Organik bileşikler, yaşamın bağlı olduğu bileşiklerdir ve hepsi karbon içerir. Aslında, organik bir bileşiğin tanımı, karbon içeren bir bileşiktir. Evrendeki en bol altıncı elementtir ve karbon ayrıca periyodik tablodaki altıncı pozisyonu işgal eder. İç kabuğunda iki, dış kabuğunda dört elektronu vardır ve karbonu bu kadar çok yönlü bir element yapan bu düzenlemedir. Çünkü çok farklı şekillerde birleşebilir ve karbon formları bağları yeterince güçlü olduğu için Suda bozulmadan kalabilmek – yaşamın diğer şartı – bildiğimiz gibi karbon yaşam için vazgeçilmezdir. o. Aslında, yaşamın Dünya'da olduğu kadar evrenin başka yerlerinde de var olması için karbonun gerekli olduğu iddia edilebilir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Sekizi barındırabilen ikinci yörüngesinde dört elektrona sahip olduğundan, karbon birçok farklı şekilde birleşebilir ve çok büyük moleküller oluşturabilir. Karbon bağları güçlüdür ve suda bir arada kalabilirler. Karbon o kadar çok yönlü bir elementtir ki, yaklaşık 10 milyon farklı karbon bileşiği mevcuttur.
Değerlik hakkında
Kimyasal bileşiklerin oluşumu genellikle, atomların dış kabuklarında optimum sayıda sekiz elektron elde etmek için elektron kazanarak veya kaybederek kararlılık aradığı oktet kuralını izler. Bu amaçla iyonik ve kovalent bağlar oluştururlar. Bir kovalent bağ oluştururken, bir atom elektronları en az bir başka atomla paylaşır ve her iki atomun da daha kararlı bir duruma ulaşmasını sağlar.
Dış kabuğunda sadece dört elektron bulunan karbon, eşit derecede elektron verme ve kabul etme yeteneğine sahiptir ve aynı anda dört kovalent bağ oluşturabilir. Metan molekülü (CH4) basit bir örnektir. Karbon kendi kendisiyle de bağ kurabilir ve bağlar güçlüdür. Elmas ve grafit tamamen karbondan oluşur. Eğlence, karbon, karbon atomları ve diğer elementlerin, özellikle hidrojen ve oksijen kombinasyonlarıyla bağlandığında başlar.
Makromoleküllerin Oluşumu
İki karbon atomu birbiriyle kovalent bir bağ oluşturduğunda ne olduğunu düşünün. Birkaç şekilde birleşebilirler ve bir tanesinde tek bir elektron çiftini paylaşarak üç bağlanma pozisyonunu açık bırakırlar. Atom çiftinin şimdi altı açık bağlanma pozisyonu vardır ve bir veya daha fazla bir karbon atomu tarafından işgal edilirse, bağlanma pozisyonlarının sayısı hızla artar. Sonuç, büyük karbon atom dizilerinden ve diğer elementlerden oluşan moleküllerdir. Bu sicimler lineer olarak büyüyebilir veya daha da büyük moleküller oluşturmak için diğer yapılarla birleşebilen halkalar veya altıgen yapılar oluşturarak kapanabilir. Olasılıklar neredeyse sınırsız. Bugüne kadar kimyagerler yaklaşık 10 milyon farklı karbon bileşiğini katalogladılar. Yaşam için en önemlileri, tamamen karbon, hidrojen, lipidler, proteinler ve nükleik asitlerden oluşan karbonhidratlardır ve bunların en bilinen örneği DNA'dır.
Neden Silikon Değil?
Silikon, periyodik tabloda karbonun hemen altındaki elementtir ve Dünya'da yaklaşık 135 kat daha boldur. Karbon gibi, dış kabuğunda sadece dört elektron var, peki neden canlı organizmaları oluşturan makromoleküller silikon bazlı değil? Bunun temel nedeni, karbonun, özellikle kendi kendisiyle, yaşama elverişli sıcaklıklarda silikondan daha güçlü bağlar oluşturmasıdır. Silikonun dış kabuğundaki eşlenmemiş dört elektron, potansiyel olarak 18 elektronu barındırabilen üçüncü yörüngesindedir. Karbonun dört eşleşmemiş elektronu ise sadece 8'i barındırabilen ikinci yörüngesindedir ve yörünge dolduğunda moleküler kombinasyon çok kararlı hale gelir.
Karbon-karbon bağı, silikon-silikon bağından daha güçlü olduğu için, silikon bileşikleri parçalanırken karbon bileşikleri suda bir arada kalır. Bunun yanı sıra, karbon bazlı moleküllerin Dünya'daki baskınlığının bir başka olası nedeni de oksijen bolluğudur. Oksidasyon, çoğu yaşam sürecini besler ve bir yan ürün, bir gaz olan karbondioksittir. Silikon bazlı moleküller ile oluşturulan organizmalar da muhtemelen oksidasyondan enerji alacaklardır, ancak silikon dioksit katı olduğu için katı maddeyi solumaları gerekecektir.