ЧОН: ОБЩИ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ОСОБЕНОСТИ И МОЛЕКУЛИ - ХИМИЯ - 2025

ХОН: С въглерод, Н водород, О кислород и N азот са група химически елементи, които съставят жива материя. Поради разположението им в периодичната таблица, тези атоми споделят характеристики, които ги правят подходящи за образуване на органични и ковалентни молекули.

Тези четири химични елемента съставляват повечето молекули на живи същества, наречени биоелементи или биогенни елементи. Те принадлежат към групата на първичните или основните биоелементи, тъй като са 95% в молекулите на живите същества.

Източник: Габриел Боливар

Молекулите и атомите на CHON са показани на горното изображение: шестоъгълен пръстен като молекулна единица във въглерод; Н ₂ молекула (зелен цвят); на молекула, молекула на О ₂ (оцветени в синьо); и двуатомен молекулата на N ₂ (червен), с тройна връзка.

Освен общите свойства, те имат някои особености или характеристики, които обясняват защо са подходящи за формиране на биомолекули. Като имат ниско атомно тегло или маса, това ги прави много отрицателни и те образуват стабилни, силни, високоенергийни ковалентни връзки.

Те се свързват заедно, образувайки част от структурата на органичните биомолекули като протеини, въглехидрати, липиди и нуклеинови киселини. Те също участват във формирането на неорганични молекули, необходими за съществуването на живота; такъв като вода, H ₂ O.

CHON Общи характеристики

Ниска атомна маса

Те имат ниска атомна маса. Атомните маси на С, Н, О и N са: 12u, 1u, 16u и 14u. Това ги кара да имат по-малък атомен радиус, което от своя страна им позволява да установят стабилни и силни ковалентни връзки.

Ковалентните връзки се образуват, когато атомите, които участват в образуването на молекулите, споделят своите валентни електрони.

Наличието на ниска атомна маса и следователно по-нисък атомен радиус прави тези атоми много електронегативни.

Висока електроотрицателност

C, H, O и N са силно електроотрицателни: силно привличат електроните, които споделят, когато образуват връзки в молекула.

Всички описани общи свойства за тези химични елементи са благоприятни за стабилността и здравината на ковалентните връзки, които образуват.

Облигации ковалентни че те образуват могат да бъдат неполярен, когато същите елементи се присъединят, образувайки двуатомни молекули, такива като О ₂. Те могат също да бъдат полярни (или относително полярни), когато един от атомите е по-електроотрицателен от другия, както в случая на О по отношение на Н.

Тези химични елементи имат движение между живите същества и околната среда, известна като биогеохимичен цикъл в природата.

Специални функции

По-долу са дадени някои особености или свойства, които всеки от тези химически елементи има, които дават основание за неговата структурна функция на биомолекулите.

Въглеродният атом С

-Заради своята тетравалентност, С може да образува 4 връзки с 4 различни или равни елемента, образувайки голямо разнообразие от органични молекули.

-Той може да бъде прикрепен към други въглеродни атоми, образуващи дълги вериги, които могат да бъдат линейни или разклонени.

-Той също може да образува циклични или затворени молекули.

-Може да образува молекули с единични, двойни или тройни връзки. Ако в структурата има чист Н в допълнение към С, тогава говорим за въглеводороди: съответно алкани, алкени и алкини.

-Съединявайки се с О или N, връзката придобива полярност, което улеснява разтворимостта на молекулите, от които произлиза.

-Съединявайки се с други атоми като О, Н и N, той образува различни семейства органични молекули. Той може да образува алдехиди, кетони, алкохоли, карбоксилни киселини, амини, етери, естери, сред другите съединения.

-Органните молекули ще имат различна пространствена конформация, която ще бъде свързана с функционалността или биологичната активност.

Н атом

-Има най-ниския атомен брой от всички химически елементи и се комбинира с О, за да образува вода.

-Този Н атом присъства в голяма част от въглеродните скелети, които образуват органични молекули.

-Колкото по-голямо е количеството на СН връзки в биомолекулите, толкова по-голяма е енергията, произведена с тяхното окисляване. Поради тази причина окисляването на мастните киселини генерира повече енергия от тази, произведена при катаболизма на въглехидратите.

Отома

Биоелементът е, че заедно с Н образуват вода. Кислородът е по-електроотрицателен от водорода, което му позволява да образува диполи във водната молекула.

Тези диполи улесняват образуването на силни взаимодействия, наречени водородни връзки. Слабите връзки като Н мостове са от съществено значение за молекулната разтворимост и за поддържането на структурата на биомолекулите.

N атом

-Намира се в аминогрупата на аминокиселини и в променливата група на някои аминокиселини като хистидин, между другото.

-Той е от съществено значение за образуването на амино захари, азотните основи на нуклеотиди, коензими, сред другите органични молекули.

Молекули, които съставят ХОН

вода

Източник: Pixabay

Н и О се обединяват с помощта на ковалентни връзки, образуващи водата в пропорция 2Н и О. Тъй като кислородът е по-електроотрицателен от водорода, те се обединяват, образувайки ковалентна връзка от полярния тип.

Притежавайки този вид ковалентна връзка, той позволява много вещества да бъдат разтворими чрез образуване на водородни връзки с тях. Водата представлява около 70 до 80% част от структурата на организма или живото същество.

Водата е универсалният разтворител, изпълнява много функции в природата и в живите същества; той има структурни, метаболитни и регулаторни функции. Във водна среда повечето химически реакции на живите същества се осъществяват, сред много други функции.

Газовете

Източник: Pixabay

Чрез обединение на аполарния ковалентен тип, тоест без разлика в електроотрицателността, се обединяват равни атоми като О. Така се образуват атмосферни газове, като азот и молекулен кислород, които са от съществено значение за околната среда и живите същества.

биомолекули

Източник: Max Pixel

Тези биоелементи се обединяват помежду си и с други биоелементи, образувайки молекулите на живите същества.

Те се съединяват чрез ковалентни връзки, пораждащи мономерни единици или прости органични молекули. Те от своя страна се съединяват от ковалентни връзки и образуват сложни органични молекули или полимери и супрамолекули.

Така аминокиселините образуват протеини, а монозахаридите са структурните единици на въглехидратите или въглехидратите. Мастните киселини и глицеролът съставят сапонифицируеми липиди, а мононуклеотидите изграждат нуклеинови киселини ДНК и РНК.

Сред супрамолекулите са например: гликолипиди, фосфолипиди, гликопротеини, липопротеини и др.

Препратки

1. Кери Ф. (2006). Органична химия. (6-то изд.). Мексико, Мак Грау Хил.
2. Курс герой. (2018). 2 функция на биоелементите на биоелементи, първични сред. Възстановени от: coursehero.com
3. Cronodon. (SF). Биоелементи. Възстановена от: cronodon.com
4. Личност на живота. (2018). Биоелементи: Класификация (първични и вторични). Възстановена от: lifepersona.com
5. Матюс, Холд и Ахърн. (2002 г.). Биохимия (3-то издание). Мадрид: PEARSON