CHON wspólne cechy, cechy szczególne, cząsteczki, które tworzą

CHON: C węgiel, H wodór, O tlen i azot azotu, to grupa pierwiastków chemicznych, które tworzą żywą materię. Ze względu na ich położenie w układzie okresowym atomy te mają wspólne cechy, dzięki którym mogą tworzyć molekuły organiczne i kowalencyjne.

Te cztery pierwiastki chemiczne tworzą większość cząsteczek istot żywych, zwanych biopierwiastkami lub pierwiastkami biogennymi. Należą do grupy pierwszorzędowych lub głównych biopierwiastków, ponieważ stanowią 95% cząsteczek istot żywych.

Na górnym obrazie pokazano cząsteczki i atomy CHON: sześciokątny pierścień jako jednostka molekularna w węglu; cząsteczka H₂ (zielony); cząsteczka dwuatomowa O₂ (niebieski); i dwuatomowa cząsteczka N₂ (czerwony), z potrójnym łączem.

Mają część wspólnych właściwości, pewne cechy szczególne lub cechy, które wyjaśniają, dlaczego nadają się do tworzenia biocząsteczek. Dzięki niskiej wadze lub masie atomowej powoduje to, że są bardzo elektroujemne i tworzą stabilne, silne i wysokoenergetyczne wiązania kowalencyjne.

Łączą się one jako część struktury organicznych biomolekuł, takich jak białka, węglowodany, lipidy i kwasy nukleinowe. Uczestniczą również w tworzeniu niezbędnych cząsteczek nieorganicznych, aby istniało życie; takie jak woda, H₂O.

Indeks

• 1 Wspólne cechy CHON
  • 1.1 Niska masa atomowa
  • 1.2 Wysoka elektroujemność
• 2 Szczegóły
  • 2.1 Atom węgla C
  • 2.2 Atom H
  • 2.3 Atom O
  • 2.4 Atom N
• 3 cząsteczki tworzące CHON
  • 3.1 Woda
  • 3.2 Gazy
  • 3.3 Biomolekuły
• 4 odniesienia

Wspólne cechy CHON

Niska masa atomowa

Mają niską masę atomową. Masy atomowe C, H, O i N wynoszą: 12 u, 1u, 16u i 14u. Powoduje to, że mają mniejszy promień atomowy, co z kolei pozwala im na ustanowienie stabilnych i silnych wiązań kowalencyjnych.

Wiązania kowalencyjne powstają, gdy atomy uczestniczące w tworzeniu cząsteczek dzielą swoje elektrony walencyjne.

Posiadanie niskiej masy atomowej, a zatem niższego promienia atomowego, czyni te atomy bardzo elektroujemnymi.

Wysoka elektroujemność

C, H, O i N są bardzo elektroujemne: silnie przyciągają elektrony, które dzielą, gdy tworzą wiązania w cząsteczce.

Wszystkie wspólne właściwości opisane dla tych pierwiastków chemicznych są korzystne dla stabilności i wytrzymałości tworzonych wiązań kowalencyjnych.

Tworzone przez nie wiązania kowalencyjne mogą być niepolarne, gdy te same elementy są połączone, tworząc cząsteczki dwuatomowe, takie jak O₂. Mogą być również polarne (lub względnie polarne), gdy jeden z atomów jest bardziej elektroujemny niż drugi, jak w przypadku O w odniesieniu do H.

Te pierwiastki chemiczne mają ruch pomiędzy żywymi istotami a środowiskiem znanym jako cykl biogeochemiczny w przyrodzie.

Szczegóły

Oto niektóre cechy szczególne, które każdy z tych pierwiastków chemicznych ma przyczynę dla swojej strukturalnej funkcji biomolekuł.

Atom węgla C

-Ze względu na swoją czterowartościowość C może tworzyć 4 wiązania z 4 różnymi lub równymi elementami, tworząc dużą różnorodność cząsteczek organicznych.

-Może być przyłączony do innych atomów węgla tworząc długie łańcuchy, które mogą być liniowe lub rozgałęzione.

-Może również tworzyć cząsteczki cykliczne lub zamknięte.

-Może tworzyć molekuły z pojedynczymi, podwójnymi lub potrójnymi wiązaniami. Jeśli w strukturze oprócz C jest czysty H, mówimy o węglowodorach: odpowiednio alkanach, alkenach i alkinach.

-Łącząc się z O lub N, połączenie uzyskuje biegunowość, co ułatwia rozpuszczalność cząsteczek, które powstają.

-W połączeniu z innymi atomami, takimi jak O, H i N, tworzy różne rodziny cząsteczek organicznych. Może tworzyć aldehydy, ketony, alkohole, kwasy karboksylowe, aminy, etery, estry, między innymi.

-Cząsteczki organiczne będą miały różną konformację przestrzenną, która będzie związana z funkcjonalnością lub aktywnością biologiczną.

Atom H

-Ma najniższą liczbę atomową wszystkich pierwiastków chemicznych i łączy się z O tworząc wodę.

-Ten atom H jest obecny w dużej części w szkieletach węglowych, które tworzą cząsteczki organiczne.

-Im większa ilość wiązań C-H w biocząsteczkach, tym większa energia wytwarzana przez ich utlenianie. Z tego powodu utlenianie kwasów tłuszczowych generuje więcej energii niż wytwarzana w katabolizmie węglowodanów..

Atom O

To bioelement wraz z H tworzą wodę. Tlen jest bardziej elektroujemny niż wodór, co pozwala mu tworzyć dipole w cząsteczce wody.

Te dipole ułatwiają tworzenie silnych oddziaływań, zwanych wiązaniami wodorowymi. Słabe wiązania, takie jak mostki H, są niezbędne do rozpuszczalności molekularnej i do utrzymania struktury biomolekuł.

Atom N

-Występuje w grupie aminowej aminokwasów oraz w zmiennej grupie niektórych aminokwasów, takich jak między innymi histydyna.

-Jest niezbędny do tworzenia aminocukrów, azotowych zasad nukleotydów, koenzymów, między innymi cząsteczek organicznych.

Cząsteczki tworzące CHON

Woda

H i O są połączone wiązaniami kowalencyjnymi tworzącymi wodę w proporcji 2H i O. Ponieważ tlen jest bardziej elektroujemny niż wodór, są one połączone tworząc wiązanie kowalencyjne typu polarnego.

Dzięki temu rodzajowi wiązania kowalencyjnego umożliwia rozpuszczenie wielu substancji przez tworzenie z nimi wiązań wodorowych. Woda jest częścią struktury organizmu lub życia w około 70 do 80%.

Woda jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem, spełnia wiele funkcji w przyrodzie i istotach żywych; Ma funkcję strukturalną, metaboliczną i regulacyjną. W środowisku wodnym większość reakcji chemicznych istot żywych odbywa się wśród wielu innych funkcji.

Gazy

Poprzez połączenie apolarnego typu kowalencyjnego, to znaczy bez różnicy elektroujemności, równe atomy, takie jak O, są zjednoczone, tak więc powstają gazy atmosferyczne, takie jak azot i tlen cząsteczkowy, niezbędne dla środowiska i istot żywych.

Biocząsteczki

Te biopierwiastki są ze sobą połączone i z innymi biopierwiastkami, tworząc cząsteczki żywych istot.

Są one połączone wiązaniami kowalencyjnymi, dając początek jednostkom monomerycznym lub prostym cząsteczkom organicznym. Te z kolei są połączone wiązaniami kowalencyjnymi i tworzą polimery lub złożone cząsteczki organiczne i supramolekuły.

Zatem aminokwasy tworzą białka, a monosacharydy są jednostkami strukturalnymi węglowodanów lub węglowodanów. Kwasy tłuszczowe i glicerol tworzą zmydlające się lipidy, a mononukleotydy tworzą kwasy nukleinowe DNA i RNA.

Wśród supramolekuł znajdują się między innymi glikolipidy, fosfolipidy, glikoproteiny, lipoproteiny..

Referencje

1. Carey F. (2006). Chemia organiczna (Wyd. 6). Meksyk, Mc Graw Hill.
2. Course Hero. (2018). 2 funkcje pierwiastków bioelementów pierwszorzędowych wśród. Źródło: coursehero.com
3. Cronodon. (s.f.). Bioelementy. Źródło: cronodon.com
4. Osoba Życia (2018). Bioelementy: Klasyfikacja (pierwotna i wtórna). Źródło: lifepersona.com
5. Mathews, Holde i Ahern. (2002). Biochemia (trzecie wydanie). Madryt: PEARSON