المركبات العضوية هي تلك التي تعتمد عليها الحياة ، وكلها تحتوي على الكربون. في الواقع ، تعريف المركب العضوي هو الذي يحتوي على الكربون. إنه العنصر السادس الأكثر وفرة في الكون ، ويحتل الكربون أيضًا المركز السادس في الجدول الدوري. يحتوي على إلكترونين في غلافه الداخلي وأربعة في الخارجي ، وهذا الترتيب هو الذي يجعل الكربون عنصرًا متعدد الاستخدامات. لأنه يمكن أن يتحد بعدة طرق مختلفة ، ولأن روابط الكربون تكون قوية بدرجة كافية للبقاء سليماً في الماء - المطلب الآخر للحياة - لا غنى عن الكربون للحياة كما نعلم هو - هي. في الواقع ، يمكن تقديم حجة مفادها أن الكربون ضروري لتواجد الحياة في مكان آخر في الكون وكذلك على الأرض.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
نظرًا لأنه يحتوي على أربعة إلكترونات في مداره الثاني ، والتي يمكن أن تستوعب ثمانية ، يمكن للكربون أن يتحد بعدة طرق مختلفة ، ويمكنه تكوين جزيئات كبيرة جدًا. روابط الكربون قوية ويمكن أن تبقى معًا في الماء. يعتبر الكربون عنصرًا متعدد الاستخدامات حيث يوجد ما يقرب من 10 ملايين مركب كربون مختلف.
إنه عن التكافؤ
يتبع تكوين المركبات الكيميائية عمومًا قاعدة الثماني التي تسعى الذرات من خلالها إلى الاستقرار عن طريق اكتساب أو فقدان الإلكترونات لتحقيق العدد الأمثل من ثمانية إلكترونات في غلافها الخارجي. تحقيقا لهذه الغاية ، فإنها تشكل روابط أيونية وتساهمية. عند تكوين رابطة تساهمية ، تشترك الذرة في الإلكترونات مع ذرة أخرى على الأقل ، مما يسمح لكلتا الذرتين بتحقيق حالة أكثر استقرارًا.
مع وجود أربعة إلكترونات فقط في غلافه الخارجي ، فإن الكربون قادر بشكل متساوٍ على التبرع بالإلكترونات وقبولها ، ويمكنه تكوين أربعة روابط تساهمية في وقت واحد. جزيء الميثان (CH4) مثال بسيط. يمكن للكربون أيضًا تكوين روابط مع نفسه ، وتكون الروابط قوية. يتكون الماس والجرافيت كليًا من الكربون. تبدأ المتعة عندما يترابط الكربون مع مجموعات من ذرات الكربون وتلك الخاصة بالعناصر الأخرى ، وخاصة الهيدروجين والأكسجين.
تكوين الجزيئات الكبيرة
ضع في اعتبارك ما يحدث عندما تشكل ذرتان من الكربون رابطة تساهمية مع بعضهما البعض. يمكن أن يتحدوا بعدة طرق ، وبطريقة واحدة ، يتشاركون في زوج إلكترون واحد ، مما يترك ثلاثة مواضع ربط مفتوحة. يحتوي زوج الذرات الآن على ستة مواضع ارتباط مفتوحة ، وإذا احتلت ذرة كربون واحدًا أو أكثر ، فإن عدد مواضع الترابط ينمو بسرعة. والنتيجة هي جزيئات تتكون من سلاسل كبيرة من ذرات الكربون وعناصر أخرى. يمكن أن تنمو هذه الأوتار بشكل خطي ، أو يمكن أن تنغلق وتشكل حلقات أو هياكل سداسية يمكن أن تتحد أيضًا مع هياكل أخرى لتشكيل جزيئات أكبر. الاحتمالات لا حدود لها تقريبا. حتى الآن ، صنف الكيميائيون ما يقرب من 10 ملايين مركب كربون مختلف. أهمها في الحياة هي الكربوهيدرات ، التي تتكون بالكامل من الكربون والهيدروجين والدهون والبروتينات والأحماض النووية ، وأشهر مثال على ذلك هو الحمض النووي.
لماذا ليس السيليكون؟
السيليكون هو العنصر الموجود أسفل الكربون مباشرة في الجدول الدوري ، وهو أكثر وفرة بحوالي 135 مرة على الأرض. مثل الكربون ، يحتوي على أربعة إلكترونات فقط في غلافه الخارجي ، فلماذا لا تكون الجزيئات الكبيرة التي تشكل الكائنات الحية قائمة على السيليكون؟ السبب الرئيسي هو أن الكربون يشكل روابط أقوى من السيليكون في درجات حرارة تساعد على الحياة ، خاصةً مع نفسه. توجد الإلكترونات الأربعة غير المقترنة في الغلاف الخارجي للسيليكون في مدارها الثالث ، والذي يمكن أن يستوعب 18 إلكترونًا. من ناحية أخرى ، توجد إلكترونات الكربون الأربعة غير المزدوجة في مداره الثاني ، والذي يمكن أن يستوعب 8 فقط ، وعندما يمتلئ المدار ، تصبح التركيبة الجزيئية مستقرة جدًا.
نظرًا لأن رابطة الكربون والكربون أقوى من رابطة السيليكون والسيليكون ، فإن مركبات الكربون تبقى معًا في الماء بينما تتفكك مركبات السيليكون. إلى جانب ذلك ، هناك سبب آخر محتمل لهيمنة الجزيئات الكربونية على الأرض وهو وفرة الأكسجين. تعمل الأكسدة على وقود معظم عمليات الحياة ، والمنتج الثانوي هو ثاني أكسيد الكربون ، وهو غاز. من المحتمل أيضًا أن تحصل الكائنات الحية التي تتكون من جزيئات أساسها السيليكون على الطاقة من الأكسدة ، ولكن نظرًا لأن ثاني أكسيد السيليكون مادة صلبة ، فسيتعين عليهم إخراج مادة صلبة.
