Estructura enlace de hidrógeno Analizaremos contigo interacción Moléculas de agua entre sí.

La molécula de agua es dipolem. Esto se explica por el hecho de que el átomo. hidrógenoasociado con más negativo Elemento oxígenoTener, experimentar desventaja electrones Y por lo tanto es capaz interactuar Con un átomo de oxígeno, otra molécula de agua.

Como resultado interacción surge comunicaciones de hidrógeno. (Higo. 2.1):

2.1. El mecanismo de la formación de un enlace de hidrógeno entre las moléculas de agua.

Esto se explica por hidrógeno átomoasociado con más negativo Elemento teniendo varias pareja electrónica (nitrógeno, oxígeno, flúor, etc.) está experimentando desventaja electrones y por lo tanto pueden interactuar con virtual par de electrones otro átomo electronegativo esto igual o otro moléculas.

Como resultado, también surge. hidrógeno Comunicaciónque se designia gráficamente tres puntos (Higo.):

Higo. 2.2. El mecanismo para la formación de un enlace de hidrógeno entre el protón ( . δ + ) y más átomos de azufre electronegativos (:S. δ - ), oxígeno (:O. δ - ) y nitrógeno (:NORTE. δ - )

Esta conexión es significativa. más débil Otras conexiones químicas ( energía Su educación 10-40 KJ / MOLE), y, principalmente, se determina mediante interacciones electrostáticas y de donantes.

Enlace de hidrógeno puede ser como intramolecular, asique. intermolecular.

2.1.4. Interacciones hidrofóbicas

Antes de considerar la naturaleza. interacción hidrofóbica, es necesario introducir el concepto ". hidrofílico " y " hidrofóbico " Funcional grupo.

Los grupos que pueden formar enlaces de hidrógeno con moléculas de agua se llaman hidrófilo.

Estos grupos incluyen polar Grupos: grupo amino (-NUEVA HAMPSHIRE 2 ) , carboxilo(- Coaol), grupo carbonilo(- Cho.) I. sulfgidril Grupo ( - Sh).

Por lo general, hidrófilo Conexiones buenas soluble en agua. !!! Esto se debe al hecho de que los grupos polares pueden formar enlaces de hidrógeno con moléculas de agua. .

Apariencia Tales conexiones están acompañadas liberación de energía, por lo tanto, hay una tendencia a aumento máximo en la superficie de contacto. Grupos y agua cargados ( Higo. 2.3.):

Higo. 2.3. El mecanismo de formación de interacciones hidrófobas e hidrófilas.

Moléculas o partes de moléculas, incapaces de formar enlaces de hidrógeno con agua se llaman grupos hidrofóbicos.

Estos grupos incluyen alquilo y aromático radicales que notolar y no soportar Carga eléctrica.

Grupos hidrofóbicos – gravemente o no en absoluto soluble en agua.

Esto se explica por Átomos y grupo de átomosincluido hidrofóbico Los grupos son electrofétricoy por lo tanto) no puedo formulario vínculos de hidrógeno con agua.

!!! Las interacciones hidrófobas surgen como resultado del contacto entre radicales no polares, incapaces de romper los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua.

Como resultado moléculas de agua Ostive en superficie moléculas hidrófilas ( Higo. 2.3.).

2.1.5. Interacción de van der Waals.

En moléculas también hay bastante fuerzas de atracción débiles y de corto alcance. Entre átomos eléctricamente neutros y grupos funcionales.

Estos son los llamados van der Waals Interaction.

Ellos son debido interacción electrostática entre electrones cargados negativamente uno Átomo y un núcleo cargado positivamente otro Átomo.

Como los núcleos de los átomos. blindado rodeando su propio electricistas De los núcleos de átomos adyacentes, y luego surgiendo entre diferentes átomos. van der waalsy interacción bastante cercano.

Todos estos tipos de interacciones Participar en formación, mantenimiento y estabilización estructura espacial ( conformaciones) moléculas de proteínas ( Higo. 2.4.):

Higo. 2.4. Mecanismo de educación corbatas covalentes y debilitudes interacciones no virulentas:1 - Interacciones estáticas eléctricas;2 - enlaces de hidrógeno;3 - Interacciones hidrofóbicas,4 - Conexiones de disulfuro

Fuerzas que contribuyen la formación de la estructura espacial de las proteínas y sujetándola en un estado estable.son muy débiles efectivo. La energía de estas fuerzas en 2-3 El orden es menor que la energía de los enlaces covalentes. Actúan entre átomos individuales y grupos de átomos.

Sin embargo, una gran cantidad de átomos en los biopolímeros (proteínas) moléculas conduce al hecho de que la energía total de estas interacciones débiles se comparable a los enlaces covalentes.

Las moléculas de agua están interconectadas por enlaces de hidrógeno, la distancia entre el oxígeno y los átomos de hidrógeno es de 96 pm, y entre dos hidrógeno - 150 PM. En el estado sólido, el átomo de oxígeno participa en la formación de dos enlaces de hidrógeno con moléculas de agua adyacentes. En este caso, las moléculas individuales de H2O entran en contacto entre sí con postes diferentes. Por lo tanto, las capas se forman en las que cada molécula se asocia con tres moléculas de su capa y una de las vecinas. Como resultado, la estructura cristalina del hielo consiste en "tubos" hexagonales interconectados, como las células de beesh.

De acuerdo con la simulación por computadora, con un diámetro de tubo de 1.35 nm y la presión en 40000 atmósferas, los enlaces de hidrógeno se torcieron, lo que llevó a la formación de una hélice de doble pared. La pared interior de esta estructura se torce en cuatro espirales, y el externo consiste en cuatro espirales dobles, similar a la estructura de la molécula de ADN.

El último hecho impone una impresión no solo a la evolución de nuestras ideas sobre el agua, sino también la evolución de la vida temprana y la propia molécula de ADN. Si asumimos que en la era del nacimiento de la vida, las rocas de arcilla cryolíticas tenían la forma de los nanotubos, surge la pregunta. ¿Podría la pregunta? ¿Podría el agua que le sorprendió a ellos para servir de forma estructural: una matriz para la síntesis de ADN y la información de lectura? Es posible por qué la estructura espiral del ADN repite la estructura espiral del agua en los nanotubos. Según la nueva revista de científicos, ahora se confirmarán nuestros colegas extranjeros para confirmar la existencia de tales macromoléculas de agua en condiciones experimentales reales utilizando espectroscopia infrarroja y espectroscopia de dispersión de neutrones.

Dichos estudios de los nanocristales de hielo se llevaron a cabo en 2007, Mikelidez desde el Centro de Nanotecnología en Londres y Morgenshtern de la Universidad. Leibnia en Hannover (Fig. 36). Se enfriaron al vapor de agua sobre la superficie de la placa de metal, ubicada a una temperatura de 5 grados Kelvin. Pronto, con la ayuda de un microscopio de balanceo de balanceo en la placa, se observó HEXAMER (seis moléculas de agua interconectadas), el copo de nieve más pequeño. Este es el más pequeño de los racimos de hielo posibles. Los científicos también observaron grupos que contienen siete, ocho y nueve moléculas.

Higo . 36. La imagen de hexamera de agua obtenida por el microscopio del túnel de escaneo del tamaño de la hexamera en el diámetro es de aproximadamente 1 nm. Foto Centro de Londres para Nanotecnología

Desarrollo de la tecnología que permitió obtener la imagen de agua hexamera, en sí misma un importante logro científico. Para observar, fue necesario reducir la corriente de detección al mínimo, lo que hizo posible prevenir los enlaces débiles entre las moléculas de agua individuales de la destrucción debido al proceso de observación. Además, los enfoques teóricos de la mecánica cuántica se utilizaron en el trabajo. Un enfoque integrado dio resultados impresionantes.

a diferencia de hielo cristalino, ¿dónde, entre todas las moléculas de agua, la energía de la comunicación es la misma, en los nanoclústeres hay alternación de enlaces fuertes y débiles (y distancias correspondientes) entre las moléculas individuales? También se obtuvieron resultados importantes sobre la capacidad de las moléculas de agua a la distribución de los enlaces de hidrógeno y a su conexión con la superficie metálica.

Análisis teóricos de OPPAR, experimentos de Miller, Fox y otros. Es indiscutible que las moléculas orgánicas de la inorgánica puedan estructurarse en la naturaleza. La principal fuente de energía en sus experimentos es el calor. En la naturaleza, esta es la radiación solar y la energía del magma. Otra conclusión muy importante es que el nacimiento de la vida puede ocurrir en un entorno alcalino. En todos los casos hay autoorganización de la vida.

En el siglo XIX. Palate señaló que en la naturaleza inanimada de la molécula es simétrica. Y en el desierto hay una asimetría espejo de moléculas. Las proteínas consisten en aminoácidos de la izquierda. Esta propiedad está determinada por la rotación de la molécula del plano de la polarización de la luz. ¿Cómo explicar el fenómeno?

Tal vez la presencia de asimetría en moléculas orgánicas se manifestó cuando el sistema abierto anterior a la biosfera estaba en una condición crítica de extremadamente no equilibrio.

Se produjo una transición evolutiva acelerada, que es un rasgo característico de la autoorganización. Un ejemplo de dicho estado es experimentos, donde las moléculas acuosas se parecen al ADN en nanotrubs. La transición de las moléculas simétricas de la naturaleza inanimada a las biomoléculas asimétricas podría ocurrir en la etapa inicial de la evolución química como la autoorganización de la materia. Profe. Antonov demostró que el agua también es un sistema abierto e intercambia energía y sustancia con el medio ambiente (Prof. Antonov, 1992).

Tales condiciones extremas se observan con actividades volcánicas, descargas en la atmósfera de la tierra joven. El agua mineral que interactúa con el carbonato de calcio, así como el agua de mar, es un espectro favorable para preservar las estructuras de auto-organización. El efecto de Kiryan en el laboratorio crea una descarga selectiva que le permite observar la radiación de la luz por átomos o moléculas. Con los experimentos Miller, también se crean condiciones extremas de equilibrio con una descarga de gas.

Kirlyanaya Aura. - el brillo de plasma de la descarga eléctrica se observa en la superficie de los objetos en el campo eléctrico variable de la alta frecuencia de 10-100 kHz, en la que se produce la tensión superficial entre el electrodo y el objeto en estudio de 5 a 30 metros cuadrados. . El efecto kiryan se observa como un rayo o una descarga estática en cualquier objeto biológico, orgánico, así como en muestras inorgánicas de diversa naturaleza.

Para visualizar el aura Kirlian en el electrodo, se sirve un voltaje de alta variable con alta frecuencia, de 1 a 40 kilovoltos a 200-15000 Hertz. Otro electrodo sirve al objeto en sí. Ambos electrodos están separados por un aislante y una capa delgada de aire cuyas moléculas se someten a disociación bajo la acción de un campo magnético fuerte que surge entre el electrodo y el objeto. En esta capa de aire, que está entre el objeto y el electrodo, hay tres procesos.

El primer proceso es la ionización y la formación de nitrógeno atómico.

El segundo proceso es la ionización de las moléculas de aire y la formación de corriente iónica: la descarga de corona entre el objeto y el electrodo. La forma de la corona del brillo, su densidad, etc. Determinado por su propia radiación electromagnética del objeto.

El tercer proceso es la transición de los electrones de los niveles de energía más bajos a más altos y de vuelta. Al mismo tiempo, la transición de los electrones ocurre la radiación de una cuantata de luz. La magnitud de la transición de electrones depende de su propio campo electromagnético del objeto en estudio. Por lo tanto, en varios puntos del campo que rodea el objeto, los electrones reciben diferentes impulsos, es decir, Vuelva a contar con diferentes niveles de energía, lo que conduce a la emisión de la luz Quanta. longitudes diferentes y energía. Los últimos son grabados por un ojo humano o un color fotográfico como un color diferente, que, dependiendo del objeto, pueden abordar la corona del brillo en diferentes colores. Estos tres procesos en su totalidad dan la imagen general del efecto Kirlyan, que le permite estudiar el campo electromagnético del objeto. El efecto de Kirlyan se asocia así con un aura bioeléctrica de un objeto vivo.

La presencia de pares electrónicos esenciales en las moléculas H2O en los átomos de oxígeno y los átomos de hidrógeno cargados positivamente conducen a una interacción completamente especial entre las moléculas llamadas un enlace de hidrógeno (ver figura). A diferencia de todos los que ya están familiarizados. enlace químico Esta conexión es intermolecular.

El enlace de hidrógeno (en la figura que se denota por la línea de puntos) se produce cuando los electrones agotados por hidrógeno interactúan con los electrones de una sola molécula de agua con un par de electrones diferente de un átomo de oxígeno de una molécula de agua diferente.

El enlace de hidrógeno es un caso especial. conexiones intermoleculares. Se cree que se debe a las principales fuerzas electrostáticas. Para la aparición de enlaces de hidrógeno, es necesario que en la molécula haya uno o más átomos de hidrógeno asociados con átomos pequeños, pero electronegativos, por ejemplo: O, N, F. Es importante que estos átomos electronegativos tengan vulnerables parejas electrónicas. Por lo tanto, los enlaces de hidrógeno son característicos de tales sustancias como el agua H2O, el amoníaco NH3, el fluoruro de HF. Por ejemplo, las moléculas de HF están interconectadas por enlaces de hidrógeno, que se muestran en la figura por líneas punteadas:

Enlaces de hidrógeno Aproximadamente 20 veces menos duraderos que los covalentes, pero son los que hacen que el agua sea líquida o hielo (y no gas) en condiciones normales. Los enlaces de hidrógeno se destruyen solo cuando el agua líquida se convierte en pares.

A temperaturas superiores a 0 ° C (pero por debajo del punto de ebullición), el agua ya no tiene una estructura intermolecular tan ordenada, como se muestra en la figura. Por lo tanto, en agua líquida, las moléculas se interconectan solo en unidades separadas de varias moléculas. Estos agregados pueden moverse libremente entre sí, formando un fluido en movimiento. Pero cuando la temperatura disminuye, el ordenamiento se está volviendo cada vez más, y los agregados son cada vez más grandes. Finalmente, se forma el hielo, que tiene exactamente una estructura ordenada que se muestra en la figura.

Tema: Clases básicas de compuestos inorgánicos. Clasificación de sustancias inorgánicas.

Plan de conferencias:

1. Clases básicas de compuestos inorgánicos.
2. Base. Propiedades químicas.
3. Óxidos. Sus tipos propiedades químicas.
4. Ácidos. Clasificación y sus propiedades químicas.
5. Sal. Clasificación y sus propiedades químicas.

Sustancias simples. Las moléculas consisten en átomos de una especie (átomos de un elemento). En las reacciones químicas no se pueden detectar con la formación de otras sustancias.

Sustancias sofisticadas (o compuestos químicos). Las moléculas consisten en átomos de diferentes tipos (átomos de varios elementos químicos). Las reacciones químicas se descomponen con la formación de varias otras sustancias.

No hay límite afilado entre metales y no metales, porque hay sustancias simplesMostrando propiedades duales.