炭素 生物の中で最も豊富な要素であり、すべての有機分子のバックボーンです。また、二酸化炭素や炭酸カルシウムなどの無機分子にも見られます。
窒素 生物で2番目に豊富な要素であり、タンパク質と核酸の重要な成分です。また、窒素ガスや硝酸アンモニウムなどの無機分子にも見られます。
酸素 生物で3番目に豊富な要素であり、呼吸と光合成に不可欠です。また、水や二酸化炭素などの無機分子にも見られます。
炭素、窒素、酸素はすべて同じ基本特性の一部を共有しています：
- それらはすべて非金属要素です。
- それらはすべて共有結合を形成します。
- それらはすべて比較的小さな原子です。
- それらはすべて、さまざまな有機および無機分子に見られます。
ただし、いくつかの重要な違いもあります：
- 炭素には4つの価電子があり、窒素には5つ、酸素には6つあります。
- 炭素は四面体分子ジオメトリを持ち、窒素には三角錐体分子ジオメトリがあり、酸素には線形分子形状があります。
- 炭素は、窒素や酸素よりも電気陰性度が高い。
- 炭素は室温で固体、窒素はガス、酸素はガスです。
その違いにもかかわらず、炭素、窒素、酸素はすべて生命に不可欠です。彼らは、代謝、成長、生殖など、さまざまな生物学的プロセスで重要な役割を果たします。
