Link door Hydrogen Bridge-kenmerken, Link in Water en in DNA

de koppeling met waterstofbruggen is een elektrostatische aantrekking tussen twee polaire groepen die optreedt wanneer een waterstofatoom (H) dat is bevestigd aan een sterk elektronegatief atoom, aantrekking uitoefent op het elektrostatische veld van een ander elektronegatief geladen nabijgelegen atoom.

In de natuurkunde en scheikunde zijn er krachten die interactie tussen twee of meer moleculen genereren, waaronder aantrekkende of afstotende krachten, die kunnen werken tussen deze en andere nabijgelegen deeltjes (zoals atomen en ionen). Deze krachten worden intermoleculaire krachten genoemd.

De intermolaire krachten zijn zwakker van aard dan die die de delen van een molecuul van binnenuit verbinden (de intramoleculaire krachten).

Er zijn vier soorten aantrekkelijke intermoleculaire krachten: ion-dipoolkrachten, dipool-dipoolkrachten, van der Waals-krachten en waterstofbruggen..

index

• 1 Kenmerken van de waterstofbrugverbinding 
  • 1.1 Waarom de verbintenis plaatsvindt?
• 2 Linklengte
  • 2.1 Verbindingssterkte
  • 2.2 Temperatuur
  • 2.3 Druk
• 3 Verbinding door waterstofbrug in het water
• 4 Link door waterstofbrug in DNA en andere moleculen
• 5 Referenties

Kenmerken van de waterstofbrugverbinding 

De binding door waterstofbrug is tussen een "donor" -atoom (het elektronegatief dat waterstof bevat) en een "receptor" (het elektronegatieve zonder waterstof).

Het genereert meestal een energie tussen 1 tot 40 Kcal / mol, waardoor deze aantrekking aanzienlijk sterker is dan die welke plaatsvond in de van der Waals-interactie, maar zwakker dan de covalente en ionische bindingen..

Meestal ontstaat tussen moleculen zoals stikstof (N), zuurstof (O) of fluor (F), maar wordt ook gedaan koolstofatomen (C) wanneer deze bevestigd aan sterk elektronegatieve atomen, zoals in het geval van chloroform ( CHCl₃).

Waarom de unie gebeurt?

Deze binding gebeurt omdat, gebonden is aan een sterk elektronegatieve atomen, waterstof (meestal klein neutraal atoom met lading) verkrijgt een gedeeltelijk positieve lading, waardoor het beginnen andere elektronegatieve atomen zich trekken.

Hieruit ontstaat een unie die, hoewel ze niet als volledig covalent kan worden geclassificeerd, waterstof en het elektronegatieve atoom ervan aan dit andere atoom bindt..

De eerste bewijzen van het bestaan ​​van deze bindingen werden waargenomen door een onderzoek dat de kookpunten meet. Er werd opgemerkt dat niet al deze volgens het molecuulgewicht, zoals verwacht, toenamen, maar dat er bepaalde verbindingen waren die een hogere temperatuur vereisten om te koken dan was voorspeld.

Vanaf hier begonnen we het bestaan ​​van waterstofbruggen in elektronegatieve moleculen waar te nemen.

Lengte van de link

Het belangrijkste kenmerk om te meten in een waterstofbrug is de lengte (hoe langer, minder sterk), die wordt gemeten in Angström (Å).

Op zijn beurt hangt deze lengte af van de hechtsterkte, temperatuur en druk. Het volgende beschrijft hoe deze factoren de sterkte van een waterstofbrug beïnvloeden..

Verbindingssterkte

De hechtsterkte hangt op zichzelf af van de druk, temperatuur, verbindingshoek en omgeving (die wordt gekenmerkt door een lokale diëlektrische constante).

Voor moleculen met lineaire geometrie is de unie bijvoorbeeld zwakker omdat waterstof verder van het ene atoom dan van het andere verwijderd is, maar bij meer gesloten hoeken groeit deze kracht.

temperatuur

Er is onderzocht dat waterstofbruggen zich bij lagere temperaturen kunnen vormen, omdat de afname in dichtheid en toename in moleculaire beweging bij hogere temperaturen problemen veroorzaakt bij de vorming van waterstofbruggen.

Je kunt de banden tijdelijk en / of permanent doorbreken met de temperatuurstijging, maar het is belangrijk op te merken dat de verbindingen ook ervoor zorgen dat de verbindingen meer weerstand bieden tegen koken, zoals het geval is met water.

druk

Hoe hoger de druk, hoe groter de sterkte van de waterstofbrug. Dit gebeurt omdat bij hogere drukken de atomen van het molecuul (zoals bijvoorbeeld in het ijs) compacter worden en dit zal helpen de afstand tussen de componenten van de link lager te maken.

In feite is deze waarde bijna lineair bij het bestuderen van ijs op een grafiek waarbij de linklengte die wordt gevonden met de druk wordt gewaardeerd..

Verbinding door waterstofbrug in het water

Het watermolecuul (H.₂O) wordt beschouwd als een perfect geval van waterstofbinding: elk molecuul kan vier potentiële waterstofbindingen vormen met nabijgelegen watermoleculen.

Er is in elke molecule de perfecte hoeveelheid positief geladen waterstof en niet-gekoppelde elektronenparen, waardoor het mogelijk is dat iedereen betrokken is bij de vorming van waterstofbruggen.

Dit is de reden waarom water een hoger kookpunt heeft dan andere moleculen, zoals bijvoorbeeld ammoniak (NH₃) en waterstoffluoride (HF).

In het geval van de eerste heeft het stikstofatoom alleen een paar vrije elektronen en dit betekent dat er in een groep ammoniakmoleculen niet genoeg vrije paren zijn om aan de behoeften van alle waterstoffen te voldoen.

Er wordt gezegd dat voor elk molecuul ammoniak een enkele binding wordt gevormd door waterstofbruggen en dat de andere H-atomen "verspild" zijn.

In het geval van fluoride is er eerder een tekort aan waterstofatomen en "paren" van elektronen zijn "verspild". Nogmaals, er is een voldoende hoeveelheid waterstofatomen en elektronenparen in het water, dus dit systeem sluit perfect aan.

Link door waterstofbrug in DNA en andere moleculen

In de eiwitten en het DNA kunnen ook waterstofbindingen worden waargenomen: in het geval van DNA is de dubbele helixvorm het gevolg van de waterstofbruggen tussen de basenparen (de blokken die de helix vormen), die toelaten deze moleculen worden gerepliceerd en er is leven zoals we het kennen.

In het geval van eiwitten vormen waterstofatomen bindingen tussen zuurstoffen en amide waterstofatomen; Afhankelijk van de positie waar het optreedt, zullen verschillende resulterende eiwitstructuren worden gevormd.

Waterstofbindingen zijn ook aanwezig in natuurlijke en synthetische polymeren en in organische moleculen die stikstof bevatten, en andere moleculen met dit type eenheid worden nog steeds bestudeerd in de wereld van de chemie..

referenties

1. Waterstofbinding. (N.D.). Wikipedia. Opgehaald van en.wikipedia.org
2. Desiraju, G. R. (2005). Indian Institute of Science, Bangalore. Teruggeplaatst van ipc.iisc.ernet.in
3. Mishchuk, N. A., & Goncharuk, V. V. (2017). Over de aard van fysische eigenschappen van water. Khimiya i Tekhnologiya Vody.
4. Chemistry, W.I. (s.f.). Wat is chemie Teruggeplaatst van whatischemistry.unina.it
5. Chemguide. (N.D.). ChemGuide. Opgehaald van chemguide.co.uk