ما هي العناصر الثلاثة الرئيسية التي تتألف منها بنية الجزيئات العضوية؟

العناصر الثلاثة التي تشكل أكثر من 99 بالمائة من الجزيئات العضوية هي الكربون والهيدروجين والأكسجين. تتحد هذه الثلاثة معًا لتشكل تقريبًا جميع الهياكل الكيميائية اللازمة للحياة ، بما في ذلك الكربوهيدرات والدهون والبروتينات. بالإضافة إلى ذلك ، عندما يقترن النيتروجين بهذه العناصر ، فإنه يشكل أيضًا جزيءًا عضويًا مهمًا في شكل أحماض نووية.

الكربون هو أهم العناصر في تكوين الجزيئات العضوية. في الواقع ، تمت الإشارة إلى الحياة على الأرض على أنها "قائمة على الكربون" بسبب انتشار الكربون في تكوين المركبات الأساسية للكائنات الحية. ينتشر الكربون بشكل كبير في المركبات العضوية بسبب قدرته على تكوين ما يصل إلى ستة روابط مستقرة مع ذرات أخرى ؛ نتيجة لذلك ، غالبًا ما يكون الكربون في منتصف جزيء به عدة ذرات مختلفة ، وهذا التنوع هو الذي يسمح للحياة بالازدهار. يشكل الكربون حوالي 10 بالمائة من جسم الإنسان.

الهيدروجين هو الذرة الأكثر شيوعًا في الكون ، وهو أيضًا العنصر الأكثر شيوعًا في الجزيئات العضوية. بسبب طبيعتها الإلكترونية الفريدة ، تحدث ذرات الهيدروجين بكميات عالية في العديد من الجزيئات العضوية ، وغالبًا ما تعمل كنقطة ربط بين ذرة الكربون المركزية والذرات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يشكل الهيدروجين رابطة قوية مع الكربون ، مما يمنح جزيء عضوي مزيدًا من الاستقرار أكثر من الجزيء العادي. يشكل الأكسجين حوالي 63 بالمائة من جسم الإنسان.

الأكسجين عنصر حاسم في الجزيئات العضوية لأنه ، مثله مثل الكربون ، يمكنه الاحتفاظ بعدة روابط مختلفة (ولكن ليس بنفس قوة الكربون ، وبالتالي فهو ليس عادة في منتصف الجزيء العضوي) والأهم من ذلك أنه يضيف تنوعًا كافيًا لتشكيل كمية لا نهائية تقريبًا من الجزيئات. يتحد الكربون والهيدروجين والأكسجين لتشكيل البروتينات والكربوهيدرات (وهي مزيج من الكربون والماء) والدهون ، وكلها مركبات أساسية للحياة. يشكل الأكسجين حوالي 26 بالمائة من جسم الإنسان.

على الرغم من أن النيتروجين ليس منتشرًا تقريبًا مثل الكربون والهيدروجين والأكسجين ، إلا أنه يظهر في نوع مهم للغاية من الجزيئات العضوية يسمى الحمض النووي. نوعان من الأحماض النووية الموجودة في الخلايا هما DNA و RNA ، والتي تشكل المخطط الجيني للخلية وتحتوي على جميع المعلومات المقننة اللازمة للخلية لتعمل وتتكاثر. يشكل النيتروجين حوالي 1 بالمائة من جسم الإنسان.