Konštrukcia vodíková väzba Budeme s vami analyzovať interakcia Molekuly vody medzi sebou.

Molekula vody je dipolem. To je vysvetlené skutočnosťou, že atóm vodíkspojené s viac elektrické negatívne Element kyslíkmajú, zažíva nevýhoda elektróny A preto je schopný interakcia S atómom kyslíka, inou molekulou vody.

Ako výsledok interakcia Vyvstáva vodíková komunikácia (Obr. 2.1):

2.1. Mechanizmus tvorby vodíkovej väzby medzi molekulami vody

Toto je vysvetlené atóm vodíkaspojené s viac elektrické negatívne Prvok, ktorý má rôzne elektronický pár (dusík, kyslík, fluór atď.) nevýhoda elektrónov, a preto môžu komunikovať virtuálny Pár elektrónov ďalší elektronegatívny atóm toto rovnaké alebo iný molekuly.

V dôsledku toho vzniká vodík Komunikáciačo je graficky označené tri bodky (Obr.):

Obr. 2.2. Mechanizmus na tvorbu vodíkovej väzby medzi protónou ( . δ + ) a viac elektronegatívnych atómov síry (:S. δ - ), kyslík (:O. δ - ) a dusík (:N. δ - )

Toto spojenie je významné slabší Iné chemické spojenia ( energia Jej vzdelávanie 10-40 KJ / MOL) A hlavne sa určuje interakciami elektrostatických a darcovcov.

Vodíková väzba môže byť podobná intramolekulový, takže ja. intermolekulový.

2.1.4. Hydrofóbne interakcie

Pred zvážením prírody hydrofóbna interakcia, je potrebné zaviesť koncept " hydrofilný " a " hydrofóbny " Funkčný skupina.

Skupiny, ktoré môžu tvoriť vodíkové väzby s molekulami vody hydrofilný.

Tieto skupiny zahŕňajú polárny Skupiny: aminoskupina (-Nh 2 ) , karboxyl(- Coool), karbonylová skupina(- Cho.) I. sulfgidril Skupina ( - Sh).

Zvyčajne, hydrofilný Pripojenia dobré rozpustný vo vode. !!! Je to spôsobené tým, že polárne skupiny sú schopné tvoriť vodíkové väzby s vodnými molekulami .

Vzhľad Takéto pripojenia sú sprevádzané uvoľnenie energiepreto existuje tendencia maximálny nárast kontaktného povrchu nabité skupiny a voda ( Obr. 2.3):

Obr. 2.3. Mechanizmus tvorby hydrofóbnych a hydrofilných interakcií

Molekuly alebo časti molekúl, ktoré nie sú schopní vytvárať vodíkové väzby s vodou hydrofóbne skupiny.

Tieto skupiny zahŕňajú alkyl a aromatický radikály, ktoré notolar a nenechajte Nabíjačka.

Hydrofóbne skupiny – zle alebo vôbec nie rozpustný vo vode.

Toto je vysvetlené atómy a skupina atómovzahrnutý hydrofóbny Skupiny sú elektrofetrálnya preto) nemôžu formulár vodíkové väzby s vodou.

!!! Hydrofóbne interakcie vznikajú v dôsledku kontaktu medzi nepolárnymi radikálmi, ktoré nie sú schopné rozbiť vodíkové väzby medzi molekulami vody.

Ako výsledok molekuly vody Osvedčiť povrchu hydrofilné molekuly ( Obr. 2.3).

2.1.5. Van der Waals Interakcia.

V molekulách sú tiež celkom slabé a krátkodobé atrakčné sily medzi elektricky neutrálnymi atómami a funkčnými skupinami.

Toto sú tzv. van der Waals Interakcia.

Sú splatné elektrostatická interakcia medzi negatívnymi nabitými elektrónmi jeden Atóm a pozitívne nabité jadro iný Atóm.

Ako jadrá atómov tienený ich vlastné elektrikári z jadier susedných atómov, potom vzniknuté medzi rôznymi atómami van der waalsy interakcia celkom v blízkosti.

Všetky tieto typy interakcií Zúčastniť sa tvorenie, udržiavanie a stabilizácia priestorová štruktúra ( konformácie) Molekuly proteínu ( Obr. 2.4.):

Obr. 2.4. Vzdelávací mechanizmus kovalentné väzby a slabé neinivárne interakcie:1 - elektrické statické interakcie;2 - vodíkové väzby;3 - hydrofóbne interakcie, \\ t4 - disulfidové spojenia

Sily, ktoré prispievajú tvorba priestorovej štruktúry proteínov a drží ju v stabilnom stavesú veľmi slabé sily. Energie týchto síl 2-3 Objednávka je menšia ako energia kovalentných väzieb. Pôsobia medzi jednotlivými atómami a skupinami atómov.

Avšak obrovské množstvo atómov v biopolyméroch (proteíny) molekuly vedie k tomu, že celková energia týchto slabých interakcií sa stane porovnateľnou s kovalentnými väzbami.

Vodné molekuly sú vzájomne prepojené vodíkovými väzbami, vzdialenosť medzi atómami kyslíka a vodíka je 96 pM a medzi dvoma vodíkmi - 150 pM. V pevnom stave sa atóm kyslíka podieľa na tvorbe dvoch vodíkových väzieb so susednými molekulami vody. V tomto prípade sa jednotlivé molekuly H2O prichádzajú do kontaktu s inými pólmi. Vrstvy sú teda vytvorené, v ktorých je každá molekula spojená s tromi molekúlmi jeho vrstvy a jedného zo susedných. Výsledkom je, že kryštalická štruktúra ľadu pozostáva z hexagónových "rúrok" prepojených, podobných besh buniek.

Podľa počítačovej simulácie, s priemerom trubice 1,35 nm a tlak v 40000 atmosféru, vodíkové väzby boli skrútené, čo vedie k tvorbe dvojstennej steny. Vnútorná stena tejto štruktúry je skrútená v štyroch špirály a externé pozostáva zo štyroch dvojitých špirál, podobne ako štruktúra molekuly DNA.

Posledná skutočnosť ukladá odtlačok nielen vývojom našich myšlienok o vode, ale aj vývoj včasného života a samotnej molekuly DNA. Ak predpokladáme, že v ére narodenia života, Kryolitické hlinené skaly mali tvar nanotubes, vzniká otázka - mohla by voda, ktorá bola sorbovaná, aby slúžila ako konštrukčný základ - matrica pre syntézu DNA a informácie o čítaní? Je možné, prečo špirála štruktúra DNA opakuje špirálovú štruktúru vody v nanotubes. Podľa nového pracovného vedeckého časopisu, teraz sa naši zahraniční kolegovia potvrdí, aby potvrdili existenciu takýchto makromolekúl vody v reálnych experimentálnych podmienkach s použitím infračervenej spektroskopie a syntetickej spektroskopie.

Takéto štúdie ľadu nanokryštálov sa konali v roku 2007, Mikelidez z centra pre nanotechnológiu v Londýne a Morgenshtern z univerzity. Lebnia v Hannoveri (Obr. 36). Chladili vodnú paru cez povrch kovovej dosky, ktorý sa nachádza pri teplote 5 stupňov Kelvin. Čoskoro s pomocou skenovacieho tunela mikroskopu na doske sa pozorovalo hexamér (šesť vzájomne prepojených molekúl vody) - najmenšia snehová vločka. Toto je najmenší z možných klastrov ľadu. Vedci tiež pozorovali klastre obsahujúce sedem, osem a deväť molekúl.

Obr . 36. Snímka Hexamera Hexamera získaná mikroskopom skenovacieho tunela Veľkosť hexamera v priemere je približne 1 nm. Fotografie London Center pre nanotechnológiu

Vývoj technológie, ktorý umožnil získať obraz vody Hexamera - sám o sebe dôležitý vedecký úspech. Ak chcete dodržať, bolo potrebné znížiť snímací prúd na minimum, čo umožnilo zabrániť slabým väzbám medzi jednotlivými molekulami vody z deštrukcie v dôsledku procesu pozorovania. Okrem toho sa v práci používali teoretické prístupy kvantovej mechaniky. Integrovaný prístup dal impozantné výsledky.

Na rozdiel od kryštalický ľadTam, kde, medzi všetkými molekulami vody, je energia komunikácie rovnaká, v nanoklusterov existujú striedanie silných a slabých väzieb (a zodpovedajúcich vzdialeností) medzi jednotlivými molekulami. Dôležité výsledky sa získali aj na schopnosť molekúl vody na distribúciu vodíkových väzieb a ich spojenie s kovovým povrchom.

Teoretické analýzy OPPAR, experimenty Miller, Fox, a ďalšie. Je nesporné, že organické molekuly z anorganickej môžu byť štruktúrované v prírode. Hlavným zdrojom energie v ich experimentoch je teplo. V prírode je to slnečné žiarenie a energia magma. Ďalším veľmi významným záverom je, že v alkalickom prostredí sa môže vyskytnúť narodenie života. Vo všetkých prípadoch je samoobsluha života.

V XIX storočí Podnebia poznamenal, že v neživom charaktere molekuly je symetrická. A na púšti je zrkadlo asymetria molekúl. Proteíny sa skladajú z ľavej aminokyselín. Táto vlastnosť je určená otáčaním molekuly roviny svetlo polarizácie. Ako vysvetliť fenomén?

Možno, že prítomnosť asymetrie v organických molekúl sa prejavuje, keď je otvorený systém pred biosférou bol v extrémne neekvizibrium kritický stav.

Vyskytla sa zrýchlený evolučný prechod, ktorý je charakteristickým znakom samoobsluhy. Príkladom takéhoto stavu je experimenty, kde sa vodné molekuly podobajú DNA v Nanotrubs. Prechod zo symetrických molekúl neživého charakteru na asymetrické biomolekuly by sa mohlo vyskytnúť v počiatočnom štádiu chemického vývoja ako samoobsluha hmoty. Prof. Antonov dokázal, že voda je tiež otvoreným systémom a výmenou energie a látky s životným prostredím (prof. Antonov, 1992).

Takéto extrémne podmienky sú pozorované pri sopečných činnostiach, vypúšťanie v atmosfére mladých pozemkov. Minerálna voda interakcia s uhličitanom vápenatým, ako aj morská voda, je priaznivé spektrum na zachovanie samoorganizačných štruktúr. Účinok Kiryanu v laboratóriu vytvára selektívny výboj, ktorý vám umožní pozorovať žiarenie svetla atómami alebo molekúlmi. S Miller Experimenty sú tiež vytvorené nerovnovážne extrémne podmienky s výbojom plynu.

Kirlyanaya Aura. - plazmová žiara elektrického výboju je pozorovaná na povrchu objektov v premenlivom elektrickom poli vysokej frekvencie 10-100 kHz, v ktorom sa vyskytne povrchové napätie medzi elektródou a predmetom pod štúdiou od 5 do 30 metrov štvorcových . Kiryanový účinok je pozorovaný ako blesk alebo statické vypúšťanie z akýchkoľvek biologických, organických objektov, ako aj v anorganických vzorkách rôznych prírody.

Ak chcete vizualizovať Kirlian Aura na elektróde, sa podáva vysoko variabilné napätie s vysokou frekvenciou - od 1 do 40 kilovoltu pri 200-15000 hertz. Ďalšia elektróda slúži samotnému objektu. Obe elektródy sú oddelené izolátorom a tenkou vrstvou vzduchu, ktorej molekuly sa podrobia disociácii pod pôsobením silného magnetického poľa, ktoré vznikajú medzi elektródou a predmetom. V tejto vrstve vzduchu, ktorá je medzi objektom a elektródou, existujú tri procesy.

Prvým procesom je ionizácia a tvorba atómového dusíka.

Druhým procesom je ionizácia molekúl vzduchu a tvorba iónového prúdu - vypúšťanie CORONY medzi objektom a elektródou. Tvar koruny žiarenia, jeho hustoty atď. Určené vlastným elektromagnetickým žiarením objektu.

Tretím procesom je prechod elektrónov z najnižšej až vyššej úrovne energie a späť. Zároveň sa vyskytuje prechod elektrónov žiarenie kvantového svetla. Veľkosť prechodu elektrónov závisí od vlastného elektromagnetického poľa študijného objektu. Preto v rôznych bodoch poľa obklopujúce objekt, elektróny dostávajú rôzne impulzy, t.j. retell na rôznych úrovniach energie, čo vedie k emisiám svetla rôzne dĺžky a energie. Ten sú zaznamenané ľudským okom alebo farebným fotografickým ako iné farby, ktoré v závislosti od objektu, môžu zaujať korunku žiara v rôznych farbách. Tieto tri procesy v ich celistvosti dávajú celkový obraz Kirlyan efektu, ktorý vám umožní študovať elektromagnetické pole objektu. Účinok Kirlyan je teda spojený s bioelektrickým Aura živého objektu.

Prítomnosť esenciálnych elektronických párov v molekuloch H20 v atómoch kyslíka a pozitívnych nabitých atómov vodíka vedie k úplne špeciálnej interakcii medzi molekulami nazývanými vodíkové väzby (pozri obrázok). Na rozdiel od všetkých tých, ktorí nám už boli známe chemická väzba Toto spojenie je intermolekulárne.

Vodíková väzba (na obrázku je označená bodkovanou čiarou) nastáva, keď vodík-depletované elektróny interagujú s elektrónmi jednej molekuly vody s rôznym elektrónovým párom atómu kyslíka rôznej molekuly vody.

Vodíková väzba je špeciálny prípad intermolekulárne spojenia. Predpokladá sa, že je to spôsobené hlavným elektrostatickým silám. Pre výskyt vodíkových väzieb je nevyhnutné, aby sa v molekule uskutočnilo jeden alebo viac atómov vodíka spojených s malými, ale elektronegatívnymi atómami, napríklad: O, N, F. Je dôležité, aby tieto elektróngatívne atómy boli zraniteľné elektronické páry. Preto sú vodíkové väzby charakteristické pre takéto látky, ako je voda H20, amoniak NH3, HF fluorid. Molekuly HF sú napríklad prepojené vodíkovými väzbami, ktoré sú znázornené na obrázku bodkovanými čiarami:

Vodíkové väzby Približne 20-krát menej trvanlivé ako kovalentné, ale je to oni, ktorí spôsobujú, že voda je kvapalina alebo ľad (a nie plyn) za normálnych podmienok. Vodíkové väzby sú zničené len vtedy, keď kvapalná voda ide do párov.

Pri teplotách nad 0 ° C (ale pod bodom varu), voda už nemá takúto objednanú intermolekululárnu štruktúru, ako je znázornené na obrázku. Preto sa v tekutej vode, molekuly sú vzájomne prepojené len do samostatných jednotiek z niekoľkých molekúl. Tieto agregáty sa môžu voľne pohybovať medzi sebou, tvoriť pohyblivú tekutinu. Keď sa však teplota znižuje, objednávanie sa stáva čoraz viac a agregáty sú čoraz väčšie. Nakoniec sa vytvorí ľad, ktorý má presne objednanú štruktúru, ktorá je znázornená na obrázku.

Téma: Základné triedy anorganických zlúčenín. Klasifikácia anorganických látok

Prednáškový plán:

1. Základné triedy anorganických zlúčenín.
2. Základ. Chemické vlastnosti.
3. Oxidy. Ich typy chemické vlastnosti.
4. Kyseliny. Klasifikácia a ich chemické vlastnosti.
5. Soli. Klasifikácia a ich chemické vlastnosti.

Jednoduché látky. Molekuly sa skladajú z atómov jedného druhu (atómy jedného prvku). V chemických reakciách sa nemôžu detegovať s tvorbou iných látok.

Sofistikované látky (alebo chemické zlúčeniny). Molekuly sa skladajú z atómov rôznych typov (atómy rôznych chemické prvky). Chemické reakcie sa rozkladajú s tvorbou niekoľkých ďalších látok.

Neexistuje žiadna prudká hranica medzi kovmi a nekovovými kovmi, pretože existuje jednoduché látkyZobrazovanie duálnych vlastností.