CHON: KÖZÖS JELLEMZŐK, SAJÁTOSSÁGOK ÉS MOLEKULÁK - KÉMIA - 2025

KÓN: C szén, H hidrogén, O oxigén és N nitrogén, kémiai elemek csoportja, amelyek az élő anyagokat alkotják. A periódusos táblán elhelyezkedése miatt ezeknek az atomoknak olyan tulajdonságai vannak, amelyek alkalmassá teszik őket szerves és kovalens molekulák képzésére.

Ez a négy kémiai elem alkotja az élőlények legtöbbjét, úgynevezett bioelemeket vagy biogén elemeket. Az elsődleges vagy fő bioelemek csoportjába tartoznak, mivel az élőlények molekuláiban 95% -uk van.

Forrás: Gabriel Bolívar

A CHON molekulákat és atomokat a felső kép ábrázolja: hatszögletű gyűrű, mint szén molekuláris egysége; A H ₂ -molekula (zöld színű); az O ₂ diatomikus molekulája (kék színű); és a kétatomos molekula N ₂ (piros), és annak hármas kötés.

A közös tulajdonságokon kívül vannak néhány sajátosság vagy jellemző, amelyek megmagyarázzák, miért alkalmasak biomolekulák kialakítására. Az alacsony atomtömeg vagy tömeg miatt ez nagyon elektronegatívvá teszi őket, és stabil, erős, nagy energiájú kovalens kötéseket képeznek.

Összekapcsolódnak, és képezik a szerves biomolekulák szerkezetének részét, például proteineket, szénhidrátokat, lipideket és nukleinsavakat. Részt vesznek az élet megőrzéséhez nélkülözhetetlen szervetlen molekulák kialakításában is; mint például a víz, H ₂ O.

A CHON közös tulajdonságai

Alacsony atomtömeg

Kis atomtömegük van. C, H, O és N atomtömege: 12u, 1u, 16u és 14u. Ez azt eredményezi, hogy kisebb atomsugárral rendelkeznek, ami viszont lehetővé teszi stabil és erős kovalens kötések létrehozását.

Kovalens kötések akkor alakulnak ki, amikor az atomok, amelyek részt vesznek a molekulák kialakításában, megosztják valencia elektronjaikat.

Alacsony atomtömegű, tehát alacsonyabb atom sugara miatt ezek az atomok nagyon elektronegatívvá válnak.

Magas elektronegativitás

A C, H, O és N erősen elektronegatív hatásúak: erősen vonzzák az általuk megosztott elektronokat, amikor egy molekulában kötéseket képeznek.

Ezekre a kémiai elemekre ismertetett összes közös tulajdonság kedvező az általuk létrehozott kovalens kötések stabilitása és szilárdsága szempontjából.

A kovalens kötések alkotnak lehet apoláros, ha ugyanazokat az elemeket csatlakozzon, alkotó kétatomos molekulák, mint például O ₂. Polárisak (vagy viszonylag polárosak) is, ha az egyik atom elektronegatívabb, mint a másik, mint az O esetében H-hez viszonyítva.

Ezeknek a kémiai elemeknek a mozgása az élőlények és a környezet között a természetben a biogeokémiai ciklus néven ismert.

Különleges képességek

Az alábbiakban említjük azokat a sajátosságokat vagy tulajdonságokat, amelyek ezen kémiai elemek mindegyikén alapulnak, és amelyek indokolják a biomolekulák szerkezeti funkcióját.

A C szénatom

- A tetravalenciája miatt a C 4 kötést képezhet 4 különböző vagy azonos elemmel, és nagyon sokféle szerves molekulát képezhet.

- Egyéb szénatomokhoz kapcsolódhat, amelyek hosszú, láncú vagy elágazó láncot képeznek.

- Ciklikus vagy zárt molekulákat is képezhet.

- Molekulákat képezhet egyetlen, kettős vagy hármas kötéssel. Ha a szerkezetben tiszta H van a C mellett, akkor szénhidrogénekről beszélünk: alkánokról, alkénekről és alkinokról.

-Ha az oxidációval vagy az N-gyel összekapcsolódik, a kötés polaritást szerez, ami megkönnyíti a származtatott molekulák oldhatóságát.

- Más atomokkal, például O, H és N atomokkal kombinálva, a szerves molekulák különböző családjait képezi. Aldehideket, ketonokat, alkoholokat, karbonsavakat, aminokat, étereket, észtereket képezhet más vegyületek között.

-Az orgán molekulák eltérő térbeli konformációjúak, amelyek összefüggenek a funkcionalitással vagy a biológiai aktivitással.

A H atom

-A kémiai elemek közül a legalacsonyabb az atomszáma, és az O-val kombinálva vizet képez.

- Ez a H-atom nagy részben található a szénvázokban, amelyek szerves molekulákat képeznek.

- Minél nagyobb a CH-kötések mennyisége a biomolekulákban, annál nagyobb az oxidációval járó energia. Ezért a zsírsavak oxidációja több energiát generál, mint ami a szénhidrátok katabolizmusában keletkezik.

Az O atom

A bioelemek képezik H-vel együtt vizet. Az oxigén elektronegatívabb, mint a hidrogén, amely lehetővé teszi dipolok képződését a vízmolekulában.

Ezek a dipolok megkönnyítik az erős kölcsönhatások kialakulását, az úgynevezett hidrogénkötéseket. A gyenge kötések, például a H-hidak nélkülözhetetlenek a molekuláris oldhatósághoz és a biomolekulák szerkezetének fenntartásához.

Az N atom

- Megtalálható az aminosavak aminocsoportjában és néhány aminosav változó csoportjában, például többek között a hisztidin.

- Alapvető fontosságú az aminosavak, a nukleotidok nitrogénbázisai, a koenzimek, és egyéb szerves molekulák kialakulásához.

A CHON-t alkotó molekulák

Víz

Forrás: Pixabay

A H és O kovalens kötések kötik össze a vizet 2H és O arányban. Mivel az oxigén elektronegatívabb, mint a hidrogén, összekapcsolódnak, és egy poláris típusú kovalens kötést képeznek.

Az ilyen típusú kovalens kötés lehetővé teszi számos anyag oldhatóságát hidrogénkötések kialakításával. A víz körülbelül 70-80% -a egy szervezet vagy élő lény szerkezetének.

A víz az univerzális oldószer, számos funkciót tölt be a természetben és az élőlényekben; szerkezeti, metabolikus és szabályozó funkcióval rendelkezik. Vizes közegben az élőlények kémiai reakcióinak többségét számos egyéb funkció mellett elvégzik.

A gázok

Forrás: Pixabay

Az apoláris kovalens típusú egység, azaz az elektronegativitás különbsége nélkül, egyenlő atomok, például O kapcsolódnak össze, így atmoszferikus gázok képződnek, például nitrogén és molekuláris oxigén, amelyek nélkülözhetetlenek a környezet és az élőlények számára.

biomolekulák

Forrás: Max Pixel

Ezek a bioelemek egyesülnek egymással és más bioelemekkel, és képezik az élőlények molekuláit.

Össze vannak kötve kovalens kötésekkel, amelyek monomer egységeket vagy egyszerű szerves molekulákat eredményeznek. Ezeket viszont kovalens kötések kötik össze, és komplex szerves molekulákat vagy polimereket és szupramolekulákat képeznek.

Így az aminosavak fehérjéket képeznek, a monoszacharidok pedig a szénhidrátok vagy szénhidrátok szerkezeti egységei. A zsírsavak és a glicerin elszappanosítható lipideket, a mononukleotidok pedig a nukleinsavak DNS-ét és RNS-t alkotják.

A szupramolekulák közé tartoznak például: glikolipidek, foszfolipidek, glikoproteinek, lipoproteinek.

Irodalom

1. Carey F. (2006). Szerves kémia. (6. kiadás). Mexikó, Mc Graw Hill.
2. Kurzus hős. (2018). A bioelemek bioelemek 2 funkciója primer. Helyreállítva: coursehero.com
3. Cronodon. (Sf). Bioelements. Helyreállítva: cronodon.com
4. Life Person. (2018). Bioelemek: Osztályozás (elsődleges és másodlagos). Helyreállítva: lifepersona.com
5. Mathews, Holde és Ahern. (2002). Biokémia (3. kiadás). Madrid: PEARSON