Organiska föreningar är de där liv beror på, och de innehåller alla kol. Faktum är att definitionen av en organisk förening är en som innehåller kol. Det är det sjätte mest rikliga elementet i universum, och kol upptar också sjätte positionen på det periodiska bordet. Den har två elektroner i sitt innerskal och fyra i den yttre, och det är detta arrangemang som gör kol till ett så mångsidigt element. Eftersom det kan kombinera på så många olika sätt, och eftersom bindningarna kolformar är starka för att förbli intakta i vatten - är det andra kravet på livskvalitet oumbärligt för livet som vi känner till det. Faktum är att man kan argumentera för att kol är nödvändigt för att livet ska kunna finnas någon annanstans i universum såväl som på jorden.
TL; DR (för länge, läste inte)
Eftersom det har fyra elektroner i sin andra omlopp, som rymmer åtta, kan kolet kombinera på många olika sätt och det kan bilda mycket stora molekyler. Kolbindningar är starka och kan hålla sig ihop i vatten. Kol är ett så mångsidigt element att det finns nästan 10 miljoner olika kolföreningar.
Det handlar om Valency
Bildandet av kemiska föreningar följer vanligen oktettregeln genom vilka atomer söker stabilitet genom att få eller förlora elektroner för att uppnå det optimala antalet åtta elektroner i deras yttre skal. För detta ändamål bildar de joniska och kovalenta bindningar. Vid bildning av en kovalent bindning delar en atom elektroner med minst en annan atom, vilket gör att båda atomer kan uppnå ett stabilt tillstånd.
Med endast fyra elektroner i sitt yttre skal är kol lika förmåga att donera och acceptera elektroner, och det kan bilda fyra kovalenta bindningar på en gång. Metanmolekylen (CH 4) är ett enkelt exempel. Kol kan också bilda obligationer med sig själv, och bindningarna är starka. Diamant och grafit består helt och hållet av kol. Den roliga börjar när kolbindningar med kombinationer av kolatomer och andra element, särskilt väte och syre. Bildandet av makromolekyler Tänk på vad som händer när två kolatomer bildar en kovalent bindning med varandra. De kan kombinera på flera sätt, och i en delar de ett enda elektronpar och lämnar tre bindningspositioner öppna. Paret av atomer har nu sex öppna bindningspositioner, och om en eller flera är upptagna av en kolatom växer antalet bindningsställen snabbt. Molekyler som består av stora strängar kolatomer och andra element är resultatet. Dessa strängar kan växa linjärt, eller de kan stänga in och bilda ringar eller sexkantiga strukturer som också kan kombinera med andra strukturer för att bilda ännu större molekyler. Möjligheterna är nästan obegränsade. Hittills har kemisterna katalogiserat nästan 10 miljoner olika kolföreningar. Det viktigaste för livet är kolhydrater som helt och hållet bildas med kol, väte, lipider, proteiner och nukleinsyror, varav det mest kända exemplet är DNA. Varför inte silikon? Silikon är elementet precis under kol i det periodiska bordet, och det är cirka 135 gånger rikligare på jorden. Liksom kol har det bara fyra elektroner i sitt yttre skal, så varför är inte makromolekylerna som bildar levande organismer kiselbaserade? Den främsta orsaken är att kol bildar starkare bindningar än kisel vid temperaturer som bidrar till livet, speciellt med sig själv. De fyra icke-parade elektronerna i kiselets yttre skal ligger i sin tredje omlopp, som potentiellt kan rymma 18 elektroner. Karbonens fyra opolade elektroner är däremot i sin andra omlopp, som rymmer endast 8, och när orbitalen är fylld blir molekylär kombination mycket stabil. Eftersom kol-kolbindningen är starkare än kisel-kiselbindningen, förblir kolföreningarna i vatten medan kiselföreningarna sönderdelas. Förutom detta är en annan sannolik orsak till dominans av kolbaserade molekyler på jorden osynlig överflöd av syre. Oxidationsbränslen är de flesta livsprocesser och en biprodukt är koldioxid, vilket är en gas. Organismer som bildas med kiselbaserade molekyler skulle förmodligen också få energi från oxidation, men eftersom kiseldioxid är en fast, skulle de behöva andas ut fast material.
