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简答题请描述碳元素的核外电子轨道形状和电子分布情况。为什么说在生命元素中,碳元素具有特别重要的作用?
  • C.原子的最外层电子有4个,其基态分别处在2s(两个)和2P(两个)轨道上,当C原子发生反应时,首先一个2S电子被激发到2P轨道上,然后由一个2S电子轨道和3个2P轨道发生杂化,形成4个完全一样的SP3轨道.其立体形状就像一个正四面体,4个轨道伸向4面,各轨道间的夹角都是109°28′’。C原子采用SP3杂化方式来反应有助于生成更稳定的键。在生命元素中,碳元素具有特别重要的作用,碳原子相互连接成链或环,形成各种生物大分子的基本结构。
    除了水以外,含碳化合物是生物体中最普遍的物质。由细胞合成的含碳化合物是有机化合物或生物分子。碳原子之间即与其他原子间以共价键等形式相结合,可以形成大量化学性状与相对分子质量不同的生物分子。碳原子是生物大分子的基本骨架:碳原子的不同排列方式和长短是生物大分子多样性的基础。所有生物大分子都是以碳原子相互连接成链或成环作为基本结构,并以共价键的形式与氢、氧、氮及磷相结合,形成了具有不同性质的生物大分子。
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