Продолжаем рассказ про химический элемент углерод, он слишком разнообразен, чтобы можно было ограничиться одной статьёй.
По словам советского академика И. Л. Киунянца, органическую химию можно рассматривать как своеобразный мост, перекинутый наукой от неживой природы к её другой форме - жизни.
Итак, органика - химия даже не одного элемента, а лишь одного класса соединений этого элемента. Зато какого класса! Класса, поделившегося не только на группы и подгруппы, но и на самостоятельные науки.
Сейчас известны миллионы органических соединений (соединений углерода!) и около ста тысяч соединений всех остальных элементов, вместе взятых.
На углеродной основе построена жизнь. Но почему же именно углерод - 11-й по распространённости на Земле химический элемент - взял на себя эту задачу, быть основой всего живого?
Ответ тут, как водится, неоднозначен.
1. Ни в одном из элементов нет такой способности к усложнению в такой мере, как в углероде.
2. Углерод способен соединяться с большинством элементов, причём самыми разнообразными способами.
3. Связь атомов углерода между собой, так же как и с атомами воды, кислорода, азота, серы, фосфора и других элементов, входящих в состав органических веществ, может разрушаться под воздействием природных факторов. Поэтому углерод непрерывно "круговращается" в природе: из атмосферы - в растения, из растений - в животных и в человека, из живого - в мёртвое и наоборот.
Четыре валентности атома углерода - это как четыре руки. А если соединились два таких атома, то "рук" становится уже шесть. Или четыре - если на образование пары затрачено по два электрона (двойная связь). Или всего два, если связь тройная.
Однако эти связи (их называют ненасыщенными) подобны "джину в бутылке". Они скрыты до поры до времени, но в нужный момент вырываются на волю, чтобы взять своё в бурной игре химических взаимодействий и превращений. И в результате этих "игрищ", если в них участвует углерод, образуются самые разнообразные конструкции.
Например, из 20 атомов углерода и 42 атомов водорода можно получить 366319 различных углеводородов. Так что где углерод - там разнообразие, где углерод - там сложности. И самые разные по молекулярной архитектуре конструкции - от простейших молекулярных цепочек до сложнейших полимеров: нуклеиновых кислот и белков.
И в каждой такой конструкции есть углерод. Например, в двойной спирали молекулы ДНК или в настоящем лабиринте четырёх цепей молекулы гемоглобина. Так что без углерода нет жизни, он - её основа, во всяком случае, на Земле.
Правда, есть такие организмы, в которых содержание углерода всего 0,1%. В ряске, затягивающей стоячий пруд - 2,5% углерода. В организме мышки на долю этого элемента приходится 10,77%, а кошки - почти вдвое больше, 20,56%. А не это ли обстоятельство послужило причиной того, что кошка ловит мышку, а не наоборот? Шутка.
Так что углерод, как и атом, поистине неисчерпаем.