Spojení vodíkovými mostními charakteristikami, vazbou ve vodě a v DNA



vodíkový most je elektrostatická přitažlivost mezi dvěma polárními skupinami, která nastane, když atom vodíku (H) připojený k vysoce elektronegativnímu atomu projeví přitažlivost na elektrostatickém poli jiného elektronegativně nabitého blízkého atomu..

Ve fyzice a chemii existují síly, které vytvářejí interakci mezi dvěma nebo více molekulami, včetně sil přitažlivosti nebo odpuzování, které mohou působit mezi těmito a dalšími blízkými částicemi (jako jsou atomy a ionty). Tyto síly se nazývají intermolekulární síly.

Mezmolarní síly jsou v přírodě slabší než ty, které spojují části molekuly zevnitř ven (intramolekulární síly).

Existují čtyři typy atraktivních mezimolekulárních sil: iontově-dipólové síly, dipólové-dipólové síly, van der Waalsovy síly a vodíkové vazby..

Index

  • 1 Charakteristika vodíkového mostu 
    • 1.1 Proč dochází k odborům?
  • 2 Délka linky
    • 2.1 Síla spojení
    • 2.2 Teplota
    • 2.3 Tlak
  • 3 Spojení vodíkovým mostem ve vodě
  • 4 Spojení vodíkovým mostem v DNA a dalších molekulách
  • 5 Odkazy

Charakteristiky vodíkového mostu 

Vazba vodíkovým můstkem je mezi "donorovým" atomem (elektronegativem, který má vodík) a "receptorem" (elektronegativní bez vodíku).

To obvykle produkuje energii mezi 1 k 40 kcal / mol, dělat tuto přitažlivost podstatně silnější než to, které nastalo v van der Waals interakci, ale slabší než kovalentní a iontové vazby..

To obvykle nastane mezi molekulami s atomy takový jako dusík (N), kyslík (O) nebo fluor (F), ačkoli to je také pozorováno s atomy uhlíku (C) když tito jsou připojeni k vysoce electronegative atomům, jak v případě chloroformu (\ t CHCI3).

Proč se unie stává?

Toto spojení nastane protože, být připojen k vysoce electronegative atomu, vodík (malý atom s typicky neutrálním nábojem) získá částečně pozitivní náboj, působit to, aby začal přitahovat jiné elektronegativní atomy k sobě..

Z tohoto vzniká svazek, který, i když nemůže být klasifikován jako zcela kovalentní, váže vodík a jeho elektronegativní atom na tento jiný atom.

První důkazy o existenci těchto vazeb byly pozorovány ve studii, která měřila body varu. Bylo zjištěno, že ne všechny se zvyšují podle molekulové hmotnosti, jak se očekávalo, ale že existují určité sloučeniny, které vyžadují vyšší teplotu, než se předpokládalo..

Odtud jsme začali pozorovat existenci vodíkových vazeb v elektronegativních molekulách.

Délka odkazu

Nejdůležitější charakteristikou pro měření vodíkové vazby je její délka (delší, méně silná), která se měří v angstromu (Å).

Tato délka závisí na pevnosti spoje, teplotě a tlaku. Následující popisuje, jak tyto faktory ovlivňují sílu vodíkové vazby..

Síla spojení

Pevnost vazby závisí na tlaku, teplotě, úhlu vazby a prostředí (která je charakterizována lokální dielektrickou konstantou)..

Například, pro molekuly lineární geometrie odbor je slabší, protože vodík je dál od jednoho atomu než jiný, ale u více uzavřených úhlů tato síla roste..

Teplota

Bylo studováno, že vodíkové vazby jsou náchylné k tvorbě při nižších teplotách, protože snížení hustoty a zvýšení molekulárního pohybu při vyšších teplotách způsobuje potíže při tvorbě vodíkových vazeb.

Můžeme přerušit vazby dočasně a / nebo trvale se zvýšením teploty, ale je důležité poznamenat, že vazby také způsobují, že sloučeniny mají větší odolnost proti varu, jako je tomu u vody.

Tlak

Čím vyšší je tlak, tím větší je pevnost vodíkové vazby. To se děje proto, že při vyšších tlacích se atomy molekuly (například v ledu) stanou kompaktnějšími, což pomůže snížit vzdálenost mezi složkami spoje..

Ve skutečnosti je tato hodnota téměř lineární při studiu ledu na grafu, kde je oceněna délka spoje nalezená s tlakem..

Spojení vodíkovým mostem ve vodě

Molekula vody (H2O) je považován za ideální případ vodíkové vazby: každá molekula může tvořit čtyři potenciální vodíkové vazby s blízkými molekulami vody.

V každé molekule je dokonalé množství pozitivně nabitých vodíkových a nespojených elektronových párů, což umožňuje, aby se všichni podíleli na tvorbě vodíkových vazeb.

Proto má voda vyšší bod varu než jiné molekuly, jako je například amoniak (NH)3) a fluorovodíku (HF).

V případě prvního má atom dusíku pouze pár volných elektronů, což znamená, že ve skupině molekul amoniaku není dostatek volných párů k uspokojení potřeb všech vodíku..

Říká se, že pro každou molekulu amoniaku je jednoduchá vazba tvořena vodíkovými vazbami a že ostatní atomy H jsou "zbytečné"..

V případě fluoridu je spíše nedostatek vodíku a "páry" elektronů jsou "zbytečné". Opět je ve vodě dostatečné množství vodíku a elektronových párů, takže tento systém dokonale spojuje.

Spojení vodíkovým mostem v DNA a dalších molekulách

V proteinech a vodíkových vazbách DNA lze také pozorovat: v případě DNA je forma dvojité šroubovice způsobena vodíkovými vazbami mezi jejími páry bází (bloky, které tvoří spirálu), které umožňují tyto molekuly jsou replikovány a existuje život, jak ho známe.

V případě proteinů tvoří vodíky vazby mezi kyslíky a amidovými vodíky; V závislosti na poloze, kde se vyskytují, se vytvoří různé výsledné proteinové struktury.

Vodíkové vazby jsou také přítomny v přírodních a syntetických polymerech a v organických molekulách, které obsahují dusík, a další molekuly s tímto typem spojení jsou stále studovány ve světě chemie..

Odkazy

  1. Vodíková vazba. (s.f.). Wikipedia. Zdroj: en.wikipedia.org
  2. Desiraju, G. R. (2005). Indický institut vědy, Bangalore. Získáno z ipc.iisc.ernet.in
  3. Mishchuk, N. A., & Goncharuk, V. V. (2017). O povaze fyzikálních vlastností vody. Khimiya i Tekhnologiya Vody.
  4. Chemie, W. I. (s.f.). Co je chemie Zdroj: whatischemistry.unina.it
  5. Chemguide. (s.f.). ChemGuide. Zdroj: chemguide.co.uk