Связи кремния с другими атомами, кроме углерода

Алюминий, следующий за магнием, обладает заметной биологической активностью и является активатором некоторых энзимов,, а недостаток его в организме приводит к недостатку витамина Однако его роль все-таки значительно меньше, чем роль ионов натрия и магния. Атом алюминия слишком тян ел и велик для включения в структурную организацию клеток, а ион слишком мал и недостаточно поляризуем, чтобы попасть в число важнейших биологических катализаторов. Высокий заряд иона АР+ и склонность солей алюминия к гидролизу являются факторами, ограничивающими его роль в биохимических процессах. Другие качества, благоприятствующие участию в процессах жизнедеятельности (ковалентность связей, акцепторные свойства и т. п.) в большей степени присущи бору — аналогу алюминия во 2-м периоде. Предпочтительность бора, по сравнению с алюминием, доказывает предпочтительность элементов 2-го периода перед членами 3-го, Это становится особенно ясным при сравнении углерода с кремнием, который расположен в периодической системе под углеродом и так же как углерод способен к образованию четырех ковалентных связей. Кремния на Земле примерно в 135 раз больше углерода, но в биохимическую эволюцию включился все же углерод. Причина этого, в первую очередь, в стабильности связей С—С и 51—51. В первом случае расстояние между атомами в 1,5 раза меньше и соответственно энергия разрыва связи в 2 раза больше, т. е. связь С—С стабильнее. Поскольку построение организмов предполагает образование длинных цепей атомов, то устойчивые связи углерода имеют несомненное преимущество перед связями кремния. Кроме того, у кремния имеется лишь небольшая тенденция к образованию кратных связей. Все это делает соединения кремния неустойчивыми в присутствии воды, кислорода или аммиака. Однако кроме устойчивости другой очень важной особенностью биогенных элементов является способность к образованию кратных связей. Это можно проиллюстрировать сравнением свойств СОо и ЗЮг. В оксиде углерода (IV) между атомами С и О имеются кратные (двойные) связи, каждая из которых образована двумя парами общих электронов. Внешний слой каждого пз атомов в СОг приобретает стабильную структуру октета. Все возмол<-ности образования связей у этой молекулы исчерпаны. Благодаря легкости атомов и ковалентности связей СОг является газом, довольно легко растворяется в воде, реагирует с ней и в такой форме может быть использован живыми организмами. У кремния способность к образованию кратных связей практически отсутствует или, во всяком случае, гораздо ниже, чем у атома углерода. Поэтому атом 81 соединен с О простыми связями, при образовании которых остаются неспаренными два электрона у кремния и по одному у каждого из атомов кислорода. Лишенные возможно- [c.181]

Наши терм-индексы были разработаны с учетом высказанных требований. При более внимательном рассмотрении интуитивная система групп веществ , созданная химиками, не представляет единой картины. Гетероатомы , появляющиеся в органических соединениях (все элементы, кроме углерода и водорода), мысленно распределяются на две группы и различно обрабатываются. В случае тривиальных гетероатомов , т. е. азота, кислорода, серы, галогенов, тип связи с углеродом обычно устанавливается по числу гетеросвязей, которые относятся к рассматриваемому углеродному атому. Так, например, рассматривают определенные карбоновые кислоты и их производные, а не кислородные соединения, азотные соединения и т. д. В случае характерных гетероатомов , таких, как мышьяк, кремний, напротив, обычно рассматривают вид гетероатомов, а не степень гетероориентации (мышьякорганические, кремнийорга-нические соединения). Эти два различных способа рассмотрения используются полностью в наших терм-индексах. Наконец, в случае характерных гетероатомов проводится еще объединение обоих принципов. Так, например, кремнийорганические соединения, с одной стороны, могут запрашиваться как тип соединений, образованных углеродом и кремнием, а с другой стороны, в них же постоянно измеряют степень гетероориентации углеродных атомов. [c.373]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология