Kapcsolat a hidrogénhíd jellemzőivel, kapcsolat a vízben és a DNS-ben



az hidrogénhíd összeköttetés elektrostatikus vonzódás két poláris csoport között, amely akkor fordul elő, amikor egy erősen elektronegatív atomhoz kapcsolt hidrogénatom (H) vonzódik egy másik elektronegatívan töltött közeli atom elektrosztatikus mezőjére.

A fizikában és a kémia területén olyan erők vannak, amelyek két vagy több molekula közötti kölcsönhatást generálnak, beleértve a vonzódás vagy a visszahúzódás erőit is, amelyek ezek és más közeli részecskék (például atomok és ionok) között hatnak. Ezeket az erőket intermolekuláris erőknek nevezik.

Az intermoláris erők a természetben gyengébbek, mint azok, amelyek a molekula egyes részeit belülről kifelé kötik (az intramolekuláris erők).

Négyféle vonzó intermolekuláris erő létezik: ion-dipol erők, dipol-dipol erők, van der Waals erők és hidrogénkötések..

index

  • 1 A hidrogénhíd összeköttetés jellemzői 
    • 1.1 Miért történik az unió?
  • 2 Link hossza
    • 2.1 A kapcsolat erőssége
    • 2.2 Hőmérséklet
    • 2.3 Nyomás
  • 3 Kapcsolja össze a vízben lévő hidrogénhidat
  • 4 A hidrogénhíd kapcsolata a DNS-ben és más molekulákban
  • 5 Referenciák

A hidrogénhíd összeköttetés jellemzői 

A hidrogénhíd közti kötés egy "donor" atom (a hidrogénnel rendelkező elektronegatív) és a "receptor" (az elektronegatív hidrogén nélkül) között van..

Általában 1 és 40 Kcal / mol közötti energiát generál, ami ezt a vonzerőt jelentősen erősebbé teszi, mint a van der Waals interakcióban, de gyengébb, mint a kovalens és ionos kötések..

Általában az atomokkal, például nitrogénnel (N), oxigénnel (O) vagy fluorral (F) rendelkező molekulák között fordul elő, bár a szénatomok (C) esetében is megfigyelhető, ha ezek erősen elektronegatív atomokhoz kapcsolódnak, mint a kloroform esetében. kloroform3).

Miért történik az unió?

Ez az unió azért jön létre, mert egy erősen elektronegatív atomhoz kapcsolódva a hidrogén (egy tipikusan semleges töltéssel rendelkező kis atom) részlegesen pozitív töltést szerez, ami azt jelenti, hogy más elektronegatív atomokat vonz magához..

Ebből egy olyan unió keletkezik, amely, bár nem teljesen kovalensnek minősül, ehhez a másik atomhoz kötődik a hidrogént és annak elektronegatív atomját..

Ezen kötések létezésének első bizonyítékát egy olyan tanulmány vizsgálta, amely a forráspontokat méri. Megjegyezzük, hogy ezek mindegyike nem növekedett a molekulatömeg szerint, ahogy az várható volt, hanem bizonyos vegyületek magasabb hőmérsékletet igényeltek, mint amennyit előre jeleztek.

Innen kezdtük megfigyelni a hidrogénkötések meglétét az elektronegatív molekulákban.

A hivatkozás hossza

A hidrogénkötés méréséhez a legfontosabb jellemzője a hossz (hosszabb, kevésbé erős), amelyet angstromban (Å) mérünk..

Ez a hosszúság a kötés szilárdságától, a hőmérséklettől és a nyomástól függ. Az alábbiakban bemutatjuk, hogy ezek a tényezők hogyan befolyásolják a hidrogénkötés szilárdságát..

Link erőssége

A kötés szilárdsága önmagától függ a nyomástól, a hőmérséklettől, a kötési szögtől és a környezettől (amelyet helyi dielektromos állandó jellemez).

Például a lineáris geometria molekulái esetében az unió gyengébb, mert a hidrogén messzebb van egy atomtól, mint egy másik, de több zárt szögben ez az erő növekszik.

hőmérséklet

Azt vizsgálták, hogy a hidrogénkötések alacsonyabb hőmérsékleten hajlamosak kialakulni, mivel a sűrűség csökkenése és a magasabb hőmérsékleten történő molekuláris mozgás növekedése nehézséget okoz a hidrogénkötések kialakulásában..

A hőmérséklet növekedésével átmenetileg és / vagy tartósan megszakíthatja a kötéseket, de fontos megjegyezni, hogy a kötések a forrásokkal szemben is nagyobb ellenállást biztosítanak, mint a víz esetében..

nyomás

Minél nagyobb a nyomás, annál nagyobb a hidrogénkötés szilárdsága. Ez azért történik, mert nagyobb nyomáson a molekula atomjai (mint például a jégben) kompaktabbak lesznek, és ez segít a link komponensei közötti távolság csökkentésében..

Valójában ez az érték majdnem lineáris, amikor jégre tanulmányozunk egy olyan gráfon, ahol a nyomással talált kapcsolat hossza értékelhető..

Kapcsolja össze a vízben lévő hidrogénhidat

A vízmolekula (H2O) a hidrogénkötés tökéletes példája: minden molekula négy potenciális hidrogénkötést képezhet a közeli vízmolekulákkal.

Mindegyik molekulában megtalálható a pozitív töltésű hidrogén és nem kapcsolt elektronpárok tökéletes mennyisége, így mindenki részt vehet a hidrogénkötések kialakulásában.

Ezért van a víz magasabb forráspontja, mint más molekulák, például ammónia (NH)3) és hidrogén-fluorid (HF).

Az első esetében a nitrogénatomnak csak egy pár szabad elektronja van, ami azt jelenti, hogy az ammónia molekulák egy csoportjában nincs elegendő szabad pár az összes hidrogén igényeinek kielégítésére..

Azt mondják, hogy az ammónia minden molekulájához hidrogénkötéssel egyetlen kötést képeznek, és a többi H-atom "elpusztul".

A fluorid esetében meglehetősen hiányos a hidrogének és az elektronok "párja" van "elvesztve". Ismét megfelelő mennyiségű hidrogén és elektronpár van a vízben, így ez a rendszer tökéletesen összekapcsolódik.

A DNS-ben és más molekulákban a hidrogénhíd kapcsolata

A fehérjékben és a DNS-ben a hidrogénkötések is megfigyelhetők: a DNS esetében a kettős spirálforma a bázispárok (a hélixet alkotó tömbök) közötti hidrogénkötéseknek köszönhető. ezek a molekulák replikálódnak, és életünk van, ahogy tudjuk.

A fehérjék esetében a hidrogének kötődnek az oxigének és az amid-hidrogének között; Attól függően, hogy milyen helyzetben van, különböző eredetű fehérjeszerkezetek képződnek.

A természetes és szintetikus polimerekben hidrogénkötések is jelen vannak, a nitrogéntartalmú szerves molekulákban és más ilyen molekulákban is tanulmányozzák a kémia világát..

referenciák

  1. Hidrogénkötés. (N.d.). Wikipedia. A (z) en.wikipedia.org webhelyről származik
  2. Desiraju, G. R. (2005). Indiai Tudományos Intézet, Bangalore. Visszavont az ipc.iisc.ernet.in fájlból
  3. Mishchuk, N. A., és Goncharuk, V. V. (2017). A víz fizikai tulajdonságainak természetéről. Khimiya i Tekhnologiya Vody.
  4. Chemistry, W. I. (s.f.). Mi a kémia A (z) whatischemistry.unina.it
  5. Chemguide. (N.d.). ChemGuide. A kemguide.co.uk-ból származik