Struktura wiązanie wodorowe Będziemy z tobą przeanalizować interakcja Molekuły wody między sobą.

Cząsteczka wody jest dipolem.. Jest to wyjaśnione przez fakt, że atom wodórzwiązane z więcej. elektryczny negatywny Element tlenmieć doświadczenie niekorzyść elektrony I dlatego jest w stanie oddziaływać Z atomem tlenu, kolejna cząsteczka wody.

W rezultacie interakcja powstaje komunikacja wodorowa (Figa. 2.1.):

2.1. Mechanizm tworzenia wiązania wodoru między cząsteczkami wody

Jest to wyjaśnione przez atom wodórzwiązane z więcej. elektryczny negatywny Element posiadający różne para elektroniczna. (azot, tlen, fluor itp.) niekorzyść elektrony i dlatego mogą wchodzić w interakcje wirtualny para elektronów kolejny atom elektromatercowy to tak samo inny molekuły.

W rezultacie powstaje również wodór Komunikacjaktóry jest graficznie wyznaczony trzy kropki (Figa.):

Figa. 2.2. Mechanizm tworzenia wiązania wodoru między protonem ( . δ + ) i więcej elektrownicznych atomów siarki (:S. δ - ), tlen (:O. δ - ) i azot (:N. δ - )

To połączenie jest znaczące słabszy Inne połączenia chemiczne ( energia Jej edukacja 10-40 KJ / MOLE), a głównie określają interakcje elektrostatyczne i darczyńców.

Wiązanie wodoru może być jak wewnątrzcząsteczkowy, więc ja. bezpodstawny.

2.1.4. Interakcje hydrofobowe

Przed rozważeniem natury interakcja hydrofobowa, konieczne jest wprowadzenie koncepcji " hydrofilowy " i " hydrofobowy " Funkcjonalny grupa.

Grupy, które mogą tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody hydrofilowy.

Grupy te obejmują polarny Grupy: amino Group (-NH. 2 ) , karboksyl.(- Coool.), grupa karbonylowa(- CHO.) JA. sulfgidryl. Grupa ( - Sh.).

Zazwyczaj, hydrofilowy Connections Good. rozpuszczalny w wodzie. !!! Wynika to z faktu, że grupy biegunowe są w stanie tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody .

Wygląd Takie połączenia towarzyszy wydanie energiiDlatego istnieje tendencja do maksymalny wzrost powierzchni kontaktowej naładowane grupy i woda ( Figa. 2.3.):

Figa. 2.3. Mechanizm tworzenia interakcji hydrofobowych i hydrofilowych

Cząsteczki lub części cząsteczek, niezdolne do utworzenia wiązań wodorowych z wodą grupy hydrofobowe.

Grupy te obejmują alkil i aromatyczny rodniki notolar i niedźwiedź Ładunek elektryczny.

Grupy hydrofobowe – źle albo wcale rozpuszczalny w wodzie.

Jest to wyjaśnione przez atomy i grupa atomóww zestawie hydrofobowy Grupy są elektrofetralnyi dlatego) nie mogę Formularz wiązki wodorowe z wodą.

!!! Interakcje hydrofobowe pojawiają się w wyniku kontaktu między rodnikami nie-polarnymi, nie mogąc złamać wiązań wodorowych między cząsteczkami wody.

W rezultacie cząsteczki wody Ostive powierzchnia cząsteczki hydrofilowe ( Figa. 2.3.).

2.1.5. Interakcja Van Der Waals.

W cząsteczek są też całkiem słabe i krótkie siły atrakcji między elektrycznie neutralnymi atomami i grupami funkcjonalnymi.

Są to tzw interakcja Van Der Waal.

Są należne interakcja elektrostatyczna między naładującymi elektronami jeden Atom i pozytywnie naładowany rdzeń inny Atom.

Jako jądra atomów ekranowany otaczający własny elektrycy z jąder przyległych atomów, a następnie wynikający między różnymi atomami van der Waalsy. interakcja całkiem blisko.

Wszystkie te rodzaje interakcji Wziąć udział w tworzenie, utrzymanie i stabilizacja struktura przestrzenna ( konformacje) cząsteczki białka ( Figa. 2.4.):

Figa. 2.4. Mechanizm edukacji. kovalent krawaty i słabe nie-zjadliwe interakcje:1 - elektryczne interakcje statyczne;2 - wiązania wodorowe;3 - interakcje hydrofobowe,4 - Połączenia disiarczkowe

Siły, które przyczyniają się tworzenie przestrzennej struktury białek i trzymanie go w stabilnym staniesą bardzo słabe siły. Energia tych sił 2-3 Zamówienie jest mniejsze niż energia wiązań kowalencyjnych. Działają między poszczególnymi atomami a grupami atomów.

Jednakże ogromna liczba atomów w biopolimerach (białek) cząsteczki prowadzi do faktu, że całkowita energia tych słabych interakcji staje się porównywalna z wiązaniami kowalencyjnymi.

Cząsteczki wody są połączone za pomocą wiązań wodorowych, odległość między atomami tlenu i atomów wodoru wynosi 96 μm, a między dwoma wodorem - 150 pm. W stanie stałym atom tlenu uczestniczy w tworzeniu dwóch wiązań wodorowych z sąsiednimi cząsteczkami wody. W tym przypadku, indywidualne cząsteczki H2O zetknęły się ze sobą z innymi Polakami. W ten sposób powstają warstwy, w którym każda cząsteczka jest związana z trzema cząsteczkami jego warstwy i jeden z sąsiednich. W rezultacie, krystaliczna struktura lodu składa się z połączonych ze sobą sześciokątnych "rur", takich jak komórki beesh.

Według symulacji komputerowej, o średnicy rury 1,35 nm i ciśnienie w 40000 atmosfery, wiązania wodorowe skręcono, prowadząc do tworzenia się dwupoziomowej helix. Wewnętrzna ściana tej struktury jest skręcona w czterech spirali, a zewnętrzna składa się z czterech podwójnych spirali, podobnych do struktury cząsteczki DNA.

Ostatni fakt nakłada nadruk nie tylko do ewolucji naszych pomysłów na temat wody, ale także ewolucji wczesnego życia i samej cząsteczki DNA. Jeśli założymy, że w epoce narodziny życia skały Cryolitic Clay miał kształt nanorurków, pojawia się pytanie - czy woda mogła do nich służyć jako podstawa strukturalna - macierzy do syntezy DNA i czytania informacji? Jest możliwe, dlaczego struktura spiralna DNA powtarza spiralną strukturę wody w nanorurkach. Według nowego magazynu naukowca, teraz potwierdzono nasze koledzy zagranicznych, aby potwierdzić istnienie takich makrocząsteczek wody w prawdziwych warunkach eksperymentalnych przy użyciu spektroskopii na podczerwień i spektroskopii rozpraszania neutronów.

Takie badania lodowych nanokryształów odbywały się w 2007 r., Mikelidez z Centrum Nanotechnologii w Londynie i Morgenshtern z Uniwersytetu. Leibnia w Hanowerze (rys. 36). Ochłodzą pary wodną na powierzchni metalowej płyty, znajdującym się w temperaturze 5 stopni Kelvin. Wkrótce za pomocą mikroskopu tunelu do skanowania na płycie obserwowano heksamer (sześć połączonymi cząsteczek wody) - najmniejszy płatek śniegu. Jest to najmniejsza z możliwych klastrów lodu. Naukowcy obserwowali również klastry zawierające siedem, osiem i dziewięć cząsteczek.

Figa . 36. Obraz heksamery wodnej uzyskany przez mikroskop tunelu skanowania wielkość heksamery w średnicy wynosi około 1 Nm. Zdjęcie London Center dla nanotechnologii

Rozwój technologii, który pozwolił uzyskać wizerunek heksamery wodnej - sam w sobie ważne osiągnięcia naukowe. Aby obserwować, konieczne było zmniejszenie prądu wykrywania do minimum, co umożliwiło zapobiec słabe obligacje między poszczególnymi cząsteczkami wody z zniszczenia z powodu procesu obserwacji. Ponadto w pracy stosowano teoretyczne podejścia teoretyczne mechaniki mechaniki kwantowej. Zintegrowane podejście dało imponujące wyniki.

w odróżnieniu krystaliczny lód, gdzie między wszystkimi cząsteczkami wody energia komunikacji jest taka sama, w nanoklusterach istnieją alternatywnie silnych i słabych obligacji (i odpowiednich odległości) między poszczególnymi cząsteczkami. Ważne wyniki uzyskano również na zdolności cząsteczek wody do rozkładu wiązań wodorowych i ich połączenia z metalową powierzchnią.

Teoretyczne analizy OPPAR, eksperymentów Millera, Lisa i innych. Jest to bezsporne, że cząsteczki organiczne z nieorganicznego mogą być zorganizowane w przyrodzie. Głównym źródłem energii w ich eksperymentach jest ciepło. W naturze jest to promieniowanie słoneczne i energia magmy. Kolejnym bardzo ważnym wnioskiem jest to, że narodziny życia może wystąpić w środowisku alkalicznym. We wszystkich przypadkach istnieje samoorganizacja życia.

W XIX wieku Pałac zauważył, że w nieożywionym charakterze cząsteczki jest symetryczny. A na pustyni znajduje się lustrzana asymetria cząsteczek. Białka składają się z lewego aminokwasy. Ta właściwość jest określana przez obrót cząsteczki płaszczyzny polaryzacji światła. Jak wyjaśnić fenomen?

Być może obecność asymetrii w cząsteczkach organicznych objawiono, gdy otwarty system poprzedzający biosfer był w niezwykle nierównomiernym stanie krytycznym.

Wystąpił przyspieszoną transformację ewolucyjną, która jest charakterystyczną cechą samoorganizacji. Przykładem takiego stanu jest eksperymenty, gdzie wodne cząsteczki przypominają DNA w nanotrubach. Przejście z symetrycznych cząsteczek nieożywionej natury do asymetrycznych biomoleków może wystąpić na początkowym etapie ewolucji chemicznej jako samoorganizacji materii. Prof. Antonov udowodnił, że woda jest również otwartym systemem i wymiana energii i substancji ze środowiskiem (prof. Antonov, 1992).

Takie ekstremalne warunki obserwuje się z działalnością wulkaniczną, zrzuty w atmosferze młodej ziemi. Woda mineralna współdziałająca z węglanem wapnia, a także wodę morską, jest korzystnym widma, aby zachować konstrukcje samoorganizujące. Efekt Kiryan w laboratorium tworzy selektywne wyładowanie, które umożliwia obserwowanie promieniowania światła przez atomy lub cząsteczki. Z eksperymentami Miller tworzone są również ekstremalne warunki bez równowagi z wyładowaniami gazowymi.

Kirlyanaya Aura. - Świewa plazmowa wyładowania elektrycznego obserwuje się na powierzchni obiektów w zmiennej polu elektrycznym wysokiej częstotliwości 10-100 kHz, w którym napięcie powierzchniowe występuje między elektrodą a obiektem w badaniu od 5 do 30 metrów kwadratowych . Efekt Kiryan obserwuje się jak błyskawica lub wyładowanie statyczne na dowolnych biologicznych, organicznych obiektach, a także w próbkach nieorganicznych o różnych naturze.

Aby wzrokować Aurę Killian na elektrody, podano wysoką zmienną napięcie o wysokiej częstotliwości - od 1 do 40 kilovolt w 200-15000 Hertz. Kolejna elektroda służy samym obiektowi. Obie elektrody są oddzielone izolatorem i cienką warstwą powietrza, którego cząsteczki są poddawane dysocjacjom w działaniu silnego pola magnetycznego wynikającego między elektrodą a obiektem. W tej warstwie powietrza, który jest między obiektem a elektrodą, istnieją trzy procesy.

Pierwszym sposobem jest jonizacja i tworzenie azotu atomowego.

Drugim sposobem jest jonizacja cząsteczek powietrza i tworzenie prądu jonowego - wyładowania korona między obiektem a elektrodą. Kształt korony blasku, jego gęstości itp. Określone przez ich własne promieniowanie elektromagnetyczne obiektu.

Trzeci proces jest przejściem elektronów z najniższych poziomów energii wyższej iz powrotem. W tym samym czasie przejście elektronów występuje promieniowanie kwantowe światła. Wielkość przejścia elektronowego zależy od własnego pola elektromagnetycznego badanego obiektu. Dlatego w różnych punktach pola otaczającego obiekt elektrony otrzymują różne impulsy, tj. setell na różnych poziomach energii, co prowadzi do emisji światła kwantowego różne długości i energia. Te ostatnie są rejestrowane przez ludzkie oko lub kolorowe fotograficzne jako inne kolory, które, w zależności od obiektu, może zasiać koronę blasku w różnych kolorach. Te trzy procesy w ich całości dają ogólny obraz efektu Kirlyanu, który pozwala na zbadanie pola elektromagnetycznego obiektu. Efekt Kirlyanu jest zatem związany z bioelektryczną aurą obiektu na żywo.

Obecność istotnych par elektronicznych w cząsteczki H2O w atomach tlenu i dodatnio naładowane atomy wodoru prowadzi do całkowicie specjalnej interakcji między cząsteczkami zwaną wiązaniem wodoru (patrz rysunek). W przeciwieństwie do wszystkich tych już znanych wiązanie chemiczne To połączenie jest izolowane.

Wiązanie wodoru (na figurze jest oznaczony przez przerywaną linię) występuje, gdy elektrony wyczerpane wodorami wchodzi w interakcje z elektronami pojedynczej cząsteczki wody z inną parą elektronów atomu tlenu o innej cząsteczki wody.

Wiązanie wodoru jest specjalnym przypadkiem połączenia międzynarodowe. Uważa się, że jest to spowodowane głównymi siłami elektrostatycznymi. W przypadku wystąpienia wiązań wodorowych, konieczne jest, aby w cząsteczce był jeden lub więcej atomów wodoru związanych z małymi, ale atomami elektroespulatorów, na przykład: O, N, F. Ważne jest, aby te elektroespedacyjne atomy były wrażliwe pary elektroniczne.. Dlatego wiązania wodorowe są charakterystyczne dla takich substancji, takich jak woda H2O, amoniak NH3, Fluorek HF. Na przykład cząsteczki HF są połączone za pomocą wiązań wodorowych, które są wyświetlane na rysunku przerywanymi liniami:

Wiązania wodorowe Około 20 razy mniej trwałe niż kowalencyjne, ale to oni powodują, że woda jest płynna lub lodowa (a nie gaz) w normalnych warunkach. Obligacje wodorowe są zniszczone tylko wtedy, gdy płynna woda trafia do par.

W temperaturze powyżej 0 ° C (ale poniżej punktu wrzenia), woda nie ma już tak uporządkowanej struktury międzyboleczącej, jak pokazano na rysunku. Dlatego w płynnej wodzie cząsteczki są połączone tylko do oddzielnych jednostek z kilku cząsteczek. Te agregaty mogą swobodnie poruszać się ze sobą, tworząc ruchomy płyn. Ale gdy temperatura zmniejsza się, zamawianie staje się coraz bardziej, a agregaty są coraz bardziej większe. Wreszcie utworzy się lód, który ma dokładnie uporządkowaną strukturę, która jest pokazana na rysunku.

Temat: podstawowe klasy związków nieorganicznych. Klasyfikacja substancji nieorganicznych

Plan wykładowy:

1. Podstawowe klasy związków nieorganicznych.
2. Podstawa. Właściwości chemiczne.
3. Tlenki. Ich typy. właściwości chemiczne.
4. Kwasy. Klasyfikacja i ich właściwości chemiczne.
5. Sól. Klasyfikacja i ich właściwości chemiczne.

Proste substancje. Cząsteczki składają się z atomów jednego gatunku (atomy jednego elementu). W reakcjach chemicznych nie można wykryć wraz z tworzeniem innych substancji.

Wyrafinowane substancje (lub związki chemiczne). Cząsteczki składają się z atomów różnych typów (atomy różnych pierwiastki chemiczne). Reakcje chemiczne rozkładają się z tworzeniem kilku innych substancji.

Nie ma ostrej granicy między metalami a niemetalami, ponieważ jest proste substancjeWyświetlanie podwójnych właściwości.