Struktura vodonik Mi ćemo analizirati s vama interakcija Vodeni molekuli među sobom.

Molekula vode je dipolem. To se objašnjava činjenicom da atom vodonikpovezan s više električni negativan Element kiseonikImajući, doživljavajući nepovoljnost elektroni I zato je u stanju za interakciju Sa kiseonikom atomom, još jednom molekulom vode.

Kao rezultat interakcija nastao vodikov komunikacija (Sl. 2.1):

2.1. Mehanizam formiranja vodonika između molekula vode

Ovo se objašnjava atom vodonikpovezan s više električni negativan Element koji ima različiti elektronski par (azot, kisik, fluorin itd.) Doživljava nepovoljnost elektroni i zato mogu komunicirati virtualan Par elektrona još jedan elektronegativni atom ovo isto ili drugi Molekuli.

Kao rezultat toga, nastaje i vodonik Komunikacijakoji se grafički označava tri tačke (Sl.):

Sl. 2.2. Mehanizam za formiranje vodonika između protona ( . δ + ) i više elektronegativnih sumpornih atoma (:S. δ - ), kisik (:O. δ - ) i azot (:N. δ - )

Ova veza je značajna slabiji Ostale hemijske veze ( energija Njeno obrazovanje 10-40 KJ / MOL), a uglavnom se određuje elektrostatičkim i interakcijama donatora.

Može biti poput vodika intramolekularni, pa ja. intermolekularan.

2.1.4. Hidrofobne interakcije

Prije razmatranja prirode hidrofobna interakcija, potrebno je uvesti koncept " hidrofilni " i " hidrofobično " Funkcionalan grupa.

Grupe koje mogu formirati vodikove obveznice sa molekulama vode nazivaju se hidrofilni.

Ove grupe uključuju polar Grupe: amino Group (-NH 2 ) , karboksil(- Cool), carbonyl grupa(- Cho.) I. sulfgidrile Grupa ( - Sh).

Obično, hidrofilni Priključci Dobar rastvorljiv u vodi. !!! To je zbog činjenice da polarne grupe mogu formirati vodikove obveznice sa molekulama vode .

Izgled Takve veze su popraćene izdanje energije, dakle, postoji tendencija maksimalni porast kontakt površine Naplaćene grupe i voda ( Sl. 2.3.):

Sl. 2.3. Mehanizam formiranja hidrofobnih i hidrofilnih interakcija

Molekuli ili dijelovi molekula, ne mogu formirati vodikove obveznice s vodom nazivaju se hidrofobne grupe.

Ove grupe uključuju alkil i aromatičan radikali koji noolarni i ne podnosi Električni naboj.

Hidrofobne grupe – loše ili ne uopšte rastvorljiv u vodi.

Ovo se objašnjava atomi i grupa atomauključen hidrofobičan Grupe su elektrofofetralani zbog toga) ne može obrazac vodonik sa vodom.

!!! Hidrofobne interakcije nastaju kao rezultat kontakta između ne-polarnih radikala, nemogućnosti razbijanja ventilatora vodikona između molekula vode.

Kao rezultat vodeni molekuli Ostive na površina Hidrofilni molekuli ( Sl. 2.3.).

2.1.5. Van der Waals Interakcija.

U molekulama postoje i sasvim slabe i prisilne atrakcije kratkog dometa između električno neutralnih atoma i funkcionalnih grupa.

To su tzv van der Waals Interakcija.

Dospijevaju elektrostatička interakcija između negativno napunjenih elektrona jedan Atom i pozitivno napunjeni jezgra drugi Atom.

Kao jezgre atoma oklopljen okružujući vlastiti električari od jezgara susjednih atoma, a zatim nastaju između različitih atoma van der Waaly interakcija sasvim u blizini.

Sve ove vrste interakcija Učestvovati u formacija, održavanje i stabilizacija Prostorna struktura ( konformacije) Molekule proteina ( Sl. 2.4.):

Sl. 2.4. Obrazovni mehanizam kovalentne veze i slabe neistražene interakcije:1 - električne statičke interakcije;2 - Vodonikne veze;3 - Hidrofobne interakcije,4 - Disulfidne veze

Snage koje doprinose formiranje prostorne strukture proteina i zadržavanje u stabilnom stanjusu vrlo slabi sile. Energija ovih snaga na 2-3 Narudžba je manja od energije kovalentnih obveznica. Djeluju između pojedinih atoma i grupa atoma.

Međutim, ogroman broj atoma u biopolimerima (proteini) dovodi do činjenice da ukupna energija ovih slabih interakcija postaje uporediva sa kovalentnim obveznicama.

Vodeni molekuli međusobno su povezani vodikovinskim vezama, udaljenost između atoma kisika i vodika iznosi 96 pm, a između dva vodika - 150 sati. U čvrstom stanju, kiseonik Atom sudjeluje u formiranju dvije vodonige sa susjednim molekulama vode. U ovom slučaju, pojedinac H 2 o molekulama dolaze u kontakt sa različitim stupovima. Stoga se formiraju slojevi u kojima je svaka molekula povezana s tri molekula njegovog sloja i jednom od susjednog. Kao rezultat toga, kristalna struktura leda sastoji se od hexagon "epruvete" međusobno povezanih, poput biesh ćelija.

Prema računarskoj simulaciji, s promjerom cijevi od 1,35 Nm i pritiskom u 40000 atmosfera, vodikovine su uvijene, što je dovelo do stvaranja twin-zidne spirale. Unutrašnji zid ove strukture iskrivljen je u četiri spirala, a vanjski sastoji se od četiri dvostruke spirale, slične strukturi DNK molekula.

Posljednja činjenica nameće otisak ne samo na evoluciju naših ideja o vodi, već i evoluciji ranog života i samog molekula DNK. Ako pretpostavimo da su u doba rođenja života, kriolitne glinene stijene imale oblik nanotubija, postavlja se pitanje - može li se voda srušiti u njih da služi kao strukturna osnova - matricu za sintezu DNK i informacije o za čitanje? Moguće je zašto se spiralna struktura DNK ponavlja spiralnu strukturu vode u nanotubcima. Prema novom časopisu sa naučnikom, sada će se naši strani kolege potvrditi da potvrde postojanje takvih makromolekula vode u stvarnim eksperimentalnim uvjetima koristeći infracrvenu spektroskopiju i spektroskopiju neutrona.

Takve studije ledenih nanokrišta održane su 2007. godine, Mikelidez iz centra za nanotehnologiju u Londonu i Morgenshtern sa univerziteta. Leibnia u Hanoveru (Sl. 36). Oni su hladili vodenu paru preko površine metalne ploče, koja se nalazi na temperaturi od 5 stepeni Kelvin. Ubrzo uz pomoć tunela za skeniranje, primijećen je heksamer (šest međusobno povezanih molekula vode) - najmanja snježna pahuljica. Ovo je najmanji mogući ledeni klasteri. Naučnici su uočili i klastere koji sadrže sedam, osam i devet molekula.

Smok . 36. Slika vode Hexamera dobivena mikroskopom skeniranja Mikroskop veličine šesterokut u promjeru je oko 1 nm. FOTO London centar za nanotehnologiju

Razvoj tehnologije koja je omogućila dobivanje slike vode Heksamera - po sebi važno naučno postignuće. Pridržavati se, bilo je potrebno smanjiti osjetljivost struje na minimum, što je omogućilo sprečavanje slabih obveznica između pojedinih molekula vode iz uništenja zbog procesa promatranja. Pored toga, korišteni su teorijski pristupi kvantnoj mehanici u radu. Integrirani pristup dao je impresivne rezultate.

Za razliku od kristalni led, gdje, između svih molekula vode, energija komunikacije je ista, u nanoklusiju postoje izmjene jakih i slabih obveznica (i odgovarajućih udaljenosti) između pojedinih molekula. Važni rezultati dobiveni su i na sposobnosti molekula vode na raspodjelu vodonika i na njihovu vezu s metalnom površinom.

Teorijske analize OPPAR-a, eksperimenti Miller, Fox i drugi. Nesporno je da se organski molekuli iz neorgane mogu strukturirati u prirodi. Glavni izvor energije u njihovim eksperimentima je toplina. U prirodi ovo je solarno zračenje i Energija magme. Drugi vrlo značajan zaključak je da se rođenje života može dogoditi u alkalnom okruženju. U svim slučajevima postoji samoorganizacija življenja.

U XIX veku Nepce je napomenuo da je u neživoj prirodi molekula simetrično. A u divljini postoji asimetrija molekula ogledala. Proteini se sastoje od lijeve aminokiseline. Ova nekretnina određuje se rotacijom molekule ravnine polarizacije svjetlosti. Kako objasniti fenomen?

Možda je prisustvo asimetrije u organskim molekulama očitovano kada je otvoreni sistem koji prethodi biosferi bio u izuzetno nejednakog kritičnog stanja.

Došlo je do ubrzanog evolucijskog tranzicije, što je karakteristična karakteristika samoorganizacije. Primjer takvog stanja su eksperimenti, gdje vodeni molekuli podsjećaju na DNK u nanotrubovima. Prijelaz iz simetričnih molekula neživog prirode na asimetrične biomolekule moglo bi se pojaviti u početnoj fazi hemijske evolucije kao samoorganizacije materije. Prof. Antonov je dokazao da je voda i otvoreni sistem i razmjenjuje energiju i supstancu sa okruženjem (prof. Antonov, 1992).

Takvi ekstremni uvjeti primijećeni su vulkanskim aktivnostima, ispuštanjima u atmosferi mlade zemlje. Mineralna voda koja interaktira s kalcijum karbonatom, kao i morskom vodom, povoljan je spektar za očuvanje samoorganizacijskih struktura. Učinak Kiryan u laboratoriju stvara selektivno pražnjenje koje vam omogućava da promatrate zračenje svjetlosti atomima ili molekulama. Sa eksperimentima Miller također su stvoreni i ekstremni uvjeti ekstremnih uloga s pražnjenjem plina.

Kirlyanaya aura. - glow u plazmi električnog pražnjenja opaža se na površini objekata u promjenjivom električnom polju visoke frekvencije od 10-100 kHz, u kojem se pojavljuje površinska napetost između elektrode i objekta u studiju od 5 do 30 četvornih metara . Kiryan efekat opaže se poput groma ili statičkog pražnjenja na bilo koji biološki, organski objekti, kao i u neorganskim uzorcima razne prirode.

Da biste vizualizirali Kirlian Aura na elektrodi, servira se visoki varijabilni napon s visokom frekvencijom - od 1 do 40 kilovola na 200-15000 Hertz. Druga elektroda služi sama objekta. Obje elektrode su odvojeni izolatorom i tankom slojem zraka čiji su molekuli podvrgnuti disocijaciji pod djelovanjem jakog magnetnog polja koji proizlaze između elektrode i objekta. U ovom sloju zraka, koji je između objekta i elektrode, postoje tri procesa.

Prvi proces je ionizacija i formiranje atomskog azota.

Drugi postupak je ionizacija molekula za vazduh i formiranje jonske struje - koronski pražnjenje između objekta i elektrode. Oblik krune sjaja, njegove gustoće itd. Određeno vlastitim elektromagnetskim zračenjem objekta.

Treći proces je prelazak elektrona s najnižeg na više energetskih nivoa i nazad. Istovremeno, tranzicija elektrona dolazi do zračenja kvante svjetlosti. Veličina tranzicije elektrona ovisi o vlastitom elektromagnetskom polju objekta u studiju. Stoga, na različitim točkama terena koji okružuju objekt, elektroni primaju različite impulse, I.E. prepričavati na različite nivoe energije, što dovodi do emisije svjetlosne kvante različite dužine i energija. Potonji se bilježe ljudskim okom ili fotografskim bojama kao različite boje, koje, ovisno o objektu, može otkazati krunu sjaja u raznim bojama. Ova tri procesa u svom ukupnosti daju ukupnu sliku Kirlyan efekta, što vam omogućava da proučite elektromagnetsko polje objekta. Učinak Kirlyan-a stoga je povezan sa bioelektričnom aurom živih objekta.

Prisutnost entistemskih elektronskih parova u h 2 o molekulama u kisikom i pozitivno nabijene atome vodika dovodi do potpuno posebne interakcije između molekula koje se naziva vodikov obveznica (vidi sliku). Za razliku od svih onih koji su nam već poznati hemijska veza Ova veza je intermolekularna.

Birdogena veza (na slici koju je označena isprekidanom linijom) nastaje kada elektronike osiromačene elektrone interaktiraju s jednim molekulom vode s različitim elektronskim par atoma kiseonika različitog molekula za kisik.

Vodonik veza je poseban slučaj intermolekularne veze. Vjeruje se da je zbog glavnih elektrostatičkih snaga. Za pojavu vodikovih obveznica potrebno je da u molekuli postoji jedan ili više atoma vodika povezanih s malim, ali elektronegativnim atomima, na primjer: o, n, F. važno je da ovi elektronegativni atomi su ranjivi elektronski parovi. Stoga su vodikove veze karakteristične za takve tvari poput vode H 2 o, amonijak NH 3, HF fluorid. Na primjer, molekuli HF-a međusobno su povezane vodikovinskim vezama koje su prikazane na slici isprekidanim linijama:

Vodikove veze Otprilike 20 puta manje izdržljivo od kovalentnog, ali oni koji uzrokuju vodu da budu tečni ili led (a ne plin) u normalnim uvjetima. Vodovodike se uništavaju samo kad tečna voda uđe u parove.

Na temperaturama iznad 0 ° C (ali ispod tačke ključanja) voda više nema takvu naručenu intermolekularnu strukturu, kao što je prikazano na slici. Stoga su u tečnoj vodi molekuli međusobno povezani samo u zasebne jedinice iz nekoliko molekula. Ti se agregati mogu slobodno kretati jedno s drugim, formiranjem tekućine za pomicanje. Ali kada temperatura opada, naručivanje postaje sve više i više, a agregati su sve veći. Konačno, formiran je led, koji ima upravo naručenu strukturu koja je prikazana na slici.

Tema: Osnovne klase anorganskih spojeva. Klasifikacija anorganskih tvari

Plan predavanja:

1. Osnovne klase anorganskih spojeva.
2. Osnova. Hemijska svojstva.
3. Oksidi. Njihove vrste hemijska svojstva.
4. Kisele. Klasifikacija i njihova hemijska svojstva.
5. Sol. Klasifikacija i njihova hemijska svojstva.

Jednostavne tvari. Molekuli se sastoje od atoma jedne vrste (atomi jednog elementa). U hemijskim reakcijama ne može se otkriti sa formiranjem drugih supstanci.

Sofisticirane supstance (ili hemijski spojevi). Molekuli se sastoje od atoma različitih vrsta (atomi raznih hemijski elementi). Hemijske reakcije raspadaju se sa formiranjem nekoliko drugih tvari.

Ne postoji oštra granica između metala i nemetala, jer tu je jednostavne tvariPrikazivanje dvostrukih svojstava.