CHONAS: BENDROS SAVYBĖS, YPATUMAI IR MOLEKULĖS - CHEMIJA - 2025

CHONAS : C anglis, H vandenilis, O deguonis ir N azotas - tai cheminių elementų, sudarančių gyvas medžiagas, grupė. Dėl savo padėties periodinėje lentelėje šie atomai pasižymi tokiomis savybėmis, dėl kurių jie tinka formuoti organines ir kovalentines molekules.

Šie keturi cheminiai elementai sudaro didžiąją dalį gyvų būtybių molekulių, vadinamų bioelementais arba biogeniniais elementais. Jie priklauso pirminių ar pagrindinių bioelementų grupei, nes jų 95% yra gyvų būtybių molekulėse.

Šaltinis: Gabrielis Bolívaras

Viršutiniame paveikslėlyje pavaizduotos CHON molekulės ir atomai: šešiakampis žiedas kaip molekulinis anglies vienetas; H ₂ molekulė (žalios spalvos); diatominė O ₂ molekulė (mėlyna spalva); ir Dwuatomowy molekulė N ₂ (raudonas), su savo trigubą jungtį.

Be bendrųjų savybių, jie turi keletą ypatumų ar savybių, paaiškinančių, kodėl jie yra tinkami formuoti biomoleules. Dėl mažo atominio svorio ar masės jie tampa labai elektronegatyvūs ir sudaro stabilius, stiprius, aukštos energijos kovalentinius ryšius.

Jie jungiasi ir sudaro organinių biomolekulių, tokių kaip baltymai, angliavandeniai, lipidai ir nukleorūgštys, struktūros dalį. Jie taip pat dalyvauja formuojant neorganines molekules, būtinas gyvybei egzistuoti; pavyzdžiui, vanduo, H ₂ O.

CHON bendrosios savybės

Maža atominė masė

Jie turi mažą atominę masę. C, H, O ir N atominės masės yra: 12u, 1u, 16u ir 14u. Dėl to jie turi mažesnį atominį spindulį, o tai savo ruožtu leidžia jiems sukurti stabilius ir stiprius kovalentinius ryšius.

Kovalentiniai ryšiai susidaro, kai atomai, kurie sudaro molekules, dalijasi savo valentiniais elektronais.

Turintys mažą atominę masę, taigi ir mažesnį atominį spindulį, daro šiuos atomus labai elektronegatyvius.

Didelis elektronegatyvumas

C, H, O ir N yra labai elektronegatyvūs: jie stipriai traukia elektronus, kuriuos dalijasi, kai molekulėje sudaro ryšius.

Visos bendrosios aprašytos šių cheminių elementų savybės yra palankios kovalentinių ryšių, kuriuos jie sudaro, stabilumui ir stiprumui.

Kovalentiniai ryšiai, kuriuos jie sudaro, gali būti apoliarūs, kai jungiasi tie patys elementai, sudarydami diatomines molekules, tokias kaip O ₂ . Jie taip pat gali būti poliniai (arba santykinai poliariniai), kai vienas iš atomų yra labiau elektronegatyvus nei kitas, kaip O atveju H atžvilgiu.

Šie cheminiai elementai turi judėjimą tarp gyvų būtybių ir aplinkos, gamtoje žinomą kaip biogeocheminis ciklas.

Ypatumai

Kai kurie šių cheminių elementų ypatumai ar savybės, pagrindžiantys biomolekulių struktūrinę funkciją, yra paminėti toliau.

Anglies atomas C

- Dėl savo tetravalencijos C gali sudaryti 4 jungtis su 4 skirtingais ar lygiais elementais, sudarydamas daugybę organinių molekulių.

-Jis gali būti prijungtas prie kitų anglies atomų, sudarančių ilgas grandines, kurios gali būti tiesios arba šakotos.

-Jis taip pat gali sudaryti ciklines arba uždaras molekules.

- Tai gali sudaryti molekules su viena, dviguba ar triguba jungtimis. Jei, be C, struktūroje yra ir grynasis H, tada mes kalbame apie angliavandenilius: atitinkamai alkanus, alkeenus ir alkinus.

-Jei jungiasi su O arba N, jungtis įgyja poliškumą, o tai palengvina molekulių, iš kurių ji susidaro, tirpumą.

-Kombinuodamasis su kitais atomais, tokiais kaip O, H ir N, jis sudaro skirtingas organinių molekulių grupes. Be kitų junginių, jis gali sudaryti aldehidus, ketonus, alkoholius, karboksirūgštis, aminus, eterius, esterius.

-Organinės molekulės turės skirtingą erdvinę struktūrą, kuri bus susijusi su funkcionalumu ar biologiniu aktyvumu.

H atomas

-Jis turi mažiausią visų cheminių elementų atominį skaičių ir yra sujungtas su O, kad sudarytų vandenį.

-Šis H atomas yra didelėje dalyje anglies skeletuose, kurie sudaro organines molekules.

-Kuo didesnis CH jungčių kiekis biomolekulėse, tuo didesnė energija gaunama jų oksidacijai. Dėl šios priežasties riebiųjų rūgščių oksidacija sukuria daugiau energijos nei gaunama katabolizuojant angliavandenius.

O atomas

Būtent bioelementas kartu su H sudaro vandenį. Deguonis yra labiau elektronegatyvus nei vandenilis, kuris leidžia vandens molekulėje sudaryti dipolius.

Šie dipoliai palengvina stiprios sąveikos, vadinamos vandenilio jungtimis, formavimąsi. Silpni ryšiai, tokie kaip H tiltai, yra būtini molekuliniam tirpumui ir biomolekulių struktūros palaikymui.

N atomas

-Jis randamas aminorūgščių amino grupėje ir kai kurių aminorūgščių, tokių kaip histidinas, kintamojoje grupėje.

-Jis yra būtinas aminorūgščių, nukleotidų azoto bazių, kofermentų, tarp kitų organinių molekulių, susidarymui.

Molekulės, sudarančios CHON

Vanduo

Šaltinis: „Pixabay“

H ir O yra sujungti kovalentiniais ryšiais, sudarydami vandenį iš 2H ir O. proporcingai. Kadangi deguonis yra labiau elektronegatyvus nei vandenilis, jie susijungia ir sudaro poliarinio tipo kovalentinį ryšį.

Turėdamas tokio tipo kovalentinį ryšį, jis leidžia daugeliui medžiagų ištirpti, sudarydamas su jomis vandenilinius ryšius. Vanduo sudaro apie 70–80% organizmo ar gyvos būtybės struktūros.

Vanduo yra universalus tirpiklis, jis atlieka daugybę funkcijų gamtoje ir gyvose būtybėse; jis turi struktūrines, metabolines ir reguliavimo funkcijas. Vandeninėje terpėje, be daugelio kitų funkcijų, vykdoma dauguma gyvų būtybių cheminių reakcijų.

Dujos

Šaltinis: „Pixabay“

Apoliarinio kovalento tipo sąjunga, ty be elektronegatyvumo skirtumų, yra sujungti vienodi atomai, tokie kaip O. Taigi susidaro atmosferos dujos, tokios kaip azotas ir molekulinis deguonis, būtinos aplinkai ir gyvoms būtybėms.

Biomolekulės

Šaltinis: „Max Pixel“

Šie bioelementai susijungia tarpusavyje ir su kitais bioelementais, sudarydami gyvų būtybių molekules.

Jie yra sujungti kovalentiniais ryšiais, sukuriant monomerinius vienetus arba paprastas organines molekules. Jie savo ruožtu yra sujungti kovalentiniais ryšiais ir sudaro sudėtines organines molekules arba polimerus ir supramolekules.

Taigi aminorūgštys sudaro baltymus, o monosacharidai yra struktūriniai angliavandenių arba angliavandenių vienetai. Riebalų rūgštys ir glicerolis sudaro muilinamus lipidus, o mononukleotidai sudaro nukleorūgščių DNR ir RNR.

Tarp supramolekulių, pavyzdžiui, yra: glikolipidai, fosfolipidai, glikoproteinai, lipoproteinai.

Nuorodos

1. Carey F. (2006). Organinė chemija. (6-asis leidimas). Meksika, Mc Graw Hill.
2. Kurso herojus. (2018 m.). 2 pirminių bioelementų bioelementų funkcija. Atkurta iš: coursehero.com
3. „Cronodon“. (sf). Bioelementai. Atkurta iš: cronodon.com
4. Gyvenimo žmogus. (2018 m.). Bioelementai: klasifikacija (pirminė ir antrinė). Atgauta iš: lifepersona.com
5. Mathewsas, Holde ir Ahernas. (2002). Biochemija (3-asis leidimas). Madridas: PEARSON