CHON: CARACTERISTICI COMUNE, PARTICULARITĂȚI ȘI MOLECULE - CHIMIE - 2025

CHONUL : carbonul C, hidrogenul H, oxigenul O și azotul N sunt un grup de elemente chimice care formează materia vie. Datorită amplasării lor pe tabelul periodic, acești atomi au caracteristici care le fac potrivite pentru formarea moleculelor organice și covalente.

Aceste patru elemente chimice alcătuiesc cea mai mare parte a moleculelor ființelor vii, numite bioelemente sau elemente biogene. Ele aparțin grupului de bioelemente primare sau principale, deoarece acestea sunt 95% în moleculele ființelor vii.

Sursa: Gabriel Bolívar

Moletele și atomii CHON sunt arătați în imaginea superioară: un inel hexagonal ca unitate moleculară în carbon; H ₂ molecula ( de culoare verde); molecula diatomic de O ₂ (albastru colorat); și molecula diatomic de N ₂ (roșu), cu legătura sa triplă.

Au, în afară de proprietățile comune, câteva particularități sau caracteristici care explică de ce sunt potrivite pentru formarea biomoleculelor. Având o greutate sau o greutate atomică redusă, acest lucru îi face foarte electronegativi și formează legături covalente stabile, puternice, cu energie mare.

Se leagă formând parte din structura biomoleculelor organice precum proteinele, carbohidrații, lipidele și acizii nucleici. De asemenea, participă la formarea de molecule anorganice esențiale pentru existența vieții; cum ar fi apa, H ₂ O.

Caracteristici comune CHON

Masă atomică scăzută

Au o masă atomică scăzută. Masele atomice ale lui C, H, O și N sunt: ​​12u, 1u, 16u și 14u. Acest lucru îi determină să aibă o rază atomică mai mică, ceea ce la rândul lor le permite să stabilească legături covalente stabile și puternice.

Legăturile covalente se formează atunci când atomii care participă la formarea moleculelor își împart electronii de valență.

Având o masă atomică scăzută și, prin urmare, o rază atomică mai mică, face ca acești atomi să fie foarte electronegativi.

Electronegativitate ridicată

C, H, O și N sunt foarte electronegative: atrag puternic electronii pe care îi împărtășesc atunci când formează legături în cadrul unei molecule.

Toate proprietățile comune descrise pentru aceste elemente chimice sunt favorabile pentru stabilitatea și rezistența legăturilor covalente pe care le formează.

Legăturile covalente pe care le formează pot fi apolar, când aceleași elemente se alăture, formând molecule diatomice , cum ar fi O ₂ . De asemenea, pot fi polari (sau relativ polari) atunci când unul dintre atomi este mai electronegativ decât celălalt, ca în cazul O în raport cu H.

Aceste elemente chimice au o mișcare între ființele vii și mediul cunoscut sub numele de ciclu biogeochimic în natură.

Caracteristici speciale

Mai jos sunt menționate câteva particularități sau proprietăți pe care fiecare dintre aceste elemente chimice le oferă motive pentru funcția sa structurală a biomoleculelor.

Atomul de carbon C

-Pentru tetravalența sa, C poate forma 4 legături cu 4 elemente diferite sau egale, formând o mare varietate de molecule organice.

-Se poate atașa la alți atomi de carbon care formează lanțuri lungi, care pot fi liniare sau ramificate.

-Poate forma, de asemenea, molecule ciclice sau închise.

-Se poate forma molecule cu legături simple, duble sau triple. Dacă în structură există H pură, în plus față de C, atunci vorbim de hidrocarburi: alcani, alchene și, respectiv, alchine.

-La unirea cu O, sau N, legătura capătă polaritate, ceea ce facilitează solubilitatea moleculelor din care este originară.

-Cum se combină cu alți atomi precum O, H și N, formează diferite familii de molecule organice. Poate forma aldehide, cetone, alcooli, acizi carboxilici, amine, eteri, esteri, printre alți compuși.

-Moleculele organice vor avea o conformație spațială diferită, care va fi legată de funcționalitate sau activitate biologică.

Atomul H

-Are cel mai mic număr atomic dintre toate elementele chimice și se combină cu O pentru a forma apă.

-Acest atom de H este prezent într-o proporție mare în scheletele de carbon care formează molecule organice.

-Cu cât este mai mare cantitatea de legături CH din biomolecule, cu atât este mai mare energia produsă cu oxidarea lor. Din acest motiv, oxidarea acizilor grași generează mai multă energie decât cea produsă în catabolismul carbohidraților.

Atomul O

Bioelementul este cel care împreună cu H formează apă. Oxigenul este mai electronegativ decât hidrogenul, ceea ce îi permite să formeze dipoli în molecula de apă.

Acești dipoli facilitează formarea de interacțiuni puternice, numite legături de hidrogen. Legăturile slabe precum podurile H sunt esențiale pentru solubilitatea moleculară și pentru menținerea structurii biomoleculelor.

N atomul

-Se găsește în grupul amino al aminoacizilor și în grupul variabil al unor aminoacizi cum ar fi histidina, printre altele.

-Este esențial pentru formarea de zaharuri amino, bazele azotate ale nucleotidelor, coenzimelor, printre alte molecule organice.

Molecule care alcătuiesc CHON

Apă

Sursa: Pixabay

H și O sunt unite prin legături covalente, formând apă în proporție de 2H și O. Deoarece oxigenul este mai electronegativ decât hidrogenul, acestea se unesc pentru a forma o legătură covalentă de tip polar.

Având acest tip de legătură covalentă, acesta permite ca multe substanțe să fie solubile formând legături de hidrogen cu ele. Apa reprezintă aproximativ 70 până la 80% parte din structura unui organism sau a unei ființe vii.

Apa este solventul universal, îndeplinește multe funcții în natură și în ființele vii; are funcții structurale, metabolice și de reglementare. Într-un mediu apos, majoritatea reacțiilor chimice ale ființelor vii sunt efectuate, printre multe alte funcții.

Gazele

Sursa: Pixabay

Prin unirea tipului covalent apolar, adică fără diferență de electronegativitate, se unesc atomi egali precum O. Sunt astfel formate gaze atmosferice, cum ar fi azotul și oxigenul molecular, esențiale pentru mediu și ființele vii.

biomoleculelor

Sursa: Max Pixel

Aceste bioelemente se unesc între ele și cu alte bioelemente, formând moleculele ființelor vii.

Acestea sunt unite prin legături covalente, dând naștere la unități monomerice sau molecule organice simple. Acestea la rândul lor sunt unite de legături covalente și formează molecule organice complexe sau polimeri și supramolecule.

Astfel, aminoacizii formează proteine, iar monozaharidele sunt unitățile structurale ale carbohidraților sau carbohidraților. Acizii grași și glicerolul alcătuiesc lipide saponificabile, iar mononucleotidele alcătuiesc acizii nucleici ADN și ARN.

Printre supramolécule se numără, de exemplu: glicolipide, fosfolipide, glicoproteine, lipoproteine, printre altele.

Referințe

1. Carey F. (2006). Chimie organica. (Ediția a 6-a). Mexic, Mc Graw Hill.
2. Erou de curs. (2018). 2 funcția elementelor bio bioelemente primare printre. Recuperat de la: curshero.com
3. Cronodon. (Sf). Bioelemente. Recuperat de la: cronodon.com
4. Persoană de viață. (2018). Bioelemente: clasificare (primară și secundară). Recuperat de la: lifepersona.com
5. Mathews, Holde și Ahern. (2002). Biochimie (ediția a III-a). Madrid: PEARSON