Verknüpfung durch Wasserstoffbrücke Eigenschaften, Link in Wasser und in DNA

Die Wasserstoffbrückenverbindung Es ist eine elektrostatische Anziehung zwischen zwei polaren Gruppen, die auftreten, wenn ein Wasserstoffatom (H), gebunden an eine stark elektronegatives Atom Anziehungskraft auf dem elektrostatischen Feld ausgeübten elektronegativ Atom der Nähe berechnet.

In der Physik und Chemie gibt es Kräfte, die eine Wechselwirkung zwischen zwei oder mehr Molekülen erzeugen, einschließlich Anziehungs- oder Abstoßungskräften, die zwischen diesen und anderen benachbarten Teilchen (wie Atomen und Ionen) wirken können. Diese Kräfte werden intermolekulare Kräfte genannt.

Die intermolaren Kräfte sind in der Natur schwächer als diejenigen, die die Teile eines Moleküls von innen nach außen verbinden (die intramolekularen Kräfte).

Es gibt vier Arten von anziehenden intermolekularen Kräften: Ionen-Dipol-Kräfte, Dipol-Dipol-Kräfte, Van-der-Waals-Kräfte und Wasserstoffbrücken.

Index

• 1 Eigenschaften der Wasserstoffbrückenverbindung
  • 1.1 Warum passiert die Vereinigung?
• 2 Verbindungslänge
  • 2.1 Verbindungsstärke
  • 2.2 Temperatur
  • 2.3 Druck
• 3 Link durch Wasserstoffbrücke im Wasser
• 4 Link durch Wasserstoffbrücke in DNA und anderen Molekülen
• 5 Referenzen

Eigenschaften der Wasserstoffbrückenverbindung

Die Verbindung durch eine Wasserstoffbrücke ist zwischen einem "Donor" -Atom (dem Elektronegativ, das Wasserstoff hat) und einem "Rezeptor" (dem Elektronegativ ohne Wasserstoff).

Typischerweise führt Energie zwischen 1 bis 40 Kcal / mol, diese erheblich stärkere Anziehung als machen wird in van der Waals-Wechselwirkung stattgefunden, aber schwächer als kovalente und ionische Bindungen.

Tritt in der Regel zwischen Molekülen mit Atomen wie Stickstoff (N), Sauerstoff (O) oder Fluor (F), sondern ist auch mit Kohlenstoffatomen (C) beobachtet werden, wenn diese angebracht sind, zu hoch elektronegative Atom, wie im Fall von Chloroform ( CHCl₃).

Warum passiert die Vereinigung?

Diese Bindung tritt auf, weil, um einen stark elektroAtom gebunden ist, Wasserstoff (typischerweise kleines neutrales Atom mit Last) eine teilweise positive Ladung erhält, so dass es andere elektronegative Atom zu sich zu ziehen beginnen.

Daraus ergibt sich eine Vereinigung, die, obwohl sie nicht als vollständig kovalent klassifiziert werden kann, Wasserstoff und sein elektronegatives Atom an dieses andere Atom bindet.

Die ersten Beweise für die Existenz dieser Bindungen wurden durch eine Studie beobachtet, die die Siedepunkte gemessen hat. Es wurde festgestellt, dass nicht alle diese wie erwartet entsprechend dem Molekulargewicht zunahmen, sondern dass es bestimmte Verbindungen gab, die eine höhere Siedetemperatur als vorhergesagt erforderten.

Von hier ausgehend beobachteten wir die Existenz von Wasserstoffbrücken in elektronegativen Molekülen.

Länge der Verbindung

Das wichtigste Merkmal für die Messung in einer Wasserstoffbrücke ist ihre Länge (die längere, weniger starke), die in Angström (Å) gemessen wird.

Diese Länge hängt wiederum von der Haftfestigkeit, der Temperatur und dem Druck ab. Im Folgenden wird beschrieben, wie diese Faktoren die Stärke einer Wasserstoffbrücke beeinflussen.

Verbindungsstärke

Die Bindungsstärke hängt in sich von dem Druck, der Temperatur, dem Bindungswinkel und der Umgebung ab (die durch eine lokale Dielektrizitätskonstante gekennzeichnet ist).

Zum Beispiel ist die Vereinigung bei Molekülen linearer Geometrie schwächer, weil Wasserstoff von einem Atom weiter entfernt ist als ein anderes, aber bei mehr geschlossenen Winkeln wächst diese Kraft.

Temperatur

Es wurde untersucht, dass sich Wasserstoffbrücken bei niedrigeren Temperaturen bilden können, da die Abnahme der Dichte und die Zunahme der Molekularbewegung bei höheren Temperaturen Schwierigkeiten bei der Bildung von Wasserstoffbrücken verursachen.

Verbindungen können vorübergehend und / oder dauerhaft mit der Temperaturerhöhung unterbrochen werden, aber es ist wichtig zu beachten, dass die Verbindungen auch eine höhere Beständigkeit der Verbindungen gegen Kochen bewirken, wie dies bei Wasser der Fall ist.

Druck

Je höher der Druck ist, desto größer ist die Stärke der Wasserstoffbindung. Dies liegt daran, dass bei höheren Drücken, die Atome des Moleküls (beispielsweise auf Eis) weiter verdichtet werden, und dies wird der Abstand zwischen den Komponenten der Verbindung hilft weniger.

In der Tat ist dieser Wert fast linear, wenn man in einem Diagramm nach Eis sucht, wo die Länge der Verbindung, die mit dem Druck gefunden wird, geschätzt wird.

Verbindung durch Wasserstoffbrücke im Wasser

Das Wassermolekül (H₂O) wird als perfekter Fall von Wasserstoffbrücken betrachtet: Jedes Molekül kann vier potentielle Wasserstoffbrücken zu benachbarten Wassermolekülen bilden.

Es gibt in jedem Molekül die perfekte Menge an positiv geladenen Wasserstoffatomen und nicht gebundenen Elektronenpaaren, die es allen ermöglichen, an der Bildung von Wasserstoffbrücken beteiligt zu sein.

Deshalb hat Wasser einen höheren Siedepunkt als andere Moleküle wie beispielsweise Ammoniak (NH & sub3;)₃) und Fluorwasserstoff (HF).

Im Falle des ersten hat das Stickstoffatom nur ein Paar freier Elektronen, und das bedeutet, dass in einer Gruppe von Ammoniakmolekülen nicht genügend freie Paare vorhanden sind, um die Bedürfnisse aller Wasserstoffatome zu befriedigen.

Es wird gesagt, dass für jedes Molekül Ammoniak eine einzelne Bindung durch eine Wasserstoffbrücke gebildet wird und dass die anderen H-Atome "verschwendet" werden.

Im Fall von Fluorid gibt es eher ein Defizit an Wasserstoff und "Elektronenpaare" werden "verschwendet". Wiederum gibt es eine ausreichende Menge an Wasserstoffatomen und Elektronenpaaren in Wasser, so dass dieses System perfekt zusammenpasst.

Verbindung durch Wasserstoffbrücke in DNA und anderen Molekülen

In den Proteinen und der DNA können auch Wasserstoffbrücken beobachtet werden: Im Fall von DNA ist die Doppelhelixform auf die Wasserstoffbrücken zwischen ihren Basenpaaren (die Blöcke, die die Helix bilden) zurückzuführen Diese Moleküle sind repliziert und es gibt Leben, wie wir es kennen.

Im Fall von Proteinen bilden Wasserstoffatome Bindungen zwischen Sauerstoffatomen und Amidwasserstoffen; Abhängig von der Position, an der es auftritt, werden unterschiedliche resultierende Proteinstrukturen gebildet.

Wasserstoffbrücken sind auch in natürlichen und synthetischen Polymeren und in organischen Molekülen, die Stickstoff enthalten, vorhanden, und andere Moleküle mit dieser Art von Verbindung werden noch in der Welt der Chemie untersucht.

Referenzen

1. Wasserstoffbindung. (s.). Wikipedia. Von en.wikipedia.org abgerufen
2. Desiraju, G.R. (2005). Indisches Institut der Wissenschaft, Bangalore. Von ipc.iisc.ernet.in abgerufen
3. Mishchuk, N. A. & Goncharuk, V. V. (2017). Über die Beschaffenheit der physikalischen Eigenschaften von Wasser. Khimiya und Tekhnologiya Vody.
4. Chemie, W.I. (s.f.). Was ist Chemie? Von whatisemistry.unina.it abgerufen
5. Chemguide. (s.). ChemGuide. Von chemguide.de abgerufen