Abbildung 1. Kohlenstoff kann vier kovalente Bindungen bilden, um ein organisches Molekül zu bilden. Das einfachste Kohlenstoffmolekül ist Methan (CH4), das hier abgebildet ist.
Lebewesen basieren auf Kohlenstoff, da Kohlenstoff eine so herausragende Rolle in der Chemie von Lebewesen spielt., Dies bedeutet, dass Kohlenstoffatome, die an andere Kohlenstoffatome oder andere Elemente gebunden sind, die grundlegenden Bestandteile vieler, wenn nicht der meisten Moleküle bilden, die einzigartig in Lebewesen vorkommen. Andere Elemente spielen eine wichtige Rolle in biologischen Molekülen, aber Kohlenstoff ist sicherlich das „Fundament“ für Moleküle in Lebewesen. Es sind die Bindungseigenschaften von Kohlenstoffatomen, die für seine wichtige Rolle verantwortlich sind.,
Kohlenstoffbindung
Die vier kovalenten Bindungspositionen des Kohlenstoffatoms können zu einer Vielzahl von Verbindungen mit vielen Funktionen führen, die die Bedeutung von Kohlenstoff für Lebewesen berücksichtigen.
Kohlenstoff enthält vier Elektronen in seiner äußeren Hülle. Daher kann es vier kovalente Bindungen mit anderen Atomen oder Molekülen bilden. Das einfachste organische Kohlenstoffmolekül ist Methan (CH4), in dem vier Wasserstoffatome an ein Kohlenstoffatom binden (Abbildung 1).
Strukturen, die komplexer sind, werden jedoch mit Kohlenstoff hergestellt., Jedes der Wasserstoffatome kann durch ein anderes Kohlenstoffatom ersetzt werden, das kovalent mit dem ersten Kohlenstoffatom verbunden ist. Auf diese Weise können lange und verzweigte Ketten von Kohlenstoffverbindungen hergestellt werden (Abbildung 2a). Die Kohlenstoffatome können sich mit Atomen anderer Elemente wie Stickstoff, Sauerstoff und Phosphor verbinden (Abbildung 2b). Die Moleküle können auch Ringe bilden, die sich selbst mit anderen Ringen verbinden können (Abbildung 2c)., Diese Vielfalt der molekularen Formen erklärt die Vielfalt der Funktionen der biologischen Makromoleküle und beruht in hohem Maße auf der Fähigkeit von Kohlenstoff, mehrere Bindungen mit sich selbst und anderen Atomen zu bilden.
Abbildung 2. Diese Beispiele zeigen drei Moleküle (gefunden in lebenden Organismen), die Kohlenstoffatome enthalten, die auf verschiedene Weise an andere Kohlenstoffatome und die Atome anderer Elemente gebunden sind. (a) Dieses Stearinsäuremolekül hat eine lange Kette von Kohlenstoffatomen., (b) Glycine, a component of proteins, contains carbon, nitrogen, oxygen, and hydrogen atoms. (c) Glucose, a sugar, has a ring of carbon atoms and one oxygen atom.