CHON: ORTAK ÖZELLIKLER, ÖZELLIKLER VE MOLEKÜLLER - KIMYA - 2024

CHON : C karbon, H hidrojen, O oksijen ve N nitrojen, canlı maddeyi oluşturan bir grup kimyasal elementtir. Periyodik tablodaki konumları nedeniyle, bu atomlar onları organik ve kovalent moleküller oluşturmaya uygun kılan özellikleri paylaşırlar.

Bu dört kimyasal element, biyo elementler veya biyojenik elementler olarak adlandırılan canlı moleküllerinin çoğunu oluşturur. Canlıların moleküllerinde% 95 oranında bulundukları için birincil veya ana biyoelementler grubuna aittirler.

Kaynak: Gabriel Bolívar

CHON molekülleri ve atomları üst resimde gösterilmiştir: karbonda moleküler birim olarak altıgen bir halka; H ₂ molekülü (yeşil renkli); O _2'nin diatomik molekülü (mavi renkli); ve N atomlu molekülün ₂ Üçlü bağ ile, (kırmızı).

Ortak özelliklerinin yanı sıra, neden biyomolekül oluşturmak için uygun olduklarını açıklayan bazı özellik veya özelliklere sahiptirler. Düşük atom ağırlığına veya kütleye sahip olmaları onları çok elektronegatif yapar ve kararlı, güçlü, yüksek enerjili kovalent bağlar oluştururlar.

Proteinler, karbonhidratlar, lipitler ve nükleik asitler gibi organik biyomoleküllerin yapısının bir parçasını oluşturarak birbirine bağlanırlar. Ayrıca yaşamın var olması için gerekli olan inorganik moleküllerin oluşumuna da katılırlar; su gibi, H ₂ O.

CHON Ortak Özellikler

Düşük atom kütlesi

Düşük atom kütlelerine sahiptirler. C, H, O ve N'nin atomik kütleleri: 12u, 1u, 16u ve 14u'dur. Bu onların daha küçük bir atom yarıçapına sahip olmalarına neden olur ve bu da kararlı ve güçlü kovalent bağlar kurmalarına izin verir.

Kovalent bağlar, molekülleri oluşturmaya katılan atomlar değerlik elektronlarını paylaştığında oluşur.

Düşük bir atomik kütleye ve dolayısıyla daha düşük bir atom yarıçapına sahip olmak, bu atomları çok elektronegatif kılar.

Yüksek elektronegatiflik

C, H, O ve N oldukça elektronegatiftir: Bir molekül içinde bağ oluştururken paylaştıkları elektronları güçlü bir şekilde çekerler.

Bu kimyasal elementler için açıklanan tüm ortak özellikler, oluşturdukları kovalent bağların kararlılığı ve gücü için uygundur.

Oluşturdukları kovalent bağlar, aynı elementler birleştiğinde apolar olabilir ve O ₂ gibi diatomik moleküller oluşturur . H'ye göre O durumunda olduğu gibi, atomlardan biri diğerinden daha elektronegatif olduğunda polar (veya nispeten polar) olabilirler.

Bu kimyasal elementler, canlılar ile doğadaki biyojeokimyasal döngü olarak bilinen çevre arasında bir harekete sahiptir.

Özel özellikler

Bu kimyasal elementlerin her birinin sahip olduğu, biyomoleküllerin yapısal işlevine neden olan bazı özellikler veya özellikler aşağıda belirtilmiştir.

Karbon atomu C

-C, dört değerli olduğu için 4 farklı veya eşit elementle 4 bağ oluşturarak çok çeşitli organik moleküller oluşturabilir.

-Doğrusal veya dallı olabilen uzun zincirler oluşturan diğer karbon atomlarına bağlanabilir.

-Ayrıca halkalı veya kapalı moleküller oluşturabilir.

-Tek, çift veya üçlü bağlarla moleküller oluşturabilir. Yapıda C'ye ek olarak saf H varsa, hidrokarbonlardan bahsediyoruz: sırasıyla alkanlar, alkenler ve alkinler.

-O veya N ile birleşerek, bağ, oluşturduğu moleküllerin çözünürlüğünü kolaylaştıran polarite kazanır.

-O, H ve N gibi diğer atomlarla birleşerek farklı organik molekül aileleri oluşturur. Diğer bileşiklerin yanı sıra aldehitler, ketonlar, alkoller, karboksilik asitler, aminler, eterler, esterler oluşturabilir.

-Organik moleküller, işlevsellik veya biyolojik aktivite ile ilgili olacak farklı uzaysal konformasyona sahip olacaktır.

H atomu

-Tüm kimyasal elementler arasında en düşük atom numarasına sahiptir ve O ile birleşerek su oluşturur.

-Bu H atomu, organik moleküller oluşturan karbon iskeletlerinde büyük oranda bulunur.

-Biyomoleküllerdeki CH bağlarının miktarı ne kadar fazlaysa, oksidasyonu ile üretilen enerji o kadar fazla olur. Bu nedenle, yağ asitlerinin oksidasyonu, karbonhidratların katabolizmasında üretilen enerjiden daha fazla enerji üretir.

O atomu

H ile birlikte su oluşturan biyoelementtir. Oksijen, hidrojenden daha elektronegatiftir, bu da su molekülünde dipol oluşturmasına izin verir.

Bu dipoller, hidrojen bağları adı verilen güçlü etkileşimlerin oluşumunu kolaylaştırır. H köprüleri gibi zayıf bağlar, moleküler çözünürlük ve biyomoleküllerin yapısını korumak için gereklidir.

N atomu

-Amino asitlerin amino grubunda ve diğerleri arasında histidin gibi bazı amino asitlerin değişken grubunda bulunur.

-Diğer organik moleküller arasında amino şekerlerin, nükleotidlerin azotlu bazlarının, koenzimlerin oluşumu için gereklidir.

CHON'u oluşturan moleküller

Su

Kaynak: Pixabay

H ve O, 2H ve O oranında su oluşturan kovalent bağlarla birleştirilir. Oksijen, hidrojenden daha elektronegatif olduğundan, polar tipte bir kovalent bağ oluşturmak için birleşirler.

Bu tür kovalent bağa sahip olarak, birçok maddenin kendileriyle hidrojen bağı oluşturarak çözünür olmasına izin verir. Su, bir organizmanın veya canlı varlığın yapısının yaklaşık% 70 ila 80'ini oluşturur.

Su evrensel çözücüdür, doğada ve canlılarda birçok işlevi yerine getirir; yapısal, metabolik ve düzenleyici işlevlere sahiptir. Sulu bir ortamda, diğer birçok işlevin yanı sıra, canlıların kimyasal reaksiyonlarının çoğu gerçekleştirilir.

Gazlar

Kaynak: Pixabay

Apolar kovalent tipin birleşmesiyle, yani elektronegatiflik farkı olmaksızın, O gibi eşit atomlar birleştirilir.Böylece, çevre ve canlılar için gerekli olan nitrojen ve moleküler oksijen gibi atmosferik gazlar oluşur.

Biyomoleküller

Kaynak: Max Pixel

Bu biyo elementler birbirleriyle ve diğer biyo elementlerle birleşerek canlıların moleküllerini oluşturur.

Monomerik birimlere veya basit organik moleküllere yol açan kovalent bağlarla birleştirilirler. Bunlar sırayla kovalent bağlarla birleştirilir ve karmaşık organik moleküller veya polimerler ve süper moleküller oluşturur.

Böylece, amino asitler proteinleri oluşturur ve monosakkaritler, karbonhidratların veya karbonhidratların yapısal birimleridir. Yağ asitleri ve gliserol sabunlaşabilir lipidleri, mononükleotidler ise nükleik asit DNA ve RNA'yı oluşturur.

Supramoleküller arasında örneğin diğerleri arasında glikolipidler, fosfolipidler, glikoproteinler, lipoproteinler bulunur.

Referanslar

1. Carey F. (2006). Organik Kimya. (6. baskı). Meksika, Mc Graw Hill.
2. Tabii Kahraman. (2018). Biyo elementler arasında birincil biyo elementlerin 2 işlevi. Coursehero.com adresinden kurtarıldı
3. Cronodon. (Sf). Bioelementler. Kurtarıldı: cronodon.com
4. Hayat Kişi. (2018). Biyoelementler: Sınıflandırma (Birincil ve İkincil). Kurtarıldı: lifepersona.com
5. Mathews, Holde ve Ahern. (2002). Biyokimya (3. baskı). Madrid: PEARSON