Basiskennis chemie 2/Biomoleculen
Biomoleculen
Voor de biologie en de medische wereld is scheikunde een hulpwetenschap. Als biologisch of medisch analist hoef je niet alles van chemie te weten, maar maak je wel vaak gebruik van chemische eigenschappen van stoffen. Ook als chemisch analist is het handig als je iets weet van de effecten van verschillende stoffen op planten, dieren en op jezelf.
Er zijn ontzettend veel verschillende stoffen die in de biologie een rol spelen. Soms zijn dit zouten, maar veel vaker bestaan ze vooral uit koolstof-, waterstof-, zuurstof- en stikstof-atomen. De eigenschap van koolstof om makkelijk lange slierten te vormen is daarbij belangrijk.
Bij het bestuderen van stoffen die in levende systemen voorkomen blijkt dat er in het grote aantal drie grote groepen zijn aan te wijzen, en de "rest".
- Vetten
- Eiwitten
- Koolhydraten
- de rest
Weergeven van organische moleculen
Omdat het, ook bij kleinere organische moleculen al snel om tientallen atomen gaat is het bijna geen doen om alle atomen netjes te tekenen. De volgende afspraken zijn gemaakt:
- Koolstof-atomen worden niet getekend, alleen de bindingen tussen de koolstofatomen. Waar een binding "de hoek omgaat" zit een koolstofatoom.
- Waterstof-atomen worden meestal niet getekend als ze aan koolstof zitten. Een waterstof-atoom aan een ander atoom dan koolstof wordt altijd getekend. Het aantal waterstof-atomen aan een koolstof-atoom bepaal je door te kijken naar het aantal bindingen dat wel al aan het koolstof-atoom is aangegeven. Koolstof heeft altijd vier bindingen. Staat er maar een binding aangegeven dan betekent het dat er nog 3 waterstof-atomen aanwezig zijn.
- Andere elementen worden met hun symbool aangegeven.
Hieronder staan twee organische moleculen (kleintjes!) op verschillende manieren beschreven en getekend.
| Brutoformule | Model van het molecuul | Structuurformule met alle atomen getekend | Structuurformule volgens de afspraken |
|---|---|---|---|
 |
 |
 |
|
 |
 |
 |
Bij bovenstaande tabel kun je de volgende dingen opmerken:
- De brutoformule geeft duidelijk informatie over de aantallen atomen, maar zeker niet hoe de verschillende atomen met elkaar verbonden zijn.
- De modellen van de moleculen geven wel een idee hoe het molecuul er ruimtelijk uit ziet, maar in het bovenste plaatje is heel moeilijk te zien of er achter de kluit atomen misschien nog een of twee waterstof-atomen verstopt zitten. In deze twee plaatjes stellen de zwarte bollen koolstof-atomen voor, rode staan voor zuurstof en de witte geven waterstof weer.
- Als je alle atomen tekent bevat het plaatje dezelfde informatie als het model in de kolom links ervan. In de bovenste structuurformule is hier nog wel goed te zien welke atomen er in zitten en hoe die aan elkaar zitten. In de onderste is het vrijwel onmogelijk te zien welke atomen er allemaal in het molecuul zitten en ook hoe ze aan elkaar zitten is een aardige puzzel. Wel valt, in tegenstelling tot het model de dubbele binding in de linker ring nu beter op.
- In de rechter kolom zijn de afspraken over het weergeven van organische moleculen toegepast. Je ziet dat de tekeningen veel overzichtelijker zijn geworden. Ook valt nu de OH-groep in de onderste structoorformule goed op. In de formule met alle atomen getekend is het je waarschijnlijk niet eens opgevallen.
De linker kolom geeft helemaal geen informatie over de bouw van het molecuul en wordt in de organische chemie en ook in de (bio)modische wetenschappen zelden gebruikt. De twee middelste kolommen worden door beginners in de organische chemie vaak beter "gelezen". Ze hebben echter wel een aantal nadelen:
- het tekenen ervan is vrij arbeidsintensief.
- 'leesfouten' worden door het grote aantal herhalingen snel gemaakt.
- bij grotere moleculen wordt de hoeveelheid weergegeven informatie al snel erg groot. De belangrijke informatie verdrinkt in de grote hoeveelheid triviale zaken.