- CHON fælles funktioner
- Lav atommasse
- Høj elektronegativitet
- Særlige funktioner
- Kulstofatomet C
- H-atomet
- O-atomet
- N-atomet
- Molekyler, der udgør CHON
- Vand
- Gasserne
- biomolekyler
- Referencer
CHON: C-kulstof, H-hydrogen, O-oxygen og N-nitrogen er en gruppe kemiske elementer, der udgør levende stoffer. På grund af deres placering på det periodiske system deler disse atomer egenskaber, der gør dem velegnede til dannelse af organiske og kovalente molekyler.
Disse fire kemiske elementer udgør de fleste af molekylerne fra levende væsener, kaldet bioelementer eller biogene elementer. De hører til gruppen af primære eller vigtigste bioelementer, fordi de er 95% i molekylerne i levende væsener.
Kilde: Gabriel Bolívar
CHON-molekylerne og atomer er vist i det øverste billede: en hexagonal ring som en molekylær enhed i carbon; H 2 molekyle (grønt); det diatomiske molekyle af O 2 (farvet blå); og det diatomiske molekyle af N 2 (rød) med dets tredobbelte binding.
De har, bortset fra de fælles egenskaber, nogle særegenheder eller karakteristika, der forklarer, hvorfor de er egnede til dannelse af biomolekyler. Ved at have en lav atomvægt eller masse, gør dette dem meget elektronegative, og de danner stabile, stærke, kovalente bindinger med høj energi.
De binder sammen og danner en del af strukturen i organiske biomolekyler såsom proteiner, kulhydrater, lipider og nukleinsyrer. De deltager også i dannelsen af uorganiske molekyler, der er essentielle for, at livet kan eksistere; såsom vand, H 2 O.
CHON fælles funktioner
Lav atommasse
De har en lav atommasse. Atommasserne af C, H, O og N er: 12u, 1u, 16u og 14u. Dette får dem til at have en mindre atomradius, hvilket igen giver dem mulighed for at etablere stabile og stærke kovalente bindinger.
Kovalente bindinger dannes, når atomerne, der deltager i dannelsen af molekylerne, deler deres valenselektroner.
At have en lav atommasse, og derfor en lavere atomradius, gør disse atomer meget elektronegative.
Høj elektronegativitet
C, H, O og N er meget elektronegative: de tiltrækker stærkt de elektroner, de deler, når de danner bindinger i et molekyle.
Alle de almindelige egenskaber beskrevet for disse kemiske elementer er gunstige for stabiliteten og styrken af de kovalente bindinger, de danner.
De kovalente bindinger, at de danner kan være upolære, når de samme elementer slutte, danner diatomiske molekyler, såsom O 2. De kan også være polære (eller relativt polære), når et af atomerne er mere elektronegative end det andet, som i tilfældet med O med hensyn til H.
Disse kemiske elementer har en bevægelse mellem levende væsener og miljøet kendt som den biogeokemiske cyklus i naturen.
Særlige funktioner
Nogle særpræg eller egenskaber, som hver af disse kemiske elementer besidder, og som giver grund til dens strukturelle funktion af biomolekyler, er nævnt nedenfor.
Kulstofatomet C
-På grund af dens tetravalens kan C danne 4 bindinger med 4 forskellige eller lige elementer og danne en lang række organiske molekyler.
-Det kan fastgøres til andre carbonatomer, der danner lange kæder, som kan være lineære eller forgrenede.
-Det kan også danne cykliske eller lukkede molekyler.
-Det kan danne molekyler med enkelt-, dobbelt- eller tredobbeltbindinger. Hvis der er rent H i strukturen ud over C, taler vi om kulbrinter: henholdsvis alkaner, alkener og alkyner.
-Ved forbindelse med O eller N får bindingen polaritet, hvilket letter opløseligheden af de molekyler, den stammer fra.
-Ved kombination med andre atomer såsom O, H og N danner det forskellige familier af organiske molekyler. Det kan danne aldehyder, ketoner, alkoholer, carboxylsyrer, aminer, ethere, estere, blandt andre forbindelser.
-Organiske molekyler har forskellige rumlige konformationer, som vil være relateret til funktionaliteten eller den biologiske aktivitet.
H-atomet
-Det har det laveste atomantal af alle kemiske elementer og kombineres med O for at danne vand.
-Dette H-atom findes i en stor andel i kulstofskeletterne, der danner organiske molekyler.
- Jo større mængde CH-bindinger i biomolekylerne er, jo større er den energi, der produceres med deres oxidation. Af denne grund genererer oxidation af fedtsyrer mere energi end den, der produceres i katabolismen af kulhydrater.
O-atomet
Det er bioelementet, der sammen med H danner vand. Oxygen er mere elektronegativ end brint, hvilket tillader det at danne dipoler i vandmolekylet.
Disse dipoler letter dannelsen af stærke interaktioner, kaldet brintbindinger. Svage bindinger såsom H-broer er essentielle for molekylær opløselighed og for at opretholde strukturen af biomolekyler.
N-atomet
-Det findes i aminogruppen af aminosyrer og i den variable gruppe af nogle aminosyrer, såsom histidin, blandt andre.
-Det er vigtigt for dannelsen af aminosukkere, nitrogenholdige baser af nukleotider, coenzymer, blandt andre organiske molekyler.
Molekyler, der udgør CHON
Vand
Kilde: Pixabay
H og O forenes ved hjælp af kovalente bindinger, der danner vandet i en andel af 2H og en O. Fordi ilt er mere elektronegativt end brint, er de samlet og danner en kovalent binding af polær type.
Ved at have denne type kovalent binding tillader det, at mange stoffer er opløselige ved at danne hydrogenbindinger med dem. Vand er ca. 70 til 80% af strukturen i en organisme eller et levende væsen.
Vand er det universelle opløsningsmiddel, det udfører mange funktioner i naturen og i levende væsener; det har strukturelle, metaboliske og regulatoriske funktioner. I et vandigt medium udføres de fleste af de kemiske reaktioner fra levende væsener, blandt mange andre funktioner.
Gasserne
Kilde: Pixabay
Ved at forene den apolære kovalente type, det vil sige uden forskel i elektronegativitet, forenes lige atomer som O. Således dannes atmosfæriske gasser, såsom nitrogen og molekylært ilt, der er essentielle for miljøet og levende væsener.
biomolekyler
Kilde: Max Pixel
Disse bioelementer forenes med hinanden og med andre bioelementer og danner molekyler fra levende væsener.
De er forbundet med kovalente bindinger, hvilket giver anledning til monomere enheder eller enkle organiske molekyler. Disse er igen forbundet med kovalente bindinger og danner komplekse organiske molekyler eller polymerer og supramolekyler.
Aminosyrer danner således proteiner, og monosaccharider er de strukturelle enheder af kulhydrater eller kulhydrater. Fedtsyrer og glycerol udgør saponificerbare lipider, og mononukleotider udgør nukleinsyrer DNA og RNA.
Blandt supramolécules er for eksempel: glycolipider, phospholipider, glycoproteiner, lipoproteiner, blandt andre.
Referencer
- Carey F. (2006). Organisk kemi. (6. udgave). Mexico, Mc Graw Hill.
- Kursets helt. (2018). 2 funktion af bioelementer bioelementer primær blandt. Gendannes fra: kurshero.com
- Cronodon. (Sf). Biogrundstoffer. Gendannes fra: cronodon.com
- Liv Person. (2018). Bioelementer: Klassificering (Primær og Sekundær). Gendannes fra: lifepersona.com
- Mathews, Holde og Ahern. (2002). Biokemi (3. udg.). Madrid: PEARSON