Résumé du chapitre
2.1 Atomes, isotopes, ions et molécules : Les éléments constitutifs
La matière est tout ce qui occupe l’espace et qui a une masse. Elle est composée d’éléments. Tous les 98 éléments qui se produisent naturellement possèdent des qualités uniques qui leur permettent de se combiner de diverses façons pour créer des molécules qui, à leur tour, se combinent pour former des cellules, des tissus, des systèmes d’organes et des organismes. Les atomes, qui sont constitués de protons, de neutrons et d’électrons, sont les plus petites unités d’un élément qui conserve toutes les propriétés de cet élément. Les électrons peuvent transférer, partager ou provoquer des disparités de charge entre les atomes pour créer des liaisons, y compris des liaisons ioniques, covalentes et hydrogène, ainsi que des interactions van der Waals.
2.2 Eau
L’eau possède de nombreuses propriétés essentielles au maintien de la vie. C’est une molécule polaire qui permet de former des liaisons hydrogène. Les liaisons hydrogène permettent aux ions et aux autres molécules polaires de se dissoudre dans l’eau. Par conséquent, l’eau est un excellent solvant. Les liaisons hydrogène entre les molécules d’eau font en sorte que l’eau ait une capacité calorifique élevée, ce qui signifie qu’il faut beaucoup de chaleur supplémentaire pour augmenter sa température. À mesure que la température augmente, les liaisons hydrogène entre l’eau se rompent continuellement et se forment de nouveau. Cela permet à la température globale de demeurer stable, bien que de l’énergie soit ajoutée au système. L’eau a également une chaleur de vaporisation élevée, ce qui est essentiel à la façon dont les organismes se refroidissent en évaporant la sueur. Les forces cohésives de l’eau permettent la propriété de la tension superficielle, tandis que nous voyons ses propriétés adhésives lorsque l’eau monte à l’intérieur des tubes capillaires. La valeur du pH est une mesure de la concentration d’ions hydrogène dans une solution et est l’une des nombreuses caractéristiques chimiques qui sont fortement réglementées chez les organismes vivants par l’homéostasie. Les acides et les bases peuvent modifier les valeurs du pH, mais les tampons tendent à modérer les changements qu’ils provoquent. Ces propriétés de l’eau sont intimement liées aux processus biochimiques et physiques effectués par les organismes vivants, et la vie serait très différente si ces propriétés étaient modifiées, si elles pouvaient exister.
2.3 Carbone
Les propriétés uniques du carbone en font une partie centrale des molécules biologiques. Le carbone se lie à l’oxygène, à l’hydrogène et à l’azote de façon covalente pour former les nombreuses molécules importantes pour la fonction cellulaire. Le carbone a quatre électrons dans sa couche la plus externe et peut former quatre liaisons. Le carbone et l’hydrogène peuvent former des chaînes ou des anneaux d’hydrocarbures. Les groupes fonctionnels sont des groupes d’atomes qui confèrent des propriétés spécifiques aux chaînes ou aux cycles d’hydrocarbures (ou d’hydrocarbures substitués) qui définissent leurs caractéristiques chimiques globales et leur fonction.
