Isi
- TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
- Ini Tentang Valensi
- Pembentukan Makromolekul
- Kenapa Tidak Silikon?
Senyawa organik adalah senyawa yang menjadi sandaran hidup, dan semuanya mengandung karbon. Padahal, definisi senyawa organik adalah yang mengandung karbon. Ini unsur keenam yang paling melimpah di alam semesta, dan karbon juga menempati posisi keenam di tabel periodik. Ia memiliki dua elektron di kulit bagian dalam dan empat di bagian luar, dan susunannya inilah yang menjadikan karbon sebagai elemen serbaguna. Karena ia dapat bergabung dalam banyak cara yang berbeda, dan karena ikatan bentuk karbon cukup kuat untuk tetap utuh dalam air - persyaratan lain untuk kehidupan - karbon sangat diperlukan untuk kehidupan seperti yang kita kenal. Faktanya, argumen dapat dibuat bahwa karbon diperlukan agar kehidupan ada di tempat lain di alam semesta maupun di Bumi.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
Karena memiliki empat elektron dalam orbital kedua, yang dapat menampung delapan, karbon dapat bergabung dalam berbagai cara, dan dapat membentuk molekul yang sangat besar. Ikatan karbon kuat dan bisa tetap bersama dalam air. Karbon adalah elemen serbaguna yang hampir 10 juta senyawa karbon berbeda ada.
Ini Tentang Valensi
Pembentukan senyawa kimia umumnya mengikuti aturan oktet dimana atom mencari stabilitas dengan mendapatkan atau kehilangan elektron untuk mencapai jumlah optimal delapan elektron di kulit terluarnya. Untuk tujuan ini, mereka membentuk ikatan ionik dan kovalen. Ketika membentuk ikatan kovalen, sebuah atom berbagi elektron dengan setidaknya satu atom lainnya, yang memungkinkan kedua atom mencapai keadaan yang lebih stabil.
Dengan hanya empat elektron di kulit terluarnya, karbon juga mampu menyumbang dan menerima elektron, dan dapat membentuk empat ikatan kovalen sekaligus. Molekul metana (CH4) adalah contoh sederhana. Karbon juga dapat membentuk ikatan dengan dirinya sendiri, dan ikatan itu kuat. Berlian dan grafit keduanya seluruhnya terdiri dari karbon. Kegembiraan dimulai ketika ikatan karbon dengan kombinasi atom karbon dan unsur-unsur lainnya, terutama hidrogen dan oksigen.
Pembentukan Makromolekul
Pertimbangkan apa yang terjadi ketika dua atom karbon membentuk ikatan kovalen satu sama lain. Mereka dapat bergabung dalam beberapa cara, dan dalam satu, mereka berbagi satu pasangan elektron tunggal, membiarkan tiga posisi ikatan terbuka. Pasangan atom sekarang memiliki enam posisi ikatan terbuka, dan jika satu atau lebih ditempati oleh atom karbon, jumlah posisi ikatan cepat tumbuh. Hasilnya adalah molekul yang terdiri dari untaian atom karbon besar dan unsur-unsur lainnya. String ini dapat tumbuh secara linear, atau mereka dapat menutup dan membentuk cincin atau struktur heksagonal yang juga dapat bergabung dengan struktur lain untuk membentuk molekul yang lebih besar. Kemungkinannya hampir tak terbatas. Hingga saat ini, ahli kimia telah membuat katalog hampir 10 juta senyawa karbon berbeda. Yang paling penting bagi kehidupan termasuk karbohidrat, yang terbentuk seluruhnya dengan karbon, hidrogen, lipid, protein dan asam nukleat, yang contoh paling terkenal adalah DNA.
Kenapa Tidak Silikon?
Silikon adalah unsur tepat di bawah karbon dalam tabel periodik, dan sekitar 135 kali lebih banyak di Bumi. Seperti karbon, ia hanya memiliki empat elektron di kulit terluarnya, jadi mengapa tidak makromolekul yang membentuk organisme hidup berbasis silikon? Alasan utama adalah bahwa karbon membentuk ikatan yang lebih kuat dari silikon pada suhu yang kondusif bagi kehidupan, terutama dengan itu sendiri. Keempat elektron yang tidak berpasangan di kulit terluar silicon berada dalam orbital ketiga, yang berpotensi dapat menampung 18 elektron. Sebaliknya, karbon empat elektron yang tidak berpasangan berada dalam orbital kedua, yang hanya dapat menampung 8, dan ketika orbital diisi, kombinasi molekul menjadi sangat stabil.
Karena ikatan karbon-karbon lebih kuat dari ikatan silikon-silikon, senyawa karbon tetap bersama dalam air sementara senyawa silikon pecah. Selain itu, kemungkinan alasan lain untuk dominasi molekul berbasis karbon di Bumi adalah kelimpahan oksigen. Oksidasi memicu sebagian besar proses kehidupan, dan produk sampingannya adalah karbon dioksida, yang merupakan gas. Organisme yang terbentuk dengan molekul berbasis silikon mungkin juga akan mendapatkan energi dari oksidasi, tetapi karena silikon dioksida adalah padatan, mereka harus mengeluarkan zat padat.