Povezava z značilnostmi vodikovih mostov, povezava v vodi in v DNA



The povezavo vodikov most je elektrostatična privlačnost med dvema polarnima skupinama, ki nastane, ko vodikov atom (H), ki je pritrjen na visoko elektronegativni atom, privlači elektrostatično polje drugega elektronegativno nabitega bližnjega atoma..

V fiziki in kemiji obstajajo sile, ki ustvarjajo interakcijo med dvema ali več molekulami, vključno s silami privlačenja ali odbijanja, ki lahko delujejo med temi in drugimi bližnjimi delci (kot so atomi in ioni). Te sile se imenujejo medmolekularne sile.

Intermolarne sile so v naravi šibkejše od tistih, ki se združujejo z delom molekule od znotraj navzven (intramolekularne sile).

Obstajajo štiri vrste privlačnih medmolekularnih sil: ionske dipolske sile, dipol-dipolske sile, van der Waalsove sile in vodikove vezi..

Indeks

  • 1 Značilnosti vodikove mostne povezave 
    • 1.1 Zakaj se pojavlja sindikat?
  • 2 Dolžina povezave
    • 2.1 Moč povezave
    • 2.2 Temperatura
    • 2.3 Tlak
  • 3 Povezava z vodikovim mostom v vodi
  • 4 Povezava z vodikovim mostom v DNA in drugih molekulah
  • 5 Reference

Značilnosti vodikove mostne povezave 

Povezava z vodikovim mostom je med "donorskim" atomom (elektronegativom, ki ima vodik) in "receptorjem" (elektronegativom brez vodika).

Običajno generira energijo med 1 in 40 Kcal / mol, kar daje to privlačnost precej močnejšo od tiste, ki se je pojavila v Van der Waalsovi interakciji, vendar šibkejša od kovalentnih in ionskih vezi..

Ponavadi nastopi med molekulami z atomi, kot je dušik (N), kisik (O) ali fluor (F), čeprav je opazen tudi z atomi ogljika (C), ko so ti vezani na visoko elektronegativne atome, kot v primeru kloroforma ( CHCl3).

Zakaj se zgodi sindikat?

Ta zveza se zgodi zato, ker je vodik (majhen atom s tipičnim nevtralnim nabojem), ki je pritrjen na visoko elektronegativni atom, pridobil delno pozitiven naboj, zaradi česar začne privlačiti druge elektronegativne atome k sebi..

Iz tega izhaja sindikat, ki, čeprav ga ni mogoče opredeliti kot popolnoma kovalentnega, veže vodik in njegov elektronegativni atom na ta drugi atom..

Prve dokaze o obstoju teh vezi so opazili v študiji, ki je merila vrelišča. Ugotovljeno je bilo, da se vse te ne povečajo glede na molekulsko maso, kot je bilo pričakovano, ampak da obstajajo nekatere spojine, ki zahtevajo višjo temperaturo za vrenje, kot je bilo predvideno.

Od tu smo začeli opazovati obstoj vodikovih vezi v elektronegativnih molekulah.

Dolžina povezave

Najpomembnejša značilnost merjenja v vodikovi vezi je njena dolžina (daljša, manj močna), ki se meri v angstromu (Å)..

Ta dolžina pa je odvisna od moči vezi, temperature in tlaka. V nadaljevanju je opisano, kako ti dejavniki vplivajo na moč vodikove vezi..

Moč povezave

Moč vezave je sama po sebi odvisna od tlaka, temperature, kota vezave in okolja (za katerega je značilna lokalna dielektrična konstanta)..

Na primer, za molekule linearne geometrije je povezava šibkejša, ker je vodik dlje od enega atoma od drugega, toda pri bolj zaprtih kotih ta sila raste.

Temperatura

Preučeno je bilo, da so vodikove vezi nagnjene k oblikovanju pri nižjih temperaturah, saj zmanjšanje gostote in povečanje molekularnega gibanja pri višjih temperaturah povzroča težave pri nastajanju vodikovih vezi..

Zveze lahko začasno in / ali trajno prekinete s povišanjem temperature, vendar je pomembno omeniti, da imajo vezi tudi večjo odpornost na vretje, kot je v primeru vode..

Pritisk

Višji je tlak, večja je moč vodikove vezi. To se zgodi zato, ker bodo pri višjih tlakih atomi molekule (kot na primer v ledu) postali bolj kompaktni in to bo pomagalo, da bo razdalja med komponentami povezave nižja..

Dejansko je ta vrednost skoraj linearna pri študiju za led na grafikonu, kjer je ocenjena dolžina povezave s tlakom..

Povezava z vodikovim mostom v vodi

Molekula vode (H2O) velja za popoln primer vodikove vezi: vsaka molekula lahko tvori štiri potencialne vodikove vezi z bližnjimi vodnimi molekulami.

V vsaki molekuli je popolna količina pozitivno nabitih vodikovih in nevezanih elektronskih parov, kar omogoča, da so vsi vključeni v tvorbo vodikovih vezi..

Zato ima voda višje vrelišče kot druge molekule, kot je npr. Amoniak (NH3) in vodikov fluorid (HF).

Pri prvem atomu dušika ima samo par prostih elektronov, kar pomeni, da v skupini molekul amonijaka ni dovolj prostih parov, da bi zadostili potrebam vseh vodikov..

Rečeno je, da je za vsako molekulo amoniaka ena vez nastala z vezavo vodika in da so drugi atomi H "zapravljeni"..

V primeru fluorida obstaja precej primanjkljaja vodikov in "parov" elektronov se "zapravlja". Tudi v vodi je ustrezna količina vodikov in elektronskih parov, zato se ta sistem odlično povezuje.

Povezava z vodikovim mostom v DNA in drugih molekulah

V beljakovinah in DNK lahko opazimo tudi vodikove vezi: v primeru DNK je dvojna vijačnica posledica vodikovih vezi med njenimi baznimi pari (bloki, ki sestavljajo vijačnico), ki omogočajo te molekule so replicirane in obstaja življenje, kot ga poznamo.

V primeru beljakovin vodiki tvorijo vezi med kisiki in amidnimi vodiki; Odvisno od položaja, kjer se pojavi, se oblikujejo različne strukture nastalega proteina.

Vodikove vezi so prisotne tudi v naravnih in sintetičnih polimerih ter v organskih molekulah, ki vsebujejo dušik, druge molekule s to vrsto združb pa se še vedno preučujejo v svetu kemije..

Reference

  1. Vodikova vez. (s.f.). Wikipedija. Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org
  2. Desiraju, G. R. (2005). Indijski inštitut za znanost, Bangalore. Vzpostavljeno iz ipc.iisc.ernet.in
  3. Mishchuk, N.A., & Goncharuk, V. V. (2017). O naravi fizikalnih lastnosti vode. Khimiya i Tehnologiya Vody.
  4. Chemistry, W. I. (s.f.). Kaj je kemija Vzpostavljeno iz spletnega mesta whatischemistry.unina.it
  5. Chemguide. (s.f.). ChemGuide. Vzpostavljeno iz chemguide.co.uk