Organik kimyada bağlar – Her şey hidrojenle başladı

Canlılığın ve canlılık öncesi dönemin evrim geçirerek nasıl ilerlediğini ve DNA’yı anlamak için bilmemiz gereken önemli noktalardan biridir bağlar konusu. Sıkılmadan okuyacaksınız. Dünyada 92 element vardır. Gözümüzün gördüğü ve görmediği her şey bu 92 elementten, izotoplarından ve yaptığı bileşiklerden oluşur. Her element bir ya da iki harf ile sembolize edilir. Bize en gerekli olanların sembolleri şöyledir:

C – Karbon elementi

O – Oksijen elementi

H – Hidrojen elementi

N – Azot elementi

P – Fosfor elementi

Hidrojen bütün elementlerin en basitidir. Çekirdeğinde 1 proton, 1 nötron bulunur. Çekirdek yörüngesinde 1 elektron döner. Bütün elementler bir çekirdek ve onun çevresinde dönen elektronlardan oluşur. Hepsinin çekirdeklerinde farklı sayılarda proton ve nötronlar vardır. Çekirdek çevresinde dönen elektronlar, çekirdekteki proton sayısına eşittir. Elementler çekirdeklerinde taşıdıkları proton sayısına göre sınıflandırılmıştır. Bu sınıflandırma ‘elementlerin periyodik tablosu’nda gösterilmiştir. Hidrojen bu tablonun birinci elementidir. Hidrojenden ve ikinci element Helyumdan sonra gelen elementlerin aynı güneş sistemindeki gezegenler gibi içiçe girmiş yörüngelerde dönen çok sayıda elektronları vardır. Bütün elementler en dışta bulunan yörüngedeki elektron sayısını 8’e tamamlamak isterler. Eğer sayı 8 değilse bunu başka biir atomdan sağlamaya çalışırlar. Başka bir deyişle elementler başka elementlerle birleşmek isterler, ama bu işi yaparken ortaya kendi özelliklerinden farklı maddeler çıkarırlar. Örnek olarak, su, hidrojen ve oksijen elementlerinin birleşmesinden olmuştur. Bir su molekülünde bir atom oksijen, iki atom hidrojen vardır. Oksijenin atom numarası 8’dır. 2 elektron içerideki yörüngede, 6 elektron dış yörüngede döner. 8’ e tamamlamak için 2 hidrojen atomunun elektronlarını ortaklaşa kullanır ve bu arada su maddesi oluşur. Moleküller ve bileşikler hep bu şekilde oluşur. Bir adım daha gidelim.

Kimya bilimi iki büyük gruba ayrılır. Organik kimya (canlılar kimyası) ve inorganik kimya (cansızlar kimyası). Bunların ikisi de bilinen 92 elementi kullanarak bileşikler yapar. İkisinde de temeldeki işler, işlemler aynıdır. Organik kimyada inorganik kimyadan farklı olan yapılan bileşiklerin moleküllerinin çok büyük olması ve bunun etkisiyle birbirleri arasında yaptıkları bağların biçimidir. Moleküller öyle büyüktür ki uygun bir biçim olmazsa bağ yapamaz.

Bağlar üç boyutlu olabilir.

Bağ yönleri önem kazanır. Eğer yönü uygun değilse bağ olmayabilir.

Bağlar kalıcı değildir. Çözülebilir. Çözülüp başka element veya moleküllerle başka bağlar yapılabilir.

Bağların bazısı zayıf, bazısı kuvvetli olur. Ama bütün maddeler kalıcı bağ yapmaya çalışır.

Bağların oluşturulup çözülmesi işlemine kimyasal tepkime denir. Bu sırada elementler arasında elektron alışverişi olur. İşlem sırasında ya dışarıdan enerji alınır, ya da dışarıya enerji verilir. Organik kimyada birçok işlem su içinde gerçekleşir. Her element başka elementlerle kendine has, belli sayıda bağ yapar ve o elemente bağlanır.

H, Hidrojen 1 adet bağ yapar (bunu biliyoruz).

O, Oksijen 2 adet bağ yapar (bunu da yukarıdaki örnekte görmüştük).

N, Azot 3 adet bağ yapar.

C, Karbon 4 adet bağ yapar.

P, Fosfor 5 adet bağ yapar.

Küçük bir ipucu: DNA bu 5 elementten oluşur.

Organik kimyada bileşikler bir geometri oluşturdukları için hem formülle hem şekille gösterilirler. Her bileşiğin bir adı vardır. Kullanılan elementler aynı bile olsa farklı sayılarda ve biçimlerde birleşerek farklı özellikte maddeler oluştururlar. Örnek olarak bildiğimiz şeker bir organik maddedir. Adına da şeker (glikoz) deriz. Şeker molekülünün beşgen biçiminde bir yapısı vardır. Küçük organik moleküller birleşerek daha büyük molekülleri meydana getirirler. Elementler ve moleküller birleşirken enerji gerekir. Bu enerji güneşten gelen ışınlar veya yıldırım düşmesi gibi elektrik boşalmaları olabilir. Canlılığın temeli bu büyük, hatta devasa büyüklükte moleküllerdir. Bu moleküller aminoasitleri, proteinleri, hücre çekirdeğinde bulunan DNA zincirini, hücrelerin içindeki organelleri, hücre ve çekirdek zarını, hücre plazmasını, canlılığa ait her şeyi meydana getirirler.

Bağların çözülmesi sırasında enerji açığa çıkar. Bu enerji ile hücre beslenir. Hücre bölünür ve çoğalır. Sperm gibi özel hücreler üretilir. Canlının çoğalma işi gerçekleşir. Hayat denen şey bu moleküllerdeki bağların kurulması ve bozulmasından başka bir şey değildir. Bilim adamları yüzyıllardır bu işlemlerin nasıl olduğunu bulmaya çalışıyorlar ve adım adım ilerliyorlar. Bu işlemlerde büyüye, duaya, mucizeye, doğaüstü hiçbir güce yer yoktur. Her şey fizik ve kimya bilimlerinin yasalarına göre işler.