有機化合物には、生物が機能するために必要な他の元素とともに炭素が常に含まれています。炭素は、8 個の電子を保持できる外側の電子殻に 4 個の電子を持っているため、重要な要素です。その結果、水素、酸素、窒素などの他の炭素原子や元素と多くの種類の結合を形成できます。炭化水素とタンパク質は、長い鎖と複雑な構造を形成できる有機分子の良い例です。これらの分子で構成される有機化合物は、植物や動物の細胞内での化学反応の基礎となります。この反応は、食物を見つけたり、繁殖したり、生命に必要なその他すべてのプロセスにエネルギーを提供します。
TL;DR (長すぎる; 読んでいない)
有機化合物は、共有結合によって互いに結合した炭素原子や他の原子と結合した炭素原子を含む化学物質のクラスのメンバーであり、生物の細胞に見られます。炭素以外に有機化合物を構成する代表的な元素は、水素、酸素、窒素です。硫黄、リン、鉄、銅などの微量の他の元素も、特定の有機化学反応に必要な場合に存在する場合があります。有機化合物の主なグループは、炭化水素、脂質、タンパク質、核酸です。
有機化合物の特性
4 種類の有機化合物は、炭化水素、脂質、タンパク質、核酸であり、生きている細胞内でさまざまな機能を果たします。多くの有機化合物は極性分子ではないため、細胞の水にはよく溶けませんが、他の有機化合物にはよく溶けます。たとえば、砂糖などの炭水化物はわずかに極性があり、水に溶けますが、脂肪はそうではありません。しかし、脂肪はエーテルなどの他の有機溶媒に溶けます。溶液中では、4 種類の有機分子が相互作用し、生体組織内で接触するときに新しい化合物を形成します。
有機化合物は、分子がわずか 2 元素の少数の原子で構成される単純な物質から、分子が多くの元素を含む長く複雑なポリマーまでさまざまです。たとえば、炭化水素は炭素と水素だけでできています。それらは単純な分子または原子の長い鎖を形成することができ、細胞構造に使用され、より複雑な分子の基本的な構成要素として使用されます.
脂質は、炭素、水素、および酸素で構成される脂肪および類似の物質です。それらは細胞壁と膜の形成を助け、食品の主要な構成要素です。タンパク質は、炭素、水素、酸素、窒素で構成されており、細胞内で 2 つの主要な機能を持っています。それらは細胞と器官の構造の一部を形成しますが、生命に不可欠な物質を生成するための化学反応に参加する酵素、ホルモン、その他の有機化学物質でもあります.
核酸は、炭素、水素、酸素、窒素、リンで構成されています。 RNA や DNA として、他のタンパク質が関与する化学プロセスの指示を保存します。それらは、遺伝暗号のらせん状の分子です。 4 種類の有機分子はすべて、炭素と他のいくつかの元素に基づいていますが、それぞれ異なる特性を持っています。
炭化水素
炭化水素は最も単純な有機化合物であり、最も単純な炭化水素は CH4 です またはメタン。炭素原子は 4 つの水素原子と電子を共有して、外側の電子殻を完成させます。
炭素原子は、水素原子のみと結合する代わりに、その外殻電子の 1 つまたは 2 つを別の炭素原子と共有して、長い鎖を形成することができます。たとえば、ブタン、C4 H10 、10 個の水素原子に囲まれた 4 つの炭素原子の鎖で構成されています。
脂質
有機化合物のより複雑なグループは、脂質または脂肪です。それらは炭化水素鎖を含みますが、鎖が酸素と結合する部分もあります。炭素、水素、酸素のみを含む有機化合物は炭水化物と呼ばれます。
グリセロールは単純な脂質の例です。その化学式は C3 です H8 O3 、そしてそれぞれに酸素原子が結合した3つの炭素原子の鎖を持っています。グリセロールは、より多くの複雑な脂質のベースを形成するビルディング ブロックです。
タンパク質
ほとんどのタンパク質は、複雑な構造を持つ非常に大きな分子であり、有機化学反応で重要な役割を果たすことができます。このような反応では、タンパク質の一部がバラバラになったり、再編成されたり、新しい鎖と結合したりします。最も単純なタンパク質でさえ、長い鎖と多くのサブセクションを持っています。
たとえば、3-アミノ-2-ブタノールの化学式は C4 です。 H11 いいえ、しかしそれは実際には、窒素原子と酸素原子が結合した一連の炭化水素セクションです.式 CH3 でより明確に示されます CH(NH2 )CH(OH)CH3 、アミノ酸は他のタンパク質を生成する化学反応に使用されます。
核酸
核酸は、生きている細胞の遺伝暗号の基礎を形成し、繰り返されるサブユニットの長いストリングです。例えば、核酸デオキシリボ核酸またはＤＮＡの場合、分子は、リン酸基、糖、および繰り返しサブユニットであるシトシン、グアニン、チミンおよびアデニンを含む。シトシンを含む DNA 分子の部分の化学式は C9 です。 H12 O6 N3 P、および異なるサブユニットを含むセクションは、細胞の核に位置する長いポリマー分子を形成します.
いくつかの有機化合物は、存在する最も複雑な分子であり、生命を可能にする化学反応の複雑さを反映しています。この複雑さにもかかわらず、分子は比較的少数の元素で構成されており、すべて炭素を主成分としています。
