ביולוגיה/המבוא הכימי

מהי כימיה? על אטומים,מולקולות ועוד

הכימיה היא מדע העוסק בחומרים ושעל יסודותיו בנויה הביולוגיה.
מבנה החומר נחקר במהלך מאות אם לא אלפי שנים ולכן לא ניתן לסכמו בפסקה אחת.
בקצרה-החומר מורכב מחלקיקים זעירים באופן שלא יאמן והם נקראים אטומים.
הם מורכבים מחלקיקים קטנים עוד יותר: האלקטרונים והגרעין (שמורכב מפרוטונים וניוטרונים).
לאלקטרון מטען שלילי (הכוונה לכך שהוא נושא איזשהי תכונה שסמונה בצורה שרירותית בסימן מינוס. מטענים מנוגדים נמשכים ומטענים זהים נדחים אחד על ידי השני.)
הם מקיפים את הגרעין במספר מסולולים.
היסודות הם חומרים שמורכבים מאותו סוג של אטומים-אטומים שיש להם בדיוק אותו מספר של אלקטרונים ופרוטנים. אלה לעומת תרכובות שכוללים אטומים מכמה יסודות. את היסודות מסדרים בטבלה המחזורית שמופיעה כאן
בתנאים מסוימים אטומים יוצרים קשרים ביניהם. אלו יוצרים צבירי אטומים שנקראים מולקולות.
יש סוגים שונים של קשרים כימיים.
שניים מהחשובים בביולוגיה הם- קשר מימן וקשר קוולנטי. קשר קוולנטי הוא קשר של שיתוף אלקטרונים - האלקטרונים נעים בין שני האטומים.יש שני סוגים של קשר קוולנטי-קשר קוטבי וקשר לא קוטבי.
בקשר קוטבי אחד מהאטומים מושך את האלקטרונים יותר מהאחר בעוד שבקשר קוולנטי לא קוטבי האלקטרונים לא נמשכים יותר אל אחד מהאטומים מאשר אל האחר.
קשר מימן הוא קשר שבמהלכו נמשך אטום מימן אל אטום אחר בעל יכולת גבוהה למשוך אלקטרונים.

סימון כימי

הכימאים משתמשים במערכת סימון מיוחדת
בה כל סוג של יסוד בתרכובת מוצג כאות או שתיים. תוכלו לראות את האותיות האלו בטבלה המחזורית. ליד כל יסוד בכתב קטן מתחתיו מצוי מספר המסמל את מספר האטומים מאותו יסוד במולקולה אחת של התרכובת
כך:c₂.כמו כן, הם מציגים בייצוגים גרפיים אחרים. לדוגמה, כאלו שמציגים קשרים כימיים כקווים ואת האטומים כאותיות שהם סמלי היסוד שלהם.

כך נראה כתיב כימי של ₃c₄h

תרכובת אורגנית ואי-אורגנית

כל תרכובת שכוללת אטום אחד לפחות של פחמן נקראת תרכובת אורגנית. זאת, מכיוון שחשבו פעם שרק יצורים חיים מייצרים תרכובות כאלו.
תרכובת אי אורגנית לא כוללת פחמן.
יש מולקולות פשוטות הכוללות פחמן שלא נחשבות אורגניות, כגון פחמן דו-חמצני.

חומרים כימיים חשובים בביולוגיה

יש מספר קטן של חומרים שחשובים מאוד בביולוגיה. כמה מהם הם- ליפידים, חומצות אמיניות, סוכרים. נציג אותם בקצרה בשורות הבאות.

ליפידים

הליפידם הם שומנים מכמה סוגים. נתמקד בשלושה סוגים- חומצות שומן, פוספוליפידים וטריגליצרידים.
חומצות השומן מורכבות מקבוצה כימית קטנה הנקראת קרבוקסיל שנוסחתה-cooh,
; אטומים של פחמן שכל אחד קשור לשני אטומים אחרים של פחמן; ושני אטומי מימן בחומצת שומן רוויה. בחומצת שומן רוויה ייתכן והמבנה הזה יופר.
פוספוליפידים מורכבים מחלק קוטבי ומחלק לא קוטבי. החלק הקוטבי מורכב מזרחן וארבעה אטומי חמצן- מערך הידוע בשם קבוצת זרחה.
וכן מחומר נוסף בדרך כלל גליצרול שנוסחתו הכימית-₃c ₃o ₈h
.החלק הלא קוטבי מורכב משני חומצות שומן.
הטריגליצריד מורכב משלוש זנבות של חומצות שומן וגליצרול.

חומצות אמיניות

החלבונים הם אלו שבונים את גופנו ובתורם החומצות האמיניות בונות חלבונים. יש כעשרים חומצות אמיניות עיקריות שבונות את עשרות אלפי החלבונים בגופנו.כל חומצה אמינית מורכבת מארבע חלקים-קובצת אמין (nh),

קבוצת קרבוקסיל,אטום פחמן מרכזי ושייר צד-שייר הצד הוא מה שמבדיל בין חומצות אמיניות.

דגם של חומצת אמינו האותיות הם סמלי היסודות ו-rמייצג את שייר הצד

שייר הצד קובע את תכונות החומצה האמינית.

סוכרים

הסוכרים או הפחמימות הם קבוצה חשובה מבין החומרים האורגניים נוסחתם הכללית היא:_nc _no h_2n.
ישנם סוכרים פשוטים כגון גלוקוז,פרוקטוז ועוד הם סוכרים קטנים בעוד שתאית,גליקוגן עמילן.