CHON: características comuns, particularidades e moléculas

CHON : carbono C, hidrogênio H, oxigênio O e nitrogênio N, são um grupo de elementos químicos que compõem a matéria viva. Devido à sua localização na tabela periódica , esses átomos compartilham características que os tornam adequados para a formação de moléculas orgânicas e covalentes.

Esses quatro elementos químicos formam a maioria das moléculas dos seres vivos , chamados bioelementos ou elementos biogênicos. Eles pertencem ao grupo de bioelementos primários ou principais, porque são encontrados em 95% nas moléculas dos seres vivos.

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Fonte: Gabriel Bolívar

As moléculas e átomos de CHON são mostrados na imagem acima: um anel hexagonal como uma unidade molecular em carbono; a molécula de H 2 (verde); a molécula diatômica do O 2 (azul); e a molécula diatômica de N 2 (vermelho), com sua ligação tripla.

Eles têm parte das propriedades comuns, algumas peculiaridades ou características que explicam por que são adequados para a formação de biomoléculas. Com baixo peso ou massa atômica, isso os torna muito eletronegativos e formam ligações covalentes estáveis, fortes e de alta energia.

Eles se unem como parte da estrutura de biomoléculas orgânicas, como proteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucléicos. Eles também participam da formação de moléculas inorgânicas essenciais para a vida existir; tais como água, H 2 O.

Características comuns de CHON

Massa atômica baixa

Eles têm uma massa atômica baixa. As massas atômicas de C, H, O e N são: 12 u, 1u, 16u e 14u. Isso faz com que eles tenham um raio atômico menor, o que por sua vez lhes permite estabelecer ligações covalentes estáveis ​​e fortes.

Ligações covalentes são formadas quando os átomos que participam da formação das moléculas compartilham seus elétrons de valência.

Ter uma massa atômica baixa e, portanto, um raio atômico menor, torna esses átomos muito eletronegativos.

Alta eletronegatividade

C, H, O e N são muito eletronegativos: atraem fortemente os elétrons que compartilham quando formam ligações dentro de uma molécula.

Todas as propriedades comuns descritas para esses elementos químicos são favoráveis ​​à estabilidade e resistência das ligações covalentes que formam.

As ligações covalentes que se formam podem ser apolares, quando os mesmos elementos são unidos, formando moléculas diatômicas, como o O 2 . Eles também podem ser polares (ou relativamente polares) quando um dos átomos é mais eletronegativo que o outro, como é o caso de O em relação a H.

Esses elementos químicos têm um movimento entre os seres vivos e o ambiente, conhecido como ciclo biogeoquímico na natureza.

Particularidades

Abaixo estão algumas peculiaridades ou propriedades que cada um desses elementos químicos possui que justificam sua função estrutural das biomoléculas.

O átomo de carbono C

-Por sua tetravalência, C pode formar 4 ligações com 4 elementos diferentes ou iguais, formando uma ampla variedade de moléculas orgânicas.

-Pode ser ligado a outros átomos de carbono formando cadeias longas, que podem ser lineares ou ramificadas.

-Também pode formar moléculas cíclicas ou fechadas.

-Você pode formar moléculas com ligações simples, duplas ou triplas. Se na estrutura além de C há H puro, falamos de hidrocarbonetos: alcanos, alcenos e alcinos, respectivamente.

Ao se unir a O, ou N, a ligação adquire polaridade, o que facilita a solubilidade das moléculas que se originam.

– Quando combinado com outros átomos, como O, H e N, forma diferentes famílias de moléculas orgânicas. Pode formar aldeídos, cetonas, álcoois, ácidos carboxílicos, aminas, éteres, ésteres, entre outros compostos.

-As moléculas orgânicas terão diferentes conformações espaciais, as quais estarão relacionadas à funcionalidade ou atividade biológica.

Átomo de H

-Tem o menor número atômico de todos os elementos químicos e combina com o O para formar água.

-Este átomo de H está presente em grande proporção nos esqueletos de carbono que formam as moléculas orgânicas.

– Quanto maior a quantidade de ligações CH nas biomoléculas, maior a energia produzida com sua oxidação. Por esse motivo, a oxidação dos ácidos graxos gera mais energia do que a produzida no catabolismo dos carboidratos.

O átomo de O

É o bioelemento que junto com o H forma a água. O oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio, o que permite formar dipolos na molécula de água.

Esses dipolos facilitam a formação de fortes interações, chamadas ligações de hidrogênio. Ligações fracas, como pontes H, são essenciais para a solubilidade molecular e para manter a estrutura das biomoléculas.

O átomo de N

-É encontrado no grupo amino de aminoácidos, e no grupo variável de alguns aminoácidos, como histidina, entre outros.

-É essencial para a formação de amino-açúcares, as bases nitrogenadas de nucleotídeos, coenzimas, entre outras moléculas orgânicas.

Moléculas que compõem CHON

A água

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Fonte: Pixabay

H e O são unidos por ligações covalentes formando água na proporção de 2H e um O. Como o oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio, eles se unem formando uma ligação covalente do tipo polar.

Por ter esse tipo de ligação covalente, permite que muitas substâncias sejam solúveis, formando ligações de hidrogênio com elas. A água faz parte da estrutura de um organismo ou vive em aproximadamente 70 a 80%.

A água é o solvente universal, cumpre muitas funções na natureza e nos seres vivos; Possui função estrutural, metabólica e reguladora. Em meio aquoso, a maioria das reações químicas dos seres vivos é realizada, entre muitas outras funções.

Gases

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Fonte: Pixabay

Por união do tipo apolar covalente, isto é, sem diferença de eletronegatividade, átomos iguais como O. Gases atmosféricos, como nitrogênio e oxigênio molecular, são formados essenciais para o meio ambiente e os seres vivos.

Biomoléculas

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Fonte: Max Pixel

Esses bioelementos se unem e com outros bioelementos, formando as moléculas dos seres vivos.

Eles são unidos por ligações covalentes, dando origem a unidades de monômeros ou moléculas orgânicas simples. Estes, por sua vez, são unidos por ligações covalentes e formam polímeros ou moléculas orgânicas complexas e supramoléculas.

Assim, os aminoácidos formam proteínas e os monossacarídeos são as unidades estruturais dos carboidratos ou carboidratos. Os ácidos graxos e o glicerol formam lipídios saponificáveis ​​e os mononucleotídeos compõem os ácidos nucleicos do DNA e do RNA .

Entre as supramoléculas estão, por exemplo: glicolipídios, fosfolipídios, glicoproteínas, lipoproteínas, entre outros.

Referências

  1. Carey F. (2006). Quimica Organica. (6a ed.). México, Mc Graw Hill.
  2. Herói do Curso (2018). 2 função de bioelementos bioelementos primários entre. Recuperado de: coursehero.com
  3. Chronodon (sf). Bioelementos Recuperado de: cronodon.com
  4. Pessoa da vida (2018). Bioelementos: Classificação (Primária e Secundária). Recuperado de: lifepersona.com
  5. Mathews, Holde e Ahern. (2002) Bioquímica (3ª ed.). Madri: PEARSON

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