Чтение онлайн

В результате, у атома углерода имеется 4 (четыре) валентных электрона. Вследствие достаточной устойчивости наполовину заполненной оболочки, «углерод – плохой окислитель и плохой восстановитель»23, иначе говоря, достаточно инертный химический элемент.

Число валентных электронов атома углерода составляет половину от максимального числа электронов второго электронного слоя. По такой причине, при взаимодействии двух атомов углерода образуется обладающая «особой устойчивостью… полностью завершённая октетная электронная конфигурация, свойственная благородным газам»24.

При взаимодействии нескольких атомов углерода некоторые их валентные электроны «обобществляются». Конечно же, устойчивая октетная структура из восьми электронов в полностью завершённом виде не получается.

Однако, вместо такого свойства у структуры из атомов углерода появляется возможность присоединять к себе другие атомы, прежде всего, атомы углерода25. Логическим следствием данного обстоятельства является «неограниченная сложность строения и многообразие молекул органических соединений»26, могущих выполнять разнообразные функции жизни, прежде всего, за счёт ветвления лежащей в основе любого органического соединения цепочки связанных между собой атомов углерода или «углеродного скелета».

Из-за всех таких свойств атом углерода, как по длине образовываемых ими цепочек, так и по их химической инертности, оставляет далеко после себя основных конкурентов на роль центра живой материи. А конкурентами являются сера 27 и её более тяжёлые аналоги28, бор29, фосфор 30, элементы подгруппы германия31, и, вполне возможно, кремний32.

Химические соединения жизни. Выше уже отмечалось, что атом водорода можно в некотором смысле считать аналогом атома углерода. По причине заполнения первой электронной оболочки первого электронного слоя атом водорода обладает только 1 (одним) валентным электроном, чем, в частности объясняется «исключительная прочность молекул водорода»33, образуемых при химическом взаимодействии двух атомов водорода.

В результате, в силу своих химических особенностей водород является добавочным инструментом проявления многообразия жизни. Вследствие химических различий атома углерода и атома водорода, водород играет роль элемента внешнего оформления углеродного скелета у молекул жизни.

Дело в том, что, атомы водорода не могут образовывать водородные скелеты. Причина данного обстоятельства принципиально непреодолима и заключается в том, что максимальное количество электронов, которые могут заполнять первый электронный слой, равно 2 (двум).

Однако, подобный факт вовсе не мешает именно водороду, из-за достаточно большого сходства с углеродом, создавать с ним достаточно прочные химические связи. Благодаря таким исключительным свойствам «водород и углерод образуют наибольшее число химических соединений как с другими элементами системы (периодического закона Менделеева – прим. автора), так и между собой»34.

Соединения углерода с водородом называются в химии «гидридами углерода». Их свойства, как нетрудно понять, основываясь на уникальности свойств самих углерода и водорода, вытекающих из сущности периодического закона Менделеева, и по такой причине единственных в своём роде, так же уникальны.

Они достаточно стабильны, впрочем, как и связи атома углерода с атомами иных элементов35. И потому «одна из причин многообразия органических соединений заключается в высокой прочности связи между атомами углерода и углерода и водорода»36.

Водородная связь. Помимо наличия в гидридах углерода столь прочных связей, приводящих к достаточной химической инертности, им ещё присуща и гибкость, являющаяся принципиально необходимым свойством для живой материи. Подобное сочетание во многом противоположных друг другу гибкости и инертности в одних и тех же молекулах гидридов углеродов, оптимизируя их свойства, ставит их вне конкуренции по сравнению с любыми другими химическими соединениями в качестве материала проявления живой материи.

Отмеченная гибкость является, опаять же, следствием уникального строения атома водорода. Он имеет всего только 1 (один) электрон, являющийся, к тому же, и валентным, и, помимо него, кроме ядра у него ровным счётом ничего нет.

В результате, отдавший, а такое всегда и имеет место в связанных с живой материей химических соединениях, электрон и потому ставший ионом атом водорода оказывается всего лишь своим положительно заряженным ядром. В отличие от всех прочих атомов, чьи ионы в химических реакциях всегда имеют внутренние электроны и потому по своим габаритам почти не меняются, размер атома водорода после потери им электрона уменьшается в 1000 (тысячи) раз.

Результатом оказывается резкий рост химической активности иона водорода. Образуя «водородную связь», атомы водорода вступают во взаимодействие не только внутри молекул в «общепринятых» для атомов прочих химических элементов местах, в состав которых они формально входят, но и между различными молекулами37.

Особенно важна водородная связь для протяжённых и/или объёмно пространственных молекул. Возникая между удалёнными их частями, она позволяет крупным и гигантским молекулам жизни принимать очень компактные формы.

Водородная связь в единичном случае своего возникновения, сама по себе очень слаба. Но, когда таких связей возникает множество, они способны оказывать колоссальное влияние на свойства вещества или смеси веществ, изменяя их самым кардинальным образом, что особенно важно для функционирования живой материи.

Дело в том, что «низкая энергия водородной связи, способность легко разрушаться и восстанавливаться при комнатной температуре вместе с её огромной распространённостью обуславливают значение водородной связи в биологических системах»38. В многочисленных исследованиях было «доказано образование водородной связи на некоторых стадиях почти всех биохимических процессов»39.

В результате живая материя приобретает столь необходимую ей селективность по отношению к воздействиям на себя внешней среды. Кроме того, возможность углеродного скелета принимать самые различные формы и длину позволяет одному и тому же гидриду углерода выполнять в рамках себя самого самые различные шаги, химически изолируя, в случае необходимости, их действие и результаты друг от друга.

Три основные компоненты жизни. Отмеченные свойства гидридов углеродов делают их единственной неподвижной точкой процесса проявления жизни. Из них возникают любые нужные для отправления жизни представители трёх основополагающих столбов её проявления в виде жиров, белков и углеводов40.

При химическом внедрении в себя атомов иных химических элементов и соответствующей собственной модификации как гидридов углеродов представители данных трёх несущих компонент проявления жизни выполняют самые разнообразные функции. Так, например, ферменты являются белками, а генетические молекулы ДНК и/или РНК представляют собой цепочки сахаров или полисахара, иначе говоря, углеводы, с добавлением атомов фосфора.

Впрочем, основная функция белков заключается в том, чтобы быть строительным материалом, прежде всего, у животных. Углеводы, помимо своей реализации в качестве конструкционных материалов в растениях, особенно глюкоза, представляют собой наилучшие молекулы хранения и транспортировки энергии.