Содержание
- Формирование водородного моста
- Свойства водородных связей
- Биологическое значение образования водородных связей
- Формирование водородного моста в воде
- Формирование водородных мостиков в белках
Водородная связь образуется, когда положительная сторона одной молекулы притягивается к отрицательному концу другой. Концепция похожа на концепцию магнитного притяжения, в котором притягиваются противоположные полюса. Водород имеет протон и электрон. Это делает водород электрически положительным атомом из-за его дефицита электронов. Он стремится добавить еще один электрон в свой энергетический слой для стабилизации.
Формирование водородного моста
Для понимания того, как образуется водородный мостик, важны два термина: электроотрицательность и диполь. Электроотрицательность - это мера склонности атома притягивать к себе электроны, образуя связь. Диполь - это разделение положительного и отрицательного зарядов на молекулу. Диполь-дипольное взаимодействие - это сила притяжения между положительной стороной одной полярной молекулы и отрицательной стороной другой.
Водород чаще всего привлекается к более электроотрицательным элементам, таким как фтор, углерод, азот и кислород. Диполь образуется в молекуле, когда водород сохраняет более положительную сторону заряда, в то время как электрон притягивается более электроотрицательным элементом, где отрицательный заряд становится более концентрированным.
Свойства водородных связей
Водородные мостики слабее, чем ковалентные или ионные связи, потому что они легко образуются и разрушаются в биологических условиях. Молекулы, имеющие аполярные ковалентные связи, не образуют водородных связей. Но любое соединение, имеющее полярные ковалентные связи, может образовывать мостики.
Биологическое значение образования водородных связей
Образование водородных связей важно в биологических системах, потому что они стабилизируют и определяют структуру и форму крупных макромолекул, таких как нуклеиновая кислота и белки. Этот тип связывания происходит в биологических структурах, таких как ДНК и РНК. Это связывание очень важно в воде, потому что именно сила, которая существует между молекулами воды, удерживает их вместе.
Формирование водородного моста в воде
Как в жидкой, так и в твердой форме, образование водородной связи между молекулами воды обеспечивает силу притяжения для удержания молекулярной массы. Межмолекулярные мостики ответственны за высокую температуру плавления воды, потому что они увеличивают количество энергии, необходимое для разрыва связей до начала кипения. Водородная связь заставляет молекулы воды образовывать кристаллы, когда они замерзают. Поскольку положительные и отрицательные стороны молекул воды должны быть ориентированы таким образом, чтобы положительные стороны притягивали отрицательные стороны молекулы, кристаллическая решетка структуры льда не имеет такой смешанной и плотной формы, которая позволяет льду плавать. в воде.
Формирование водородных мостиков в белках
Трехмерная структура белков очень важна в биологических реакциях, таких как те, в которых участвуют ферменты, в которых форма одного или нескольких белков должна вписываться в отверстия в ферментах, такие как система ключей и замков. Водородные мостики позволяют белкам изгибаться, поворачиваться и вписываться во множество необходимых форм, которые определяют биологическую активность белка. Это очень важно в ДНК, потому что образование мостиков позволяет молекуле предполагать образование двойной спирали.