что такое водородная связь какую точку зрения физиков или химиков вы разделяете по вопросу природы
Что такое водородная связь какую точку зрения физиков или химиков вы разделяете по вопросу природы
На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!
Задание 1
Что такое водородная связь? Водородная связь ― это химическая связь между атомами водорода одной молекулы (или её части) и атомами наиболее электроотрицательных элементов (фтор, кислород, азот) другой молекулы (или её части).
Какую точку зрения – физиков или химиков – вы разделяете по вопросу её природы? Водородная связь ― это частный случай межмолекулярного взаимодействия и тип химической связи.
Задание 2
Каков механизм образования водородной связи? Электростатическое притяжение и донорно-акцепторное взаимодействие.
Какие виды водородной связи вы знаете? Внутримолекулярная и межмолекулярная.
Задание 3
Какими особыми свойствами обладают вещества с межмолекулярной водородной связью? Высокими температурами плавления и кипения веществ, а также хорошей их растворимостью.
Задание 5
Какую роль играет внутримолекулярная водородная связь в организации нативной (природной) структуры биополимеров – белков и нуклеиновых кислот? Определяет вторичную структуру белков и принцип комплементарности или дополнительности, в соответствии с которым организована двойная спираль молекулы ДНК.
Что такое водородная связь какую точку зрения физиков или химиков вы разделяете по вопросу природы
На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!
Задание 1
Какая химическая связь называется водородной? Как она образуется? Водородная связь ― это связь, которая образуется между атомом водорода, связанным ковалентной связью с электроотрицательным атомом одной молекулы и атомами фтора, кислорода, азота другой молекулы, имеющими неподелённые электронные пары. Водород способен образовывать такие специфические химические связи потому, что атом водорода обладает очень маленьким радиусом и при смещении или отдаче единственного электрона приобретает положительный заряд, притягивающий электроотрицательные атомы других молекул.
Какие разновидности этой связи различают? Межмолекулярная и внутримолекулярная.
Задание 2
Какие особые свойства обусловлены межмолекулярной водородной связью у низкомолекулярных веществ? Обладают повышенными температурами плавления и кипения, а многие из них неограниченно растворимы в воде.
Задание 4
Сравните вторичную структуру ДНК с вторичной структурой белков.
Каждая половинка двойной спирали ДНК представляет собой полимер, построенный из четырёх видов нуклеотидов. Строгий порядок расположения остатков нуклеотидов одной цепи ДНК напротив нуклеотидов другой формируется именно за счёт водородных связей по принципу комплементарности: между остатками аденинового (А) и тиминового (Т) нуклеотидов ― две водородные связи, между цитозиновым (Ц) и гуаниновым (Г) ― три водородные связи. Вторичная структура белков представляет из себя закрученную полипептидную спираль, которая фиксируется с помощью водородных связей между N ― H группами одного витка спирали и C=O группами соседнего витка.
Задание 7
Как с помощью российского мецената Дж. Уотсону была вручена золотая медаль Нобелевского лауреата дважды? 4 декабря 2014 года российский миллиардер Алишер Усманов на нью-йоркском аукционе Christie’s приобрёл за 4,1 миллиона долларов нобелевскую медаль Уотсона ( ранее выставленную учёным с целью пожертвования денег с её продажи для нужд университета) и вернул её учёному.
Водородная связь
Водородная связь весьма распространена и играет важную роль в биологических объектах. Рассмотрим ее образование подробнее.
Образование водородной связи
При возникновении подходящих условий водородная связь возникает самопроизвольно.
Какие же условия приводят к возникновению водородной связи?
Можно предположить, что в любом ряду веществ с молекулами одинаковой формы и полярности температуры плавления и кипения должны повышаться прямо пропорционально возрастанию молекулярной массы, однако существуют некоторые несоответствия.
На следующем рисунке приведены кривые зависимости температуры кипения гидридов элементов 6 группы от молекулярной массы.
Так, для гидридов элементов 6 группы наблюдается последовательное увеличение температур кипения и плавления с увеличением молекулярной массы (номера периода), но из этой закономерности выпадает вода.
В 5 группе аномально высокие температуры кипения и плавления наблюдаются у аммиака NH3, а в 7 группе – у HF, по сравнению с гидридами элементов соответствующих групп.
Почему вода, аммиак и фтороводород имеют аномально высокие температуры кипения и плавления?
Это связано с присутствием в воде, аммиаке и фтороводороде водородных связей.
Водородная связь — это внутри- или межмолекулярная связь, которая образуется с соединениях между атомами водорода и атомами, имеющими большую электроотрицательность (N, O, F).
Механизм образования водородной связи, вследствие электростатического притяжения атомов — электростатический. Но частично он также носит донорно–акцепторный характер.
Образуемые соединения имеют большую полярность, возникает диполь. Атом водорода находится на положительном конце диполя. Этот диполь может взаимодействовать с неподеленной электронной парой кислорода (и азота, и фтора), который принадлежит другой или этой же молекуле. Таким образом, донором электронной пары являются атомы F, O или N, а акцептором — атомы водорода.
Графически, на рисунках, водородная связь обозначается тремя точками:
Виды водородной связи
Характеристика водородной связи
Водородная связь характеризуется
N-H···Y ˂ O-H···Y ˂ F-H···Y
Т.е., связь тем прочнее, чем меньше размер атома с неподеленными парами — N, O, F и больше его электроотрицательность. Среди них более прочную водородную связь образует тот, неподеленная электронная пара которого менее сильно притягивается к своему ядру.
§ 6. Водородная химическая связь (окончание)
Необратимая денатурация белка вам хорошо известна по процессу варки яиц или приготовления мяса, рыбы и других белковых продуктов. О том, какие факторы могут привести к разрушению природной структуры белковых молекул, красноречиво расскажут несложные опыты. Если к раствору белка куриного яйца прилить немного этилового спирта или соли тяжёлого металла (медного купороса, нитрата свинца (II)), то нетрудно будет заметить выпадение осадка вследствие денатурации белка. Аналогичным действием обладает никотин. Может быть, эти опыты помогут вам понять, как губительны такие вредные привычки, как курение и употребление спиртного.
Водородная связь играет важнейшую роль в организации структуры и функционирования таких природных биополимеров, как нуклеиновые кислоты.
Так, двойная спираль (рис. 36) дезоксирибонуклеиновой кислоты — ДНК (из курса органической химии вспомните, из чего она состоит) — построена в полном соответствии с принципом комплементарности, или дополнительности. Он заключается в том, что напротив аденинового нуклеотида (А) одной полинукле- отидной цепи всегда располагается не любой, а только тиминовый нуклеотид (Т), а напротив гуанинового нуклеотида (Г) — обязательно цитозиновый нуклеотид (Ц) (рис. 37). Всё дело в том, что между этими нуклеотидами возникают водородные связи: между А и Т — две водородные связи, между Ц и Г — три.
Аналогичную роль играют водородные связи и в процессе передачи наследственной информации. Так, при самоудвоении ДНК (этот процесс, как вы помните, называют репликацией) водородные связи разрываются, полинуклеотидные цепи раскручиваются и расходятся. Каждая цепь служит матрицей для образования на ней комплементарной цепи за счёт возникновения новых водородных связей.
Таким образом, после репликации образуются две дочерние молекулы ДНК, в каждой из которых одна спираль была взята из родительской ДНК, а вторая (комплементарная) спираль синтезирована заново (см. рис. 37).
Не менее важны водородные связи и в процессе транскрипции, т. е. переписывания информации о составе синтезируемого впоследствии белка на полинуклеотидную цепь ДНК.
Аналогична роль водородных связей и в трансляции, т. е. передаче информации о последовательности аминокислот в белковой молекуле в рибосомы, где происходит её сборка.
1. Что такое водородная связь? Какую точку зрения — физиков или химиков — вы разделяете по вопросу её природы?
2. Каков механизм образования водородной связи? Какие виды водородной связи вы знаете?
3. Какими особыми свойствами обладают вещества с межмолекулярной водородной связью?
4. Какую роль играет межмолекулярная водородная связь в природе?
5. Какую роль играет внутримолекулярная водородная связь в организации нативной (природной) структуры биополимеров — белков и нуклеиновых кислот?
6. Какую роль играет внутримолекулярная водородная связь в хранении и передаче наследственной информации? При ответе используйте знания по курсу общей биологии, а также консультации учителей биологии и химии.
7. Подготовьте сообщение и презентацию о социальной роли водородных связей, проиллюстрировав примерами. Воспользуйтесь ресурсами Интернета.
8. Подготовьте сообщение об открытии структуры дезоксирибонуклеиновых кислот лауреатами Нобелевской премии Дж. Уотсоном и Ф. Криком, используя ресурсы Интернета.
9. Подготовьте сообщение о химической природе негативных последствий для организма человека курения и употребления алкоголя, используя различные источники информации и ЦОРы.
Водородная химическая связь
Всего получено оценок: 984.
Всего получено оценок: 984.
Между атомами водорода и атомом элемента, обладающим высокой электроотрицательностью, возникает особый тип связи – водородная химическая связь. Она может образовываться не только внутри молекулы, но и между соседними молекулами.
Общее описание
Электроотрицательность – способность атома удерживать валентные электроны на внешнем энергетическом уровне или количественная характеристика, показывающая, с какой силой притягиваются электроны к ядру атома. Наиболее электроотрицательными элементами являются фтор, азот и кислород.
Рис. 1. Ряд электроотрицательности.
Сильное электростатическое взаимодействие между атомом водорода и электроотрицательными атомами обуславливается небольшими размерами атома водорода и силой притяжения атомов элементов. В результате возникает частный случай ковалентной полярной связи. Примерами водородной химической связи являются:
Наличие водородной связи обуславливает физические и химические свойства вещества. В частности определяет температуру плавления, кипения, растворимость, кислотность.
Особенностью связи является её невысокая прочность и распространённость, особенно в органических веществах.
Водородная связь бывают двух типов:
Способ образования связи в обоих типах одинаковый. Разница только в том, что с помощью межмолекулярной водородной связи образуются цепочка молекул, а при внутримолекулярной связи водород «сцепляется» с атомами внутри молекулы.
Например, молекула воды образована одним атомом кислорода и двумя атомами водорода. За счёт высокой электроотрицательности кислород, на внешнем энергетическом уровне которого шесть электронов, притягивает единственные электроны двух атомов водорода. Две пары электронов кислорода остаются свободными. При этом у водорода освобождается орбиталь. Другая аналогичная молекула может присоединиться в месте свободных электронных пар атома кислорода, заполнив освободившуюся орбиталь водорода. Возникает межмолекулярная водородная связь.
Рис. 2. Строение молекулы воды.
Аналогичным образом соединяются молекулы плавиковой кислоты и аммиака. Однако связь между азотом и водородом будет слабее, чем между водородом и кислородом. Также молекулы плавиковой кислоты сильнее притягиваются друг к другу, чем молекулы воды. Это объясняется величиной электроотрицательности.
Рис. 3. Водородная связь в салициловой кислоте.
Водородные связи графически изображаются точками.
Что мы узнали?
Между атомами водорода и атомами неметаллов возникает водородная связь, основанная на электростатическом взаимодействии атомов. Это частный случай ковалентной полярной связи, характеризующийся взаимодействием водорода и атомов с высокой электроотрицательностью. Связь бывает двух типов: межмолекулярная, возникающая между молекулами вещества, и внутримолекулярная, возникающая между водородом и атомом другого элемента в одной молекуле. Водородная связь присуща неорганическим и органическим веществам.