Структура водородна връзка. Ще анализираме с вас взаимодействие Водни молекули помежду си.

Водна молекула е диполем. Това се обяснява с факта, че атом водородсвързани с повече електрически отрицателен Елемент кислородкато преживяване недостатък електрони И следователно е в състояние да взаимодействат С кислороден атом, друга водна молекула.

Като резултат взаимодействие възниквам водородни комуникации (Фиг. 2.1.):

2.1. Механизма на образуване на водородна връзка между водните молекули

Това се обяснява с атом водородсвързани с повече електрически отрицателен Елемент различни електронни двойки (азот, кислород, флуор и т.н.) изпитват недостатък електроните и следователно могат да взаимодействат виртуален Чифт електрони друг електронен атом това същото или друг молекули.

В резултат на това също възниква водород Комуникациякоето е графично обозначено три точки (Фиг.):

Фиг. 2.2. Механизма за образуване на водородна връзка между протона ( . δ + ) и повече електронен серен атоми (:С. δ - ), кислород (:О. δ - ) и азот (:Н. δ - )

Тази връзка е значителна по-слаб Други химични връзки ( енергия Нейното образование 10-40 kJ / mol) и главно се определя чрез електростатични и донорски взаимодействия.

Водородната връзка може да бъде като интрамолекуларен, и аз. междумолекулен.

2.1.4. Хидрофобни взаимодействия

Преди да обмисляте природата хидрофобно взаимодействиенеобходимо е да се въведе концепцията " хидрофилен " и " хидрофобски " Функционален група.

Наричат \u200b\u200bсе групи, които могат да образуват водородни връзки с водни молекули хидрофилни.

Тези групи включват полярен Групи: амино група (-NH. 2 ) , карбоксил(- Култур), карбонилна група(- Чо.) I. sulfgidrile. Група ( - Шлака).

Обикновено, хидрофилни Връзки Добре различник във вода. !!! Това се дължи на факта, че полярните групи могат да образуват водородни връзки с водни молекули .

Външен вид Такива връзки са придружени освобождаване на енергияследователно има тенденция максимално увеличение на контактната повърхност заредени групи и вода ( Фиг. 2.3.):

Фиг. 2.3. Механизмът за образуване на хидрофобни и хидрофилни взаимодействия

Се наричат \u200b\u200bмолекули или части от молекули, не могат да образуват водородни връзки с вода хидрофобски групи.

Тези групи включват алкил и ароматен радикали нелепа и не носят Електрически заряд.

Хидрофобски групи – зле или изобщо не различник във вода.

Това се обяснява с атоми и група атомивключен хидрофобски Групи са електрофати следователно) не мога Формуляр водородни връзки с вода.

!!! Хидрофобните взаимодействия възникват в резултат на контакт между неполярни радикали, не може да се счупят водородните връзки между водните молекули.

Като резултат водни молекули . \\ T повърхност хидрофилни молекули ( Фиг. 2.3.).

2.1.5. Взаимодействие на ван дер праз.

В молекулите също има доста слаби и къси атрактивни сили между електрически неутрални атоми и функционални групи.

Това са така наречените взаимодействие на ван дер Ваал.

Те се дължат електростатично взаимодействие между отрицателно заредени електрони един Атом и положително заредено ядро друг Атом.

Като ядра на атомите екраниран около тяхна собствена електротехници от ядра от съседни атоми, след това възникват между различни атоми ван дер Валис взаимодействие съвсем наблизо.

Всички тези видове взаимодействия Участие в образуване, поддържане и стабилизация пространствена структура ( констандинки) Протеинови молекули ( Фиг. 2.4.):

Фиг. 2.4. Механизъм за обучение ковалентни връзки и слаби невирулени взаимодействия:1 - електрически статични взаимодействия;2 - водородни облигации;3 - хидрофобни взаимодействия,4 - дисулфидни връзки

Сили, които допринасят формирането на пространствената структура на протеините и го държи в стабилно състояниеса много слаби сила. Енергията на тези сили 2-3 Поръчката е по-малка от енергията на ковалентните облигации. Те действат между отделните атоми и групи атоми.

Въпреки това, огромен брой атоми в биополимери (протеини) молекули води до факта, че общата енергия на тези слаби взаимодействия става сравнима със ковалентни облигации.

Водните молекули са взаимосвързани чрез водородни връзки, разстоянието между кислород и водородния атом е 96 рМ и между два водород - 150 часа. В твърдо състояние, кислородният атом участва в образуването на две водородни връзки с съседни водни молекули. В този случай индивидуалните Н20 молекули влизат в контакт един с друг с различни стълбове. По този начин се образуват слоеве, в които всяка молекула е свързана с три молекули на своя слой и един от съседните. В резултат на това кристалната структура на лед се състои от хексагон "тръби", свързани помежду си, като обвивки клетки.

Съгласно компютърната симулация, с диаметър на тръбата от 1.35 nm и налягане в 40000 атмосфери, водородните връзки бяха усукани, което води до образуването на спирала с две стени. Вътрешната стена на тази структура е усукана в четири спирала, а външният се състои от четири двойни спирала, подобни на структурата на ДНК молекулата.

Последният факт налага отпечатък не само за развитието на нашите идеи за водата, но и еволюцията на ранния живот и самата ДНК молекула. Ако приемем, че в ерата на раждането на живота, криолитните глинени скали имат формата на нанотръби, възниква въпросът - може ли водата да е сорбирана в тях, за да служи като структурна база - матрица за синтеза на ДНК и информация за четене? Възможно е спиралната структура на ДНК да повтаря спиралната структура на водата в нанотръбите. Според списанието с новото учени, сега нашите чуждестранни колеги ще бъдат потвърдени, за да потвърдят съществуването на такива макромолекули на вода в реални експериментални условия, използвайки инфрачервена спектроскопия и неутронна спектроскопия.

Такива проучвания на ледени нанокристата се провеждат през 2007 г., Микелидец от Центъра за нанотехнология в Лондон и Морнгън от университета. Лапия в Хановер (фиг. 36). Те охлаждат водна пара над повърхността на металната плоча, разположени при температура 5 градуса келвин. Скоро с помощта на сканиращ тунелен микроскоп на плочата се наблюдава хексамер (шест взаимосвързани водни молекули) - най-малкият снежинка. Това са най-малките от възможните ледени клъстери. Учените също наблюдават клъстери, съдържащи седем, осем и девет молекули.

Фиг . 36. Водният хексамера изображение, получено чрез сканиращия тунелен микроскоп, размерът на хексамера в диаметъра е около 1 пМ. Photo Лондонски център за нанотехнология

Развитие на технологиите, които позволяват да се получи образ на вода Hexamera - само по себе си важно научно постижение. За да се спазват, е необходимо да се намали усещането на ток до минимум, което дава възможност за предотвратяване на слаби връзки между отделните водни молекули от унищожаването поради процеса на наблюдение. В допълнение, теоретичните подходи на квантовата механика бяха използвани в работата. Интегриран подход даде впечатляващи резултати.

За разлика от кристален лед, където между всички молекули на водата енергията на комуникацията е еднаква, в наноклистите има редуване на силни и слаби връзки (и съответните разстояния) между отделните молекули. Важни резултати са получени и върху способността на водните молекули до разпределението на водородни връзки и до тяхната връзка с металната повърхност.

Теоретични анализи на OPPAR, експерименти на Милър, лисица и др. Безспорно е, че органичните молекули от неорганични могат да бъдат структурирани в природата. Основният източник на енергия в техните експерименти е топлината. В природата това е слънчева радиация и магма енергия. Друго много важно заключение е, че раждането на живота може да се случи в алкална среда. Във всички случаи има самоорганизация на живите.

През XIX век Небцето отбеляза, че в неодушенията на молекулата е симетрична. И в пустинята има огледална асиметрия на молекулите. Протеините се състоят от ляво аминокиселини. Това свойство се определя чрез въртене на молекулата на равнината на светлинната поляризация. Как да обясним явлението?

Може би присъствието на асиметрия в органични молекули се проявява, когато отворената система, предхождаща биосферата, е в изключително равновесно критично състояние.

Настъпил е ускорен еволюционен преход, който е характерна характеристика на самоорганизацията. Пример за такова състояние е експерименти, където водните молекули приличат на ДНК в нанотреб. Преходът от симетрични молекули на неодушевяване на асиметрични биомолекули може да възникне при първоначалния етап на химическата еволюция като самоорганизация на материята. Проф. Антонов доказа, че водата също е отворена система и обменя енергия и вещество с околната среда (проф. Антонов, 1992).

Такива екстремни условия се наблюдават с вулканични дейности, изхвърляния в атмосферата на младата земя. Минералната вода, взаимодействаща с калциев карбонат, както и морска вода, е благоприятен спектър за запазване на самоорганизиращите структури. Ефектът на Кириан в лабораторията създава селективен разряд, който ви позволява да наблюдавате радиацията на светлината чрез атоми или молекули. Със експериментите на Miller, също са създадени екстремни условия на равновесие с газ.

Кирляная аура. - плазменото сияние на електрическото изпускане се наблюдава върху повърхността на обектите в променливото електрическо поле на високата честота от 10-100 kHz, в която повърхностното напрежение се появява между електрода и обекта, който се изследва от 5 до 30 квадратни метра . Кирийският ефект се наблюдава като мълниеносен или статичен разряд на всички биологични, органични обекти, както и в неорганични проби от различна природа.

За да визуализирате Kirlian Aura на електрода, се сервира високо променливо напрежение с висока честота - от 1 до 40 киловолта при 200-15000 херца. Друг електрод обслужва самия обект. И двата електрода са разделени от изолатор и тънък слой въздух, чиито молекули се подлагат на дисоциация под действието на силно магнитно поле, възникващо между електрод и обекта. В този слой въздух, който е между обекта и електрода, има три процеса.

Първият процес е йонизацията и образуването на атомния азот.

Вторият процес е йонизацията на въздушните молекули и образуването на йонния ток - зарядката на короната между обекта и електрода. Формата на короната на блясъка, плътността и др. Определено от собственото им електромагнитно излъчване на обекта.

Третият процес е преходът на електроните от най-ниските до по-високи енергийни нива и обратно. В същото време преходът на електроните се появява радиация на квантовата светлина. Размерът на електронния преход зависи от собственото си електромагнитно поле на изучаването на обекта. Ето защо, в различни точки на полето около обекта, електроните получават различни импулси, т.е. преразглеждане на различни енергийни нива, което води до емисиите на светлинния квартал различни дължини и енергия. Последните се записват от човешко око или цвят фотографски като различни цветове, които, в зависимост от обекта, могат да събудят короната на блясъка в различни цветове. Тези три процеса в тяхната съвкупност придават цялостната картина на Kirlyan ефекта, който ви позволява да изучавате електромагнитното поле на обекта. Ефектът на Кирлян е свързан с биоелектрична аура на жив обект.

Наличието на съществени електронни двойки в Н20 молекули в кислородни атоми и положително заредени водородни атоми води до напълно специално взаимодействие между молекулите, наречени водородна връзка (виж фигура). За разлика от всички вече познати ни химическа връзка. Тази връзка е междумолекулен.

Водородната връзка (на фигурата, която е обозначена с пунктираната линия), се появява, когато водород-изчерпвите електрони взаимодействат с електроните на една водна молекула с различна електронна двойка кислороден атом с различна водна молекула.

Водородната връзка е специален случай интермолекулни връзки. Смята се, че това се дължи на основните електростатични сили. За появата на водородни връзки е необходимо в молекулата да има един или повече водородни атоми, свързани с малки, но електрически атоми, например: O, N, F. Важно е тези електрически атоми да имат уязвими електронни двойки. Следователно, водородните връзки са характерни за такива вещества, такива като вода Н20, амоняк NH3, HF флуорид. Например, HF молекулите са взаимосвързани чрез водородни връзки, които са показани на фигурата чрез пунктирани линии:

Водородни облигации Приблизително 20 пъти по-малко траен от ковалент, но те причиняват вода за течност или лед (и не газ) при нормални условия. Водородните връзки се унищожават само когато течната вода преминава в двойки.

При температури над 0 ° C (но под точката на кипене) вода вече няма такава подредена междумолекулна структура, както е показано на фигурата. Следователно, в течна вода, молекулите са свързани помежду си само в отделни единици от няколко молекули. Тези агрегати могат да се движат свободно помежду си, образувайки движеща се течност. Но когато температурата намалява, поръчката става все повече и агрегатите все повече са по-големи. Накрая се образува лед, който има точно поръчана структура, която е показана на фигурата.

Тема: Основни класове неорганични съединения. Класификация на неорганични вещества

Лекционен план:

1. Основни класове неорганични съединения.
2. Основа. Химични свойства.
3. Оксиди. Техните видове химични свойства.
4. Киселини. Класификация и техните химични свойства.
5. Сол. Класификация и техните химични свойства.

Прости вещества. Молекулите се състоят от атоми от един вид (атоми от един елемент). При химични реакции не могат да бъдат открити с образуването на други вещества.

Усъвършенствани вещества (или химични съединения). Молекулите се състоят от атоми от различни видове (различни атоми химически елементи). Химични реакции се разлагат с образуването на няколко други вещества.

Няма остра граница между метали и неметали, защото има прости веществаПоказване на двойни свойства.