Apa Contoh dalam Sistem Kehidupan tentang Bagaimana Bentuk Molekul Sangat Penting?

Sepanjang perjalanan Anda di dunia sains atau hanya dalam kehidupan sehari-hari, Anda mungkin pernah menjumpai istilah "bentuk sesuai fungsi" atau beberapa variasi dari frasa yang sama. Secara umum, ini berarti bahwa kemunculan sesuatu yang Anda temui kemungkinan besar merupakan petunjuk tentang apa yang dilakukannya atau bagaimana hal itu digunakan. Dalam banyak konteks, pepatah ini sangat jelas untuk menentang eksplorasi.

Misalnya, jika Anda menemukan sebuah benda yang dapat dipegang di tangan dan memancarkan cahaya dari satu ujung dengan satu sentuhan tombol, Anda dapat yakin bahwa perangkat ini adalah alat untuk menerangi lingkungan sekitar tanpa adanya alam yang memadai cahaya.

Dalam dunia biologi (yaitu, makhluk hidup), pepatah ini masih berlaku dengan beberapa peringatan. Salah satunya adalah bahwa tidak semua hal tentang hubungan antara bentuk dan fungsi harus bersifat intuitif.

Yang kedua, mengikuti dari yang pertama, adalah bahwa skala kecil yang terlibat dalam menilai atom dan molekul dan senyawa yang muncul dari kombinasi atom membuat hubungan antara bentuk dan berfungsi sulit untuk diapresiasi kecuali Anda tahu lebih banyak tentang bagaimana atom dan molekul berinteraksi, terutama dalam konteks sistem kehidupan yang dinamis dengan berbagai dan pergeseran dari waktu ke waktu. kebutuhan.

Sebelum mengeksplorasi bagaimana bentuk yang diberikan atom, molekul, unsur atau senyawa sangat diperlukan untuk fungsinya, perlu dipahami tepatnya apa arti istilah-istilah ini dalam kimia, karena mereka sering digunakan secara bergantian - kadang-kadang benar, terkadang tidak.

Sebuah atom adalah unit struktural paling sederhana dari elemen apa pun. Semua atom terdiri dari sejumlah proton, neutron dan elektron dengan hidrogen menjadi satu-satunya unsur yang tidak mengandung neutron. Dalam bentuk standarnya, semua atom dari setiap unsur memiliki jumlah proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang sama.

Saat Anda bergerak lebih tinggi tabel periodik elemen (lihat di bawah), Anda menemukan bahwa jumlah neutron dalam bentuk paling umum dari atom tertentu cenderung meningkat agak lebih cepat daripada jumlah proton. Sebuah atom yang kehilangan atau memperoleh neutron sementara jumlah proton tetap disebut isotop.

Isotop adalah versi yang berbeda dari atom yang sama, dengan segala sesuatu yang sama kecuali untuk jumlah neutron. Ini berimplikasi pada radioaktivitas dalam atom, seperti yang akan segera Anda pelajari.

Sebuah elemen adalah jenis zat tertentu, dan tidak dapat dipisahkan menjadi komponen yang berbeda, hanya yang lebih kecil. Setiap elemen memiliki entrinya sendiri pada tabel periodik elemen, di mana Anda dapat menemukan sifat fisiknya (mis., ukuran, sifat ikatan kimia yang terbentuk) yang membedakan setiap unsur dari unsur lainnya yang terjadi secara alami naturally elemen.

Aglomerasi atom, tidak peduli seberapa besar, dianggap ada sebagai elemen jika tidak termasuk aditif lainnya. Oleh karena itu, Anda mungkin terjadi pada gas helium (He) "unsur", yang hanya terdiri dari atom He. Atau Anda mungkin menemukan satu kilogram "murni" (yaitu, unsur emas, yang akan mengandung jumlah atom Au yang tak terduga; ini mungkin bukan ide untuk mempertaruhkan masa depan keuangan Anda, tetapi secara fisik mungkin.

SEBUAH molekul adalah yang terkecil untuk m dari zat tertentu; ketika Anda melihat rumus kimia, seperti C₆H₁₂HAI₆ (gula glukosa), Anda biasanya melihatnya molekuler rumus. Glukosa bisa ada dalam rantai panjang yang disebut glikogen, tetapi ini bukan bentuk molekul gula.

• Beberapa elemen, seperti Dia, ada sebagai molekul dalam bentuk atom, atau monoatomik. Untuk ini, atom adalah molekul. Lainnya, seperti oksigen (O₂) ada dalam bentuk diatomik dalam keadaan alaminya, karena ini secara energetik menguntungkan.

Akhirnya, senyawa adalah sesuatu yang mengandung lebih dari satu jenis unsur, seperti air (H₂HAI). Jadi, oksigen molekuler bukanlah oksigen atomik; pada saat yang sama, hanya atom oksigen yang ada, jadi gas oksigen bukanlah senyawa.

Tidak hanya bentuk molekul yang sebenarnya penting, tetapi hanya mampu memperbaikinya dalam pikiran Anda juga penting. Anda dapat melakukan ini di "dunia nyata" dengan bantuan model bola dan tongkat, atau Anda dapat mengandalkan lebih banyak berguna dari representasi dua dimensi dari objek tiga dimensi yang tersedia di buku teks atau on line.

Unsur yang berada di pusat (atau jika Anda lebih suka, tingkat molekuler teratas) dari hampir semua kimia, khususnya biokimia, adalah karbon. Ini karena kemampuan karbon untuk membentuk empat ikatan kimia, membuatnya unik di antara atom-atom.

Misalnya, metana memiliki rumus CH₄ dan terdiri dari karbon pusat yang dikelilingi oleh empat atom hidrogen yang identik. Bagaimana caranya? hidrogen atom secara alami mengatur ruang sendiri sehingga memungkinkan jarak maksimum di antara mereka?

Seperti yang terjadi, CH₄ mengasumsikan bentuk kira-kira tetrahedral, atau piramidal. Model bola-dan-tongkat yang dipasang pada permukaan datar akan memiliki tiga atom H yang membentuk dasar piramida, dengan atom C sedikit lebih tinggi dan atom H keempat bertengger langsung di atas atom C. Memutar struktur sehingga kombinasi atom H yang berbeda membentuk dasar segitiga piramida pada dasarnya tidak mengubah apa pun.

Nitrogen membentuk tiga ikatan, oksigen dua dan hidrogen satu. Ikatan ini dapat terjadi dalam kombinasi pada pasangan atom yang sama.

Misalnya, molekul hidrogen sianida, atau HCN, terdiri dari ikatan tunggal antara H dan C dan ikatan rangkap tiga antara C dan N. Mengetahui baik rumus molekul senyawa dan perilaku ikatan atom individu sering memungkinkan Anda untuk memprediksi banyak tentang strukturnya.

Itu empat kelas biomolekul adalah asam nukleat, karbohidrat, protein, dan lemak (atau lemak). Tiga yang terakhir ini Anda mungkin tahu sebagai "makro" karena mereka adalah tiga kelas makronutrien yang membentuk makanan manusia.

keduanya asam nukleat adalah asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA), dan mereka membawa kode genetik diperlukan untuk perakitan makhluk hidup dan segala sesuatu di dalamnya.

Karbohidrat atau "karbohidrat" terbuat dari atom C, H dan O. Ini selalu dalam rasio 1:2:1 dalam urutan itu, menunjukkan lagi pentingnya bentuk molekul. Lemak juga hanya memiliki atom C, H dan O, tetapi ini disusun sangat berbeda dari pada karbohidrat; protein menambahkan beberapa atom N ke tiga lainnya.

Itu asam amino dalam protein adalah contoh asam dalam sistem kehidupan. Rantai panjang yang terbuat dari 20 asam amino yang berbeda dalam tubuh adalah definisi protein, setelah rantai asam ini cukup panjang.

Banyak yang telah dikatakan tentang ikatan di sini, tetapi apa sebenarnya ikatan ini dalam kimia?

Di ikatan kovalen, elektron dibagi antara atom. Di ikatan ion, satu atom menyerahkan elektronnya sepenuhnya kepada atom lainnya. Ikatan hidrogen dapat dianggap sebagai jenis ikatan kovalen khusus, tetapi satu pada tingkat molekul yang berbeda karena hidrogen hanya memiliki satu elektron untuk memulai.

Interaksi Van der Waals adalah "ikatan" yang terjadi antara molekul air; ikatan hidrogen dan interaksi van der Waals sebaliknya serupa.