CHON: C-kulstof, H-brint, O-ilt og N-nitrogen er en gruppe kemiske grundstoffer, der udgør levende stof. På grund af deres placering i det periodiske system deler disse atomer egenskaber, der gør dem egnede til at danne organiske og kovalente molekyler..
Disse fire kemiske grundstoffer udgør de fleste molekyler af levende væsener, kaldet bioelementer eller biogene grundstoffer. De tilhører gruppen af primære eller vigtigste bioelementer, fordi de er 95% i molekylerne hos levende væsener.
CHON-molekyler og atomer er vist i det øverste billede: en sekskantet ring som en molekylær enhed i kulstof; H-molekyletto (Grøn farve); det diatomiske molekyle af Oto (farven blå) og det diatomiske molekyle af Nto (farvet rød) med sin 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 og højenergiske kovalente bindinger..
De binder sammen og udgør en del af strukturen i organiske biomolekyler såsom proteiner, kulhydrater, lipider og nukleinsyrer. De deltager også i dannelsen af uorganiske molekyler, der er vigtige for at livet kan eksistere; såsom vand, HtoELLER.
Artikelindeks
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.
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, der er beskrevet for disse kemiske grundstoffer, er gunstige for stabiliteten og styrken af de kovalente bindinger, som de danner..
De kovalente bindinger, som de danner, kan være apolare, når de samme elementer slutter sig og danner diatomiske molekyler såsom Oto. 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..
Nedenfor er nævnt nogle særlige forhold eller egenskaber, som hvert af disse kemiske grundstoffer besidder, der giver grund til dets strukturelle funktion af biomolekyler.
-På grund af dens tetravalens kan C danne 4 bindinger med 4 forskellige eller lige grundstoffer og danne et stort udvalg af organiske molekyler.
-Det kan være bundet 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 tredobbelt binding. Hvis der i strukturen ud over C er ren H, så taler vi om carbonhydrider: henholdsvis alkaner, alkener og alkyner.
-Ved sammenføjning med O eller N får bindingen polaritet, hvilket letter opløseligheden af de molekyler, den stammer fra..
-Når det kombineres 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 vil have forskellig rumlig konformation, som vil være relateret til funktionalitet eller biologisk aktivitet..
-Det har det laveste atomnummer af alle kemiske grundstoffer og kombineres med O for at danne vand.
-Dette H-atom er til stede i en stor andel i carbonskeletterne, der danner organiske molekyler..
-Jo større antal C-H-bindinger i biomolekyler, jo større energi produceres ved deres oxidation. Af denne grund genererer oxidationen af fedtsyrer mere energi end den, der produceres i katabolismen af kulhydrater..
Det er bioelementet, der sammen med H udgør vand. Oxygen er mere elektronegativ end brint, hvilket gør det muligt at danne dipoler i vandmolekylet..
Disse dipoler letter dannelsen af stærke interaktioner, kaldet hydrogenbindinger. Svage bindinger såsom H-broer er vigtige for molekylær opløselighed og for at opretholde strukturen af biomolekyler..
-Det findes i aminogruppen af aminosyrer og i den variable gruppe af nogle aminosyrer, såsom histidin, blandt andre.
-Det er vigtigt for dannelsen af aminosukker, de nitrogenholdige baser af nukleotider, co-enzymer, blandt andre organiske molekyler.
H og O er forbundet med kovalente bindinger, der danner vand i et forhold på 2H og O. Fordi ilt er mere elektronegativ end hydrogen, slutter de sig til dannelse af en polær type kovalent binding..
Ved at have denne type kovalent binding tillader det mange stoffer at være opløselige ved at danne hydrogenbindinger med dem. Vand er en del af strukturen i en organisme eller et levende væsen i ca. 70 til 80%.
Vand er det universelle opløsningsmiddel, det udfører mange funktioner i naturen og i levende væsener; det har strukturelle, metaboliske og regulatoriske funktioner. I vandigt medium udføres de fleste af de kemiske reaktioner hos levende væsener blandt mange andre funktioner..
Ved forening af den apolare kovalente type, dvs. uden forskel i elektronegativitet, forenes lige atomer som O. Således dannes atmosfæriske gasser, såsom nitrogen og molekylært ilt, der er væsentlige for miljøet og levende væsener..
Disse bioelementer forener sig med hinanden og med andre bioelementer, der danner molekylerne hos 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 polymerer eller komplekse organiske molekyler og supramolekyler..
Således danner aminosyrer proteiner, og monosaccharider er de strukturelle enheder af kulhydrater eller kulhydrater. Fedtsyrer og glycerol udgør forsæbelige lipider, og mononukleotider udgør nukleinsyrer DNA og RNA.
Blandt supramolekylerne er for eksempel: glycolipider, phospholipider, glycoproteiner, lipoproteiner, blandt andre.
Endnu ingen kommentarer