Rysunek 1. Węgiel może tworzyć cztery wiązania kowalencyjne, tworząc cząsteczkę organiczną. Najprostszą cząsteczką węgla jest metan (CH4), przedstawiony tutaj.
żywe istoty są oparte na węglu, ponieważ węgiel odgrywa tak ważną rolę w chemii żywych istot., Oznacza to, że atomy węgla, połączone z innymi atomami węgla lub innymi pierwiastkami, tworzą podstawowe składniki wielu, jeśli nie większości, cząsteczek występujących wyjątkowo w żywych istotach. Inne pierwiastki odgrywają ważną rolę w cząsteczkach biologicznych, ale węgiel z pewnością kwalifikuje się jako element „fundamentu” dla cząsteczek w żywych istotach. To właśnie właściwości wiązania atomów węgla odpowiadają za jego ważną rolę.,
Wiązanie węgla
cztery kowalencyjne pozycje wiązania atomu węgla mogą dać początek szerokiej różnorodności związków o wielu funkcjach, biorąc pod uwagę znaczenie węgla w żywych istotach.
węgiel zawiera cztery elektrony w swojej zewnętrznej powłoce. W związku z tym może tworzyć cztery wiązania kowalencyjne z innymi atomami lub cząsteczkami. Najprostszą cząsteczką węgla organicznego jest metan (CH4), w którym cztery atomy wodoru wiążą się z atomem węgla (ryc. 1).
jednak struktury, które są bardziej złożone, są wykonane przy użyciu węgla., Każdy z atomów wodoru może być zastąpiony innym atomem węgla kowalencyjnie związanym z pierwszym atomem węgla. W ten sposób można tworzyć długie i rozgałęziające się łańcuchy związków węgla (rys. 2A). Atomy węgla mogą wiązać się z atomami innych pierwiastków, takich jak azot, tlen i fosfor (rysunek 2b). Cząsteczki mogą również tworzyć pierścienie, które same mogą łączyć się z innymi pierścieniami (rys. 2C)., Ta różnorodność form molekularnych odpowiada za różnorodność funkcji makrocząsteczek biologicznych i opiera się w dużym stopniu na zdolności węgla do tworzenia wielu wiązań z sobą i innymi atomami.
Rysunek 2. Przykłady te pokazują trzy cząsteczki (występujące w organizmach żywych), które zawierają atomy węgla związane na różne sposoby z innymi atomami węgla i atomami innych pierwiastków. (a) ta cząsteczka kwasu stearynowego ma długi łańcuch atomów węgla., (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.