संरचना हाइड्रोजन बंध हम आपके साथ विश्लेषण करेंगे इंटरेक्शन अपने बीच जल अणु।

जल अणु है डुबलेम। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि परमाणु हाइड्रोजनअधिक के साथ जुड़ा हुआ बिजली नकारात्मक तत्त्व ऑक्सीजनअनुभव करना हानि इलेक्ट्रॉनों और इसलिए सक्षम है बातचीत करना एक ऑक्सीजन परमाणु के साथ, एक और पानी अणु।

नतीजतन इंटरेक्शन पैदा होती है हाइड्रोजन संचार (अंजीर। 2.1):

2.1। पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंधन के गठन का तंत्र

इस द्वारा समझाया गया है परमाणु हाइड्रोजनअधिक के साथ जुड़ा हुआ बिजली नकारात्मक तत्व विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक जोड़े (नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फ्लोराइन, आदि) का अनुभव हो रहा है हानि इलेक्ट्रॉनों और इसलिए साथ बातचीत कर सकते हैं वास्तविक इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी एक और इलेक्ट्रोजीजेटिव परमाणु यह वही या अन्य अणु।

नतीजतन, यह भी उत्पन्न होता है हाइड्रोजन संचारजो ग्राफिक रूप से नामित है तीन डॉट्स (अंजीर।):

अंजीर। 2.2। प्रोटॉन के बीच हाइड्रोजन बंधन के गठन के लिए तंत्र ( . δ + ) और अधिक इलेक्ट्रोजीजेटिव सल्फर परमाणु (:एस δ - ), ऑक्सीजन (:ओ δ - ) और नाइट्रोजन (:एन δ - )

यह कनेक्शन महत्वपूर्ण है कमज़ोर अन्य रासायनिक कनेक्शन ( ऊर्जा उसकी शिक्षा 10-40 केजे / मोल), और, मुख्य रूप से, इलेक्ट्रोस्टैटिक और दाता-स्वीकार्य इंटरैक्शन द्वारा निर्धारित किया जाता है।

हाइड्रोजन बंधन की तरह हो सकता है इंट्रामोलीक्युलर, इसलिए मैं। आणविक.

2.1.4। हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन

प्रकृति पर विचार करने से पहले हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन, अवधारणा को पेश करना आवश्यक है " हाइड्रोफिलिक " तथा " हाइड्रोफोबिक " कार्यात्मक समूह.

ऐसे समूह जो पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बांड बना सकते हैं उन्हें कहा जाता है हाइड्रोफिलिक.

इन समूहों में शामिल हैं ध्रुवीय समूह: एमिनो समूह (-राष्ट्रीय राजमार्ग 2 ) , कार्बाक्सिल(- कूल), कार्बनिल समूह(- चो।) मैं। सल्फगाइड्रिल समूह ( - श्री).

आमतौर पर, हाइड्रोफिलिक कनेक्शन अच्छा घुलनशील पानी में। !!! यह इस तथ्य के कारण है कि ध्रुवीय समूह जल अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंधन बनाने में सक्षम हैं .

दिखावट ऐसे कनेक्शन के साथ हैं ऊर्जा रिलीज, इसलिए, एक प्रवृत्ति है संपर्क सतह में अधिकतम वृद्धि चार्ज समूह और पानी ( अंजीर। 2.3):

अंजीर। 2.3। हाइड्रोफोबिक और हाइड्रोफिलिक इंटरैक्शन के गठन का तंत्र

अणुओं या अणुओं के कुछ हिस्सों, पानी के साथ हाइड्रोजन बंधन बनाने में असमर्थ हैं हाइड्रोफोबिक समूह.

इन समूहों में शामिल हैं एल्काइल तथा खुशबूदार रेडिकल कि नोटर तथा भालू मत करो आवेश।

हाइड्रोफोबिक समूह – बुरी तरह या बिल्कुल नहीं घुलनशील पानी में।

इस द्वारा समझाया गया है परमाणुओं तथा परमाणुओं का समूहशामिल जल विरोधी समूह हैं इलेक्ट्रोफेट्रलऔर इसलिए) नही सकता प्रपत्र हाइड्रोजन संबंध पानी के साथ।

!!! गैर-ध्रुवीय कणों के बीच संपर्क के परिणामस्वरूप हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन उत्पन्न होते हैं, जो पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड को तोड़ने में असमर्थ होते हैं।

नतीजतन जल अणु ओस्टिव ऑन सतह हाइड्रोफिलिक अणुओं ( अंजीर। 2.3).

2.1.5। वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन।

अणुओं में भी काफी हैं कमजोर और शॉर्ट-रेंज आकर्षण बलों विद्युत तटस्थ परमाणुओं और कार्यात्मक समूहों के बीच।

ये तथाकथित हैं वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन.

वे देय हैं इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन नकारात्मक चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों के बीच एक परमाणु और एक सकारात्मक रूप से चार्ज कोर अन्य परमाणु।

परमाणुओं के नाभिक के रूप में परिरक्षित अपने आप के आसपास इलेक्ट्रीशियन आसन्न परमाणुओं के नाभिक से, फिर विभिन्न परमाणुओं के बीच उत्पन्न होता है वैन डेर कमाल इंटरेक्शन काफी पास ही.

इन सभी इंटरैक्शन के प्रकार भाग लेना गठन, को बनाए रखने तथा स्थिरीकरण स्थानिक संरचना ( रचना) प्रोटीन अणुओं ( अंजीर। 2.4।):

अंजीर। 2.4। शिक्षा तंत्र सहसंयोजक संबंध और कमजोर गैर-विषाक्त बातचीत:1 - विद्युत स्थैतिक बातचीत;2 - हाइड्रोजन बांड;3 - हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन,4 - डाइसल्फाइड कनेक्शन

बल जो योगदान देते हैं प्रोटीन की स्थानिक संरचना का गठन और इसे स्थिर स्थिति में पकड़नाबहुत कमजोर हैं ताकतों। इन बलों की ऊर्जा पर 2-3 आदेश सहसंयोजक बांड की ऊर्जा से कम है। वे व्यक्तिगत परमाणुओं और परमाणुओं के समूहों के बीच कार्य करते हैं।

हालांकि, बायोपॉलिमर्स (प्रोटीन) अणुओं में भारी संख्या में परमाणु इस तथ्य की ओर जाते हैं कि इन कमजोर बातचीत की कुल ऊर्जा सहसंयोजक बांड के बराबर बन जाती है।

जल अणुओं को हाइड्रोजन बंधन से जुड़े हुए हैं, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच की दूरी 96 बजे है, और दो हाइड्रोजन - 150 बजे के बीच। ठोस राज्य में, ऑक्सीजन एटम आसन्न पानी के अणुओं के साथ दो हाइड्रोजन बंधन के गठन में भाग लेता है। इस मामले में, व्यक्तिगत एच 2 ओ अणु एक दूसरे के साथ एक अलग ध्रुवों के साथ संपर्क में आते हैं। इस प्रकार, परतों का गठन होता है जिसमें प्रत्येक अणु अपनी परत के तीन अणुओं और पड़ोसी में से एक से जुड़ा होता है। नतीजतन, बर्फ की क्रिस्टलीय संरचना में हेक्सागोन "ट्यूब" इंटरकनेक्ट किया गया है, जैसे बीश कोशिकाएं।

कंप्यूटर सिमुलेशन के मुताबिक, 1.35 एनएम के ट्यूब व्यास और 40000 वायुमंडल में दबाव के साथ, हाइड्रोजन बांड को घुमाया गया, जिससे जुड़वां दीवार हेलिक्स के गठन की ओर अग्रसर किया गया। इस संरचना की भीतरी दीवार चार सर्पिल में घुमा दी गई है, और बाहरी में डीएनए अणु की संरचना के समान चार डबल सर्पिल होते हैं।

अंतिम तथ्य न केवल पानी के बारे में हमारे विचारों के विकास के लिए एक छाप लगाता है, बल्कि प्रारंभिक जीवन और डीएनए अणु के विकास को भी प्रेरित करता है। अगर हम मानते हैं कि जीवन के जन्म के युग में, क्रायोलिटिक मिट्टी के चट्टानों में नैनोट्यूब का आकार था, सवाल उठता है - वह पानी जो संरचनात्मक आधार के रूप में सेवा करने के लिए उनके द्वारा sordbed किया गया था - डीएनए संश्लेषण के लिए एक मैट्रिक्स और जानकारी पढ़ने के लिए एक मैट्रिक्स? यह संभव है कि डीएनए की सर्पिल संरचना नैनोट्यूब में पानी की सर्पिल संरचना को दोहराती है। नई वैज्ञानिक पत्रिका के अनुसार, अब हमारे विदेशी सहयोगियों को इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी और न्यूट्रॉन स्कैटरिंग स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके वास्तविक प्रयोगात्मक स्थितियों में पानी के ऐसे मैक्रोमोल्यूल्स के अस्तित्व की पुष्टि करने की पुष्टि की जाएगी।

आइस नैनोक्रिस्टल के इस तरह के अध्ययन 2007 में आयोजित किए गए थे, लंदन में नैनो टेक्नोलॉजी सेंटर फॉर नैनोटेक्नोलॉजी से मिकेलिडेज़ और विश्वविद्यालय से मॉर्गेन्सहर्न। हनोवर में लीबिनिया (चित्र 36)। उन्होंने 5 डिग्री केल्विन के तापमान पर स्थित धातु प्लेट की सतह पर जल वाष्प को ठंडा कर दिया। प्लेट पर स्कैनिंग सुरंग माइक्रोस्कोप की मदद से, हेक्सामर मनाया गया था (छह इंटरकनेक्टेड पानी के अणु) - सबसे छोटा हिमस्खलन। यह संभव बर्फ क्लस्टर का सबसे छोटा है। वैज्ञानिकों ने भी सात, आठ और नौ अणुओं वाले क्लस्टर को देखा।

अंजीर . 36. स्कैनिंग सुरंग माइक्रोस्कोप द्वारा प्राप्त पानी हेक्सामेरा छवि व्यास में हेक्सामेरा का आकार लगभग 1 एनएम है। नैनो टेक्नोलॉजी के लिए फोटो लंदन सेंटर

प्रौद्योगिकी का विकास जिसने पानी हेक्सामेरा की छवि प्राप्त करने की अनुमति दी - अपने आप में एक महत्वपूर्ण वैज्ञानिक उपलब्धि है। निरीक्षण करने के लिए, कम से कम संवेदन को कम करना आवश्यक था, जिसने अवलोकन प्रक्रिया के कारण विनाश से व्यक्तिगत जल अणुओं के बीच कमजोर बंधनों को रोकने के लिए संभव बनाया। इसके अलावा, क्वांटम यांत्रिकी के सैद्धांतिक दृष्टिकोण का उपयोग काम में किया गया था। एक एकीकृत दृष्टिकोण ने प्रभावशाली परिणाम दिए।

भिन्न क्रिस्टलीय बर्फ, जहां, सभी जल अणुओं के बीच, संचार की ऊर्जा समान है, नैनोक्लस्टर्स में व्यक्तिगत अणुओं के बीच मजबूत और कमजोर बंधन (और इसी दूरी) का विकल्प होता है। हाइड्रोजन बॉन्ड के वितरण और धातु की सतह के साथ उनके संबंध में पानी के अणुओं की क्षमता पर महत्वपूर्ण परिणाम भी प्राप्त किए गए थे।

ओपर के सैद्धांतिक विश्लेषण, मिलर, लोमड़ी, और अन्य के प्रयोग। यह निर्विवाद है कि अकार्बनिक से कार्बनिक अणुओं को प्रकृति में संरचित किया जा सकता है। उनके प्रयोगों में ऊर्जा का मुख्य स्रोत गर्मी है। प्रकृति में, यह सौर विकिरण और मैग्मा ऊर्जा है। एक और महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह है कि जीवन का जन्म क्षारीय वातावरण में हो सकता है। सभी मामलों में जीवित रहने का आत्म-संगठन है।

XIX शताब्दी में तालु ने नोट किया कि अणु की निर्जीव प्रकृति में सममित है। और जंगल में अणुओं की दर्पण विषमता है। प्रोटीन में बाएं हाथ के एमिनो एसिड होते हैं। यह संपत्ति प्रकाश ध्रुवीकरण के विमान के अणु के घूर्णन द्वारा निर्धारित की जाती है। घटना की व्याख्या कैसे करें?

शायद कार्बनिक अणुओं में विषमता की उपस्थिति तब प्रकट हुई जब जीवमंडल से पहले खुली प्रणाली बेहद गैर-संतुलन महत्वपूर्ण स्थिति में थी।

एक त्वरित विकासवादी संक्रमण हुआ, जो स्वयं संगठन की एक विशेषता विशेषता है। ऐसे राज्य का एक उदाहरण प्रयोग है, जहां जलीय अणु नैनोट्रब्स में डीएनए जैसा दिखते हैं। असीमित प्रकृति के सममित अणुओं से संक्रमण असममित बायोमेलेक्यूलस के लिए रासायनिक विकास के प्रारंभिक चरण में पदार्थ के स्व-संगठन के रूप में हो सकता है। प्रो एंटोनोव ने साबित किया कि पानी भी एक खुली प्रणाली है और पर्यावरण के साथ ऊर्जा और पदार्थ का आदान-प्रदान करता है (प्रोफेसर एंटोनोव, 1 99 2)।

इस तरह की चरम स्थितियां ज्वालामुखीय गतिविधियों के साथ मनाई जाती हैं, युवा भूमि के वातावरण में निर्वहन करते हैं। कैल्शियम कार्बोनेट के साथ-साथ समुद्री जल के साथ इंटरैक्टिंग खनिज पानी, आत्मनिर्भर संरचनाओं को संरक्षित करने के लिए एक अनुकूल स्पेक्ट्रम है। प्रयोगशाला में किरणान का प्रभाव एक चुनिंदा निर्वहन बनाता है जो आपको परमाणुओं या अणुओं द्वारा प्रकाश के विकिरण का निरीक्षण करने की अनुमति देता है। मिलर प्रयोगों के साथ, गैस निर्वहन के साथ गैर-संतुलन चरम स्थितियां भी बनाए जाते हैं।

Kirlyanaya Aura। - विद्युत निर्वहन की प्लाज्मा चमक 10-100 केएचजेड की उच्च आवृत्ति के परिवर्तनीय विद्युत क्षेत्र में वस्तुओं की सतह पर मनाई जाती है, जिसमें सतह का तनाव इलेक्ट्रोड और वस्तु के बीच 5 से 30 वर्ग मीटर के अध्ययन के तहत होता है । किरण प्रभाव किसी भी जैविक, कार्बनिक वस्तुओं, साथ ही विभिन्न प्रकृति के अकार्बनिक नमूने में बिजली या स्थिर निर्वहन की तरह मनाया जाता है।

इलेक्ट्रोड पर किर्लियन आभा को देखने के लिए, उच्च आवृत्ति के साथ एक उच्च परिवर्तनीय वोल्टेज परोसा जाता है - 200-15000 हर्ट्ज पर 1 से 40 किलोवॉल्ट से। एक और इलेक्ट्रोड ऑब्जेक्ट को स्वयं ही कार्य करता है। दोनों इलेक्ट्रोड एक इन्सुलेटर और हवा की एक पतली परत से अलग होते हैं जिनके अणुओं को इलेक्ट्रोड और वस्तु के बीच उत्पन्न एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के तहत पृथक्करण के अधीन किया जाता है। हवा की इस परत में, जो वस्तु और इलेक्ट्रोड के बीच है, तीन प्रक्रियाएं हैं।

पहली प्रक्रिया onization और परमाणु नाइट्रोजन का गठन है।

दूसरी प्रक्रिया वायु अणुओं का आयनकरण और आयनिक वर्तमान का गठन - वस्तु और इलेक्ट्रोड के बीच कोरोना डिस्चार्ज है। चमक के ताज का आकार, इसकी घनत्व इत्यादि। वस्तु के अपने विद्युत चुम्बकीय विकिरण द्वारा निर्धारित किया जाता है।

तीसरी प्रक्रिया सबसे कम से उच्च ऊर्जा के स्तर और पीठ तक इलेक्ट्रॉनों का संक्रमण है। साथ ही, इलेक्ट्रॉनों का संक्रमण प्रकाश की मात्रा का विकिरण होता है। इलेक्ट्रॉन संक्रमण की परिमाण अध्ययन के तहत वस्तु के अपने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र पर निर्भर करती है। इसलिए, ऑब्जेक्ट के आस-पास के क्षेत्र के विभिन्न बिंदुओं पर, इलेक्ट्रॉनों को विभिन्न आवेग मिलते हैं, यानी। विभिन्न ऊर्जा स्तरों पर रिटेल, जो प्रकाश क्वांटा के उत्सर्जन की ओर जाता है अलग लंबाई और ऊर्जा। उत्तरार्द्ध एक मानव आंख या रंगीन फोटोग्राफिक द्वारा एक अलग रंगों के रूप में दर्ज किया जाता है, जो कि वस्तु के आधार पर, विभिन्न रंगों में चमक के ताज को दूर कर सकते हैं। इन तीन प्रक्रियाओं में उनकी कुटिलता में किरीन प्रभाव की समग्र तस्वीर दी गई है, जो आपको वस्तु के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का अध्ययन करने की अनुमति देती है। इस प्रकार kirlyan का प्रभाव एक लाइव ऑब्जेक्ट के बायोइलेक्ट्रिक आभा से जुड़ा हुआ है।

ऑक्सीजन परमाणुओं में एच 2 ओ अणुओं में आवश्यक इलेक्ट्रॉनिक जोड़े की उपस्थिति और सकारात्मक रूप से चार्ज हाइड्रोजन परमाणुओं को हाइड्रोजन बंधन (चित्र देखें) नामक अणुओं के बीच एक पूरी तरह से विशेष बातचीत की ओर जाता है। उन सभी के विपरीत जो पहले से ही अमेरिका से परिचित हैं रासायनिक बंध यह कनेक्शन इंटरमोल्युलर है।

हाइड्रोजन बॉन्ड (जो इसे बिंदीदार रेखा द्वारा दर्शाया गया है) तब होता है जब हाइड्रोजन-अपूर्ण इलेक्ट्रॉन एक पानी के अणु के एक अलग इलेक्ट्रॉन अणु के एक अलग इलेक्ट्रॉन जोड़ी के साथ एक पानी के अणु के इलेक्ट्रॉनों के साथ इंटरैक्ट करता है।

हाइड्रोजन बॉण्ड एक विशेष मामला है इंटरमोल्यूलर कनेक्शन। ऐसा माना जाता है कि यह मुख्य इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के कारण है। हाइड्रोजन बांड की घटना के लिए, यह आवश्यक है कि अणु में एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणु छोटे, लेकिन इलेक्ट्रोजीजेटिव परमाणुओं के साथ जुड़े हुए थे, उदाहरण के लिए: ओ, एन, एफ। यह महत्वपूर्ण है कि इन इलेक्ट्रोजीजेटिव परमाणुओं को कमजोर हो इलेक्ट्रॉनिक युगल। इसलिए, हाइड्रोजन बांड ऐसे पदार्थों की विशेषता है जैसे पानी एच 2 ओ, अमोनिया एनएच 3, एचएफ फ्लोराइड। उदाहरण के लिए, एचएफ अणुओं को हाइड्रोजन बॉन्ड द्वारा जोड़ा जाता है, जो डॉटेड लाइनों द्वारा आकृति में दिखाए जाते हैं:

हाइड्रोजन बांड सहसंयोजक की तुलना में लगभग 20 गुना कम टिकाऊ, लेकिन यह सामान्य परिस्थितियों में पानी तरल या बर्फ (और गैस नहीं) होने का कारण बनता है। हाइड्रोजन बॉन्ड केवल तभी नष्ट होते हैं जब तरल पानी जोड़े में जाता है।

0 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान (लेकिन उबलते बिंदु के नीचे), इस आंकड़े में दिखाए गए अनुसार पानी में अब इस तरह के एक आदेशित इंटरमोल्यूलर संरचना नहीं है। इसलिए, तरल पानी में, अणुओं को केवल कई अणुओं से अलग इकाइयों में जोड़ा जाता है। ये समेकन एक दूसरे के साथ स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित हो सकते हैं, एक चलती तरल पदार्थ बना सकते हैं। लेकिन जब तापमान कम हो जाता है, तो ऑर्डरिंग अधिक से अधिक हो रहा है, और समेकन तेजी से बड़े होते हैं। अंत में, बर्फ बनता है, जिसमें आंकड़े में दिखाया गया एक आदेशित संरचना है।

विषय: अकार्बनिक यौगिकों के मूल वर्ग। अकार्बनिक पदार्थों का वर्गीकरण

व्याख्यान योजना:

1. अकार्बनिक यौगिकों के मूल वर्ग।
2. आधार। रासायनिक गुण।
3. ऑक्साइड। उनके प्रकार रासायनिक गुण.
4. एसिड। वर्गीकरण और उनके रासायनिक गुण।
5. नमक। वर्गीकरण और उनके रासायनिक गुण।

साधारण पदार्थ। अणुओं में एक प्रजाति के परमाणु होते हैं (एक तत्व के परमाणु)। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में अन्य पदार्थों के गठन के साथ पता नहीं लगाया जा सकता है।

परिष्कृत पदार्थ (या रासायनिक यौगिकों)। अणुओं में विभिन्न प्रकार के परमाणु होते हैं (विभिन्न के परमाणु) रासायनिक तत्व)। रासायनिक प्रतिक्रियाएं कई अन्य पदार्थों के गठन के साथ विघटित होती हैं।

धातुओं और गैर-धातुओं के बीच कोई तेज सीमा नहीं है, क्योंकि यहां है साधारण पदार्थदोहरी गुण दिखा रहा है।