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Le carbone est l'élément de base des composés organiques. En raison de ses propriétés uniques, le carbone occupe la position centrale dans le squelette de la vie. Le carbone est tétravalent. Il peut réagir avec de nombreux autres éléments connus en formant des liaisons covalentes. Lorsqu'un atome de carbone se combine avec quatre atomes ou radicaux, les quatre liaisons sont disposées symétriquement dans un tétraèdre et donnent une configuration stable. La stabilité avec la tétravalence des atomes de carbone en fait un élément favorable pour la synthèse de structure cellulaire compliquée.
Les atomes de carbone peuvent également se combiner pour former des chaînes ou des cycles stables, ramifiés ou non ramifiés. Cette stabilité du carbone est responsable de la grande variété de composés organiques. Les liaisons CC forment un squelette de molécules organiques. Le carbone se combine généralement avec d'autres éléments comme H, O, N, P et S. Les combinaisons avec ces autres éléments contribuent à la grande variété de composés organiques.
La liaison carbone et hydrogène est la source potentielle d'énergie pour les activités cellulaires.
Les grosses molécules organiques telles que la cellulose, les graisses, les protéines sont généralement insolubles dans l'eau, elles forment donc des structures de cellules. Ils servent également de stockage à des molécules plus petites comme le glucose, qui, à leur tour, sont chargées de fournir de l'énergie au corps. Les liaisons covalentes se forment lorsque deux atomes ou plus complètent leurs couches d'électrons en partageant des électrons. Lorsqu'une paire d'électrons est partagée entre deux atomes, une seule liaison covalente est formée.