Pautan dengan ciri-ciri Bridge Hydrogen, Pautan dalam Air dan DNA



The pautan jambatan hidrogen Ia adalah satu tarikan elektrostatik antara dua kumpulan kutub yang berlaku apabila atom hidrogen (H) terikat kepada tarikan atom keelektronegatifan tinggi yang dikenakan ke atas medan elektrostatik dikenakan atom lain berhampiran electronegatively.

Dalam fizik dan kimia terdapat daya yang menjana interaksi antara dua atau lebih molekul, termasuk daya tarikan atau penolakan, yang boleh bertindak di antara zarah-zarah ini dan lain-lain yang berdekatan (seperti atom dan ion). Daya ini dipanggil daya intermolecular.

Daya-daya intermolar adalah lebih lemah berbanding orang-orang yang menyertai bahagian-bahagian molekul dari dalam keluar (daya intramolekul).

Terdapat empat jenis daya intermolekular yang menarik: daya dipole ion, daya dipole-dipole, daya van der Waals dan ikatan hidrogen..

Indeks

  • 1 Ciri-ciri pautan jambatan hidrogen 
    • 1.1 Mengapa kesatuan berlaku?
  • 2 Panjang pautan
    • 2.1 Kekuatan pautan
    • 2.2 Suhu
    • 2.3 Tekanan
  • 3 Pautan dengan jambatan hidrogen di dalam air
  • 4 Pautan dengan jambatan hidrogen dalam DNA dan molekul lain
  • 5 Rujukan

Ciri-ciri pautan jambatan hidrogen 

Ikatan dengan jambatan hidrogen adalah antara atom "penderma" (elektronegatif yang mempunyai hidrogen) dan "reseptor" (elektronegatif tanpa hidrogen).

Ia biasanya menjana tenaga antara 1 hingga 40 Kcal / mol, menjadikan daya tarikan ini jauh lebih kuat daripada yang terjadi dalam interaksi van der Waals, tetapi lebih lemah daripada ikatan kovalen dan ionik..

Biasanya berlaku antara molekul dengan atom seperti nitrogen (N), oksigen (O) atau fluorin (F), tetapi juga diperhatikan dengan atom karbon (C), ketika ini dilampirkan kepada atom keelektronegatifan tinggi, seperti dalam kes kloroform ( CHCl3).

Kenapa kesatuan berlaku?

Ini mengikat berlaku kerana, yang terikat kepada atom sangat elektronegatif, hidrogen (atom neutral biasanya kecil dengan beban) memperoleh caj yang sebahagiannya positif, menjadikan ia mula untuk menarik atom elektronegatif lain untuk dirinya.

Dari ini timbul kesatuan yang, walaupun ia tidak dapat dikelaskan sebagai benar-benar kovalen, mengikat hidrogen dan atom elektronegatifnya kepada atom lain ini.

Kesimpulan pertama kewujudan obligasi ini diperhatikan oleh kajian yang mengukur titik didih. Telah diperhatikan bahawa tidak semua ini meningkat mengikut berat molekul, seperti yang diharapkan, tetapi terdapat sebatian tertentu yang memerlukan suhu yang lebih tinggi untuk mendidih daripada yang diramalkan.

Dari sini, kita mula melihat kewujudan ikatan hidrogen dalam molekul elektronegatif.

Panjang pautan

Ciri-ciri yang paling penting untuk mengukur dalam ikatan hidrogen adalah panjangnya (lebih panjang, kurang kuat), yang diukur dalam angstrom (Å).

Sebaliknya, panjang ini bergantung pada kekuatan ikatan, suhu dan tekanan. Berikut ini menerangkan bagaimana faktor-faktor ini mempengaruhi kekuatan ikatan hidrogen..

Kekuatan pautan

Kekuatan ikatan bergantung pada tekanan, suhu, sudut ikatan dan persekitaran (yang dicirikan oleh pemalar dielektrik tempatan).

Sebagai contoh, untuk molekul geometri linier, kesatuan lebih lemah kerana hidrogen jauh dari satu atom daripada yang lain, tetapi pada sudut yang lebih tertutup daya ini bertambah.

Suhu

Telah dikaji bahawa bon hidrogen cenderung terbentuk pada suhu yang lebih rendah, kerana penurunan ketumpatan dan peningkatan pergerakan molekul pada suhu yang lebih tinggi menyebabkan kesulitan dalam pembentukan ikatan hidrogen.

Anda boleh memecahkan bon secara sementara dan / atau kekal dengan kenaikan suhu, tetapi adalah penting untuk diperhatikan bahawa ikatan tersebut juga membuat rintangan mempunyai ketahanan yang lebih besar terhadap mendidih, seperti halnya air.

Tekanan

Semakin tinggi tekanan, semakin besar kekuatan ikatan hidrogen. Ini berlaku kerana pada tekanan yang lebih tinggi, atom molekul (seperti, misalnya, dalam ais) akan menjadi lebih padat dan ini akan membantu jarak antara komponen pautan menjadi lebih rendah.

Malah, nilai ini hampir linear apabila belajar untuk ais pada graf di mana panjang pautan yang didapati dengan tekanan dihargai..

Pautan dengan jambatan hidrogen di dalam air

Molekul air (H2O) dianggap sebagai ikatan hidrogen ikatan yang sempurna: setiap molekul boleh membentuk empat ikatan hidrogen berpotensi dengan molekul air berdekatan.

Terdapat dalam setiap molekul jumlah sempurna hidrogen yang bercas positif dan pasangan elektron yang tidak berkaitan, menjadikannya mungkin untuk semua terlibat dalam pembentukan ikatan hidrogen.

Inilah sebabnya mengapa air mempunyai titik didih yang lebih tinggi daripada molekul lain seperti, misalnya, ammonia (NH3) dan hidrogen fluorida (HF).

Dalam kes pertama, atom nitrogen hanya mempunyai sepasang elektron bebas, dan ini bermakna bahawa dalam sekumpulan molekul ammonia tidak mempunyai pasangan bebas yang mencukupi untuk memenuhi keperluan semua hidrogen.

Dikatakan bahawa untuk setiap molekul amonia satu ikatan tunggal dibentuk oleh ikatan hidrogen dan bahawa atom H yang lain "terbuang".

Dalam kes fluoride, terdapat kekurangan hidrogen dan "pasang" elektron adalah "sia-sia". Sekali lagi, terdapat jumlah hidrogen dan pasangan elektron yang mencukupi di dalam air, jadi sistem ini menghubungkan dengan sempurna.

Pautan dengan jambatan hidrogen dalam DNA dan molekul lain

Dalam protein dan ikatan hidrogen DNA juga boleh diperhatikan: dalam kes DNA, bentuk helix ganda adalah disebabkan oleh ikatan hidrogen antara pasangan asasnya (blok yang membentuk heliks), yang membolehkan molekul ini direplikasi dan terdapat kehidupan seperti yang kita tahu.

Dalam kes protein, hidrogen membentuk ikatan antara oxygens dan hidrogen amida; Bergantung kepada kedudukan di mana ia berlaku, struktur protein yang berbeza akan terbentuk.

Ikatan hidrogen juga terdapat dalam polimer semulajadi dan sintetik dan dalam molekul organik yang mengandungi nitrogen, dan molekul lain dengan jenis kesatuan ini masih dikaji dalam dunia kimia..

Rujukan

  1. Ikatan hidrogen. (s.f.). Wikipedia. Diambil dari en.wikipedia.org
  2. Desiraju, G. R. (2005). Institut Sains India, Bangalore. Diperolehi daripada ipc.iisc.ernet.in
  3. Mishchuk, N. A., & Goncharuk, V. V. (2017). Pada sifat sifat fizikal air. Khimiya i Tekhnologiya Vody.
  4. Kimia, W. I. (s.f.). Apa itu Kimia Diambil dari whatischemistry.unina.it
  5. Chemguide. (s.f.). ChemGuide. Diperolehi daripada chemguide.co.uk