الجزيء هو أصغر جسيم في عنصر كيميائي أو مركب له الخواص الكيميائية لهذا العنصر أو المركب، وتتكون الجزيئات من ذرات يتم تثبيتها معًا بواسطة روابط كيميائية، وتشكل هذه الروابط نتيجة لتقاسم أو تبادل الإلكترونات بين الذرات، وتترابط ذرات بعض العناصر بسهولة مع ذرات أخرى لتكوين جزيئات، ومن أمثلة هذه العناصر الأكسجين والكلور، ولا ترتبط ذرات بعض العناصر بسهولة بالذرات الأخرى، ومن الأمثلة على ذلك النيون والأرجون .

أشكال الجزيئات

يمكن أن تختلف الجزيئات بشكل كبير في الحجم والتعقيد، وعنصر الهيليوم هو جزيء ذرة واحدة، وتتكون بعض الجزيئات من ذرتين من نفس العنصر، فعلى سبيل المثالO2 هو جزيء الأكسجين الأكثر شيوعا في الغلاف الجوي للأرض، ولديه ذرتان من الأكسجين، ومع ذلك ففي ظل ظروف معينة ترتبط ذرات الأكسجين بثلاث أشكال O3 ، وتشكل جزيئا معروفا باسم الأوزون، وتشتمل الجزيئات الأخرى المعروفة على الماء، التي تتكون من ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة H2O ، وثاني أكسيد كربون يتكون من ذرة كربون واحدة مرتبطة بذرتين من الأكسجين CO2 ، وحامض الكبريتيك الذي يتألف من ذرتين هيدروجين وذرة كبريت واحدة وأربع ذرات أكسجين H2 SO4 .

أنواع الجزيئات

تحتوي بعض الجزيئات خاصة البروتينات المعينة على مئات أو حتى آلاف الذرات التي تتحد معاً في سلاسل يمكن أن تصل إلى أطوال كبيرة، والسوائل التي تحتوي على مثل هذه الجزيئات تتصرف في بعض الأحيان بشكل غريب، على سبيل المثال قد يستمر تدفق السائل خارج القارورة التي تم سكب بعضها منها ، حتى بعد عودة القارورة إلى وضع قائم، والجزيئات تتحرك دائمًا في المواد الصلبة والسوائل، يتم تعبئتها بإحكام معا في مادة صلبة ، ويمكن تشبيه حركة الجزيئات بالاهتزاز السريع في السائل، ويمكن للجزيئات أن تتحرك بحرية بين بعضها البعض ، في نوع من الزلات في الغاز، وتكون كثافة الجزيئات بشكل عام أقل من سائل أو صلب من نفس المركب الكيميائي، وتتحرك أكثر بحرية من السائل، وبالنسبة لمركب معين في حالة معينة سواء صلبة أو سائلة أو غازية، أن تزداد سرعة الحركة الجزيئية كلما ازدادت درجة الحرارة المطلقة .

أشكال الجزيئات العضوية

تحتوي الجزيئات العضوية على الكربون والهيدروجين المرتبط كيميائيا ببعضهما البعض في سلاسل طويلة ، مع أن يكون الكربون العمود الفقري وذرات الهيدروجين المرتبطة بذرات الكربون، وتسمح قدرة الذرات هذه على التعلق ببعضها البعض بإنشاء مركبات لا حصر لها، وتحتاج جميع الكائنات الحية إلى أربعة أنواع من الجزيئات العضوية وهم، الأحماض النووية والبروتينات والكربوهيدرات والدهون، فالحياة لا يمكن أن توجد إذا كان أي من هذه الجزيئات مفقودة .

الأحماض النووية هي الحمض النووي الريبي، أو حمض ديوكسي ريبونوكلييك وحمض الريبونوكلي ، إنها تصنع البروتينات الموجودة في كل بنية تقريبًا وتؤدي كل وظيفة تقريبًا في جسمك، والحمض النووي لديه شكل يشبه سلم الملتوية، والحمض النووي الريبي لديه العديد من الأشكال المختلفة وكل شكل يتوقف على وظيفته، ويبقى الحمض النووي عادة داخل المركز أو النواة للخلية، ويمكن لجيش الأحماض النيبالي السفر في جميع أنحاء الخلية إلى الوصول لمكان بحاجة إليه، ويتكون العمود الفقري لكلا المادتين من جزيئات متناوبة من الفوسفات والسكر، وقواعد النوكليوتيدات تشكل الدرجات المرتبطة بالعمود الفقري، ومن بين هذين النوعين من الأحماض النووية فالحمض النووي أكثر استقرارا، مما يجعله أقل عرضة للكسر من الحمض النووي الريبي، وتتكون جيناتك من الحمض النووي ويقدم كل جين الشفرة اللازمة لصنع بروتين معين، ويساعد RNA الحمض النووي لجعل هذه البروتينات .

من المحتمل أن تكون البروتينات هي الأكثر تنوعًا في جميع الجزيئات العضوية، حيث تتكون من العديد من الهياكل وتنفذ وظائف مختلفة داخل الكائنات الحية، واللبنات التي تدعى الأحماض الأمينية تشكل البروتينات، ويجمع حوالي 20 حمضا أمينيا مختلفا لتشكيل جميع أنواع البروتينات المختلفة على الأرض، وهذه الأحماض الأمينية كلها تقريبا نفس التكوين، والفرق الوحيد هو مجموعة R ، التي تختلف في كل من الأحماض الأمينية وتعطيها تفردها، وعندما يصنع بروتين يجمع البروتين حمض أميني واحد في وقت واحد داخل الريبوسوم، وهي بنية تحتوي على تخليق البروتين .

وتحتوي البروتينات على أربعة مستويات من الهياكل وهم، الهيكل الأساسي وهو ارتباط الأحماض الأمينية ببعضها البعض، ويشير التركيب الثانوي إلى الطيات في مناطق معينة داخل البروتين، والبنية الثلاثية هي المظهر النهائي ثلاثي الأبعاد للبروتين، ويتكون الهيكل الرباعي من وحدات فرعية صغيرة جدا من البروتين مرتبطة كيميائيا معا لتشكيل بروتين أكبر .

تشتمل الكربوهيدرات على أكبر عدد من الجزيئات العضوية في الكائنات الحية، ففي الأساس الكربوهيدرات هي السكريات، ويمكن إرجاع أصلها إلى عملية التمثيل الضوئي، وهي العملية التي تستخدم فيها الكائنات الحية مثل النباتات أشعة الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى طعام، وأبسط سكر هو الجلوكوز، وهو جزيء يستخدم لتوفير الوقود للعديد من أنواع الكائنات الحية بما في ذلك البشر، والسكريات الموجودة في الأطعمة تشمل، الفركتوز في الفواكه، الكتلوز في الحليب، المالتوز في الخضار والسكروز في سكر المائدة، والنشا الموجود في الحبوب الكاملة والخضروات هو الكربوهيدرات المعقدة المصنوعة من سلاسل من جزيئات الجلوكوز أبسط، ويحتوي جسمك على إنزيم يدعى الأميليز، والذي يكسر الكربوهيدرات في الطعام الذي تتناوله في الجلوكوز، والذي يمكن أن تستخدمه خلاياك كطاقة .

الدهون وربما المعروفة باسم الدهون الثلاثية، تأتي في أشكال مختلفة في جسمك وتحتوي على معظم الطاقة من جميع المركبات العضوية، وعندما يحرق جسمك الدهون للحصول على الوقود تحصل على طاقة أكثر مما لو أحرقت الجزيئات العضوية الأخرى، وتقوم الدهون في جسمك بالعديد من الوظائف، ومع أخذ شكل الدهون الفوسفاتية والكولسترول وهما مكونان مهمان لأغشية الخلايا، والهرمونات تشير إلى وظائف مختلفة في جسمك، والفيتامينات التي تساعد في وظائف الخلايا المختلفة، والستيرويدات والتي تعتبر مهمة في عدد من العمليات الفسيولوجية، وتميل الدهون من الحيوانات إلى أن تكون أكثر لزوجة من الدهون الناتجة عن النباتات.