi vitali degli organismi viventi.
Tutte queste molecole contengono carbonio, idrogeno e ossigeno; le proteine contengono anche azoto e zolfo, mentre gli acidi nucleici e alcuni tipi di lipidi contengono azoto e fosforo.
