CHON: ZAJEDNIČKE KARAKTERISTIKE, OSOBITOSTI I MOLEKULE - KEMIJA - 2025

CHON: C ugljik, H vodik, O kisik i N dušik su skupina kemijskih elemenata koji čine živu tvar. Zbog svog položaja na periodičnoj tablici, ti atomi dijele karakteristike koje ih čine pogodnim za formiranje organskih i kovalentnih molekula.

Ova četiri kemijska elementa čine većinu molekula živih bića, koja se nazivaju bioelementi ili biogeni elementi. Pripadaju skupini primarnih ili glavnih bioelemenata jer se nalaze u molekulama živih bića 95%.

Izvor: Gabriel Bolívar

CHON molekule i atomi prikazani su na gornjoj slici: šesterokutni prsten kao molekularna jedinica u ugljiku; H ₂ molekula (zelene); dvoatomski molekula O ₂ (obojeno plavo); i dvoatomski molekula N ₂ (crvena), s trostrukom vezom.

Osim zajedničkih svojstava, oni imaju i neke osobine ili karakteristike koje objašnjavaju zašto su prikladne za formiranje biomolekula. Zbog male atomske težine ili mase, to ih čini vrlo elektronegativnima i tvore stabilne, jake, visokoenergetske kovalentne veze.

Vežu se zajedno i čine dio organske biomolekule poput bjelančevina, ugljikohidrata, lipida i nukleinskih kiselina. Oni također sudjeluju u stvaranju anorganskih molekula neophodnih za život; kao što je voda, H ₂ O.

CHON Zajedničke značajke

Mala atomska masa

Imaju malu atomsku masu. Atomske mase C, H, O i N su: 12u, 1u, 16u i 14u. Zbog toga imaju manji atomski radijus, što im zauzvrat omogućava uspostavljanje stabilnih i jakih kovalentnih veza.

Kovalentne veze nastaju kada atomi koji sudjeluju u formiranju molekula dijele svoje valencijske elektrone.

Imajući malu atomsku masu, a samim tim i manji atomski radijus, ove atome čini vrlo negativnim.

Visoka elektronegativnost

C, H, O i N su visoko elektronegativni: snažno privlače elektrone koje dijele kada tvore veze unutar molekule.

Sva uobičajena svojstva opisana za ove kemijske elemente povoljna su za stabilnost i čvrstoću kovalentnih veza koje tvore.

A kovalentne veze da tvore mogu biti nepolarno, kada su isti elementi pridružiti tvoreći dvoatomski molekule, kao što su O ₂. Oni također mogu biti polarni (ili relativno polarni) kad je jedan od atoma elektronegativniji od drugog, kao u slučaju O u odnosu na H.

Ti kemijski elementi imaju kretanje između živih bića i okoliša u prirodi poznat kao biogeokemijski ciklus.

Posebne značajke

Ispod su neke posebnosti ili svojstva koja svaki od ovih kemijskih elemenata ima razloga za svoju strukturnu funkciju biomolekula.

Ugljikov atom C

-Zbog svoje tetravalencije, C može formirati 4 veze s 4 različita ili jednaka elementa, tvoreći veliku raznolikost organskih molekula.

-Može se povezati s drugim atomima ugljika koji tvore duge lance koji mogu biti ravni ili razgranati.

-To također može tvoriti ciklične ili zatvorene molekule.

-Može formirati molekule jednostrukim, dvostrukim ili trostrukim vezama. Ako u strukturi ima C čistog H, tada govorimo o ugljikovodicima: alkanima, alkenima i alkinima.

Spajajući se s O ili N, veza stječe polaritet, što olakšava topljivost molekula iz kojih potječu.

- Kombinirajući s drugim atomima kao što su O, H i N, on tvori različite porodice organskih molekula. Može formirati aldehide, ketone, alkohole, karboksilne kiseline, amine, etere, estere, među ostalim spojevima.

- Organske molekule imat će različite prostorne konformacije, što će biti povezano sa funkcionalnošću ili biološkom aktivnošću.

H atom

-Ima najniži atomski broj svih kemijskih elemenata i kombinira se s O u obliku vode.

-Ovaj H atom prisutan je u velikom udjelu u kosticima ugljika koji tvore organske molekule.

-Što je veća količina CH-veze u biomolekulama, to je veća energija proizvedena njihovom oksidacijom. Iz tog razloga oksidacija masnih kiselina stvara više energije od one proizvedene u katabolizmu ugljikohidrata.

O atom

Bioelement je da zajedno s H tvori vodu. Kisik je više elektronegativan od vodika, što mu omogućuje da formira dipole u molekuli vode.

Ovi dipoli olakšavaju stvaranje jakih interakcija, koje se nazivaju vodikove veze. Slabe veze poput H mostova ključne su za molekularnu topljivost i za održavanje strukture biomolekula.

N atom

-Nalazi se u amino grupi aminokiselina i u varijabilnoj skupini nekih aminokiselina, poput histidina, među ostalim.

-On je neophodan za stvaranje amino šećera, dušičnih baza nukleotida, koenzima, između ostalih organskih molekula.

Molekule koje čine CHON

Voda

Izvor: Pixabay

H i O su sjedinjeni pomoću kovalentnih veza koje tvore vodu u omjeru 2H i O. Budući da je kisik elektronegativniji od vodika, oni se ujedinjuju formirajući kovalentnu vezu polarnog tipa.

Imajući ovu vrstu kovalentne veze, omogućava mnogim tvarima da se topi, formirajući vodikove veze s njima. Voda je oko 70 do 80% strukture organizma ili živog bića.

Voda je univerzalno otapalo, ispunjava mnoge funkcije u prirodi i živim bićima; ima strukturne, metaboličke i regulatorne funkcije. U vodenom mediju provodi se većina kemijskih reakcija živih bića, među mnogim drugim funkcijama.

Plinovi

Izvor: Pixabay

Spojem apolarnog kovalentnog tipa, to jest bez razlike u elektronegativnosti, jednaki su atomi, kao što su O. Tako nastaju atmosferski plinovi poput dušika i molekularnog kisika, neophodnih za okoliš i živa bića.

biomolekule

Izvor: Max Pixel

Ti se bioelementi ujedinjuju jedan s drugim, i sa drugim bioelementima, tvoreći molekule živih bića.

Spojene su kovalentnim vezama, što stvara monomerne jedinice ili jednostavne organske molekule. Oni se zauzvrat spajaju kovalentnim vezama i tvore složene organske molekule ili polimere i supramolekule.

Dakle, aminokiseline tvore proteine, a monosaharidi strukturne jedinice ugljikohidrata ili ugljikohidrata. Masne kiseline i glicerol čine liponificirajuće lipide, a mononukleotidi čine DNK nukleinskih kiselina i RNK.

Među supramolekule spadaju, na primjer, glikolipidi, fosfolipidi, glikoproteini, lipoproteini.

Reference

1. Carey F. (2006). Organska kemija. (6. izd.). Meksiko, Mc Graw Hill.
2. Heroj tečaja (2018.). 2 funkcija bioelemenata bioelemenata. Oporavilo sa: coursehero.com
3. Cronodon. (SF). Bioelements. Oporavilo od: cronodon.com
4. Životna osoba. (2018.). Bioelementi: Klasifikacija (primarna i sekundarna). Oporavilo od: lifepersona.com
5. Mathews, Holde i Ahern. (2002). Biokemija (3. izd.). Madrid: PEARSON