Стойността на водородните облигации в биологията. Водородна връзка. Значение на интермолекуларната водородна връзка

Водород - група VII елемент периодична система С атомен номер 1. Първо се подчертава от фламандския химик I. Van Helmont през XVII век. Учи от английския физик и химик в Кавенндис в края на XVIII век. Името на водород идва от гръцки. Хидро гени.

Водородът е един от най-често срещаните елементи във вселената. Енергията, излъчвана от слънцето, се ражда в резултат на реакцията на сливане на четири водородни ядра в хелийското ядро. На земята водородът е част от вода, минерали, въглища, петрол, живи същества. В свободна форма, малки количества водород се намират в вулканични газове.

Водород - газ без цвят и мирис, не се разтваря във вода, образува експлозивни смеси с въздух. Има три вида водород: участници, деутерий и тритий, различаващи се по брой неутрони. Хидроген се получава с електролиза на вода, като странични продукти в петролната обработка.

• Биологична роля на водород

  Ролята на водород в природата се определя от не-маса, а броят на атомите, чийто дял сред останалите елементи е 17% (второ място след кислорода, делът на атомите от които е ~ 52%). Следователно стойността на водород в химически процесиНастъпва на земята, почти толкова голяма, колкото кислород. За разлика от кислород, който съществува на Земята и в асоциираните, и в свободните държави, почти всички водород на Земята са под формата на съединения. Само в много незначително количество водород във формата просто вещество Съдържащи се в атмосферата (0.00005% по обем).

  Основната функция на водород е структурирането на биологичното пространство (вода и водородни връзки) и образуването на различни органични (биологични) молекули. Водородът е способен да реагира с електронни положителни и електронни атоми, активно взаимодействат с много елементи, показващи както оксидативни, така и възстановителни свойства. В реакции с алкални и алкални земни метали, водород действа като окисляващ агент и по отношение на кислород, сив, халогени показват рехабилитационни свойства.

  Със загубата на електрона, водородният атом влиза елементарна частица - протон. Във воден разтвор протонът преминава в хидроксониумната катион, която се хидратира от три водни молекули и образува хидроксониев хидроксониев катион Н9 О 4+. Под формата на този катионен протони и са във воден разтвор.

  В биологичните процеси протонът играе изключително важна роля: определя киселинни свойства Решения, участват в преработени трансформации. С участието на водородните йони се появяват катиони на метални катиони в биокомплекси, потока реакциите на утаяване (например образуването на минералната основа на костната тъкан), хидролитичното разпадане на липидите, полизахаридите, пептидите.

  В човешкото тяло водородът в съединенията с други макроелементи форми на аминогрупи и сулфхидрилни групи, които играят решаваща роля във функционирането на различни биомолекули. Водородът влиза в структурата на протеини, въглехидрати, мазнини, ензими и други биоорганични съединения, които изпълняват структурни и регулаторни функции. Благодарение на водородните връзки, се копира ДНК молекулата, която предава генетична информация от поколение на поколение.

  Когато реагира с кислород, водородът образува водна молекула. Водата е основното вещество, от което се състои тялото. В тялото на новородено, съдържанието на вода е около 80%, при възрастен - 55-60%. Водата участва в огромното количество биохимични реакции, във всички физиологични и биологични процеси, осигурява метаболизъм между организма и външната среда, между клетките и вътре в клетките. Водата е структурна основа на клетките, необходимо е да се поддържа оптимален обем, той определя пространствената структура и функциите на биомолекулата.

  В биосъзнанията, част от водата (около 40%) е в асоциирано състояние (сътрудници с неорганични йони и биомолекули). Останалото, т.е. Свободната вода е движеща се структура, свързана с водородните връзки. Има непрекъснат обмен на молекули между свободна и вързана вода.

  Водата в тялото се счита за разделена на извънклетъчна и вътреклетъчна. Извънклетъчната вода, на свой ред, е интерстициална течност, заобикалящи клетки; Интраваскуларна течност (кръвна плазма) и трансклуларен течност, която е в серозни кухини и кухи органи. Натрупването на вода в тялото (хиперхидрата) може да бъде придружено от увеличаване на водното съдържание в междуклетъчния сектор (подуване), в серозните кухини (поливане) и вътрешни клетки (подуване). Намаляването на съдържанието на вода в организма (дехидратация) е придружено от намаляване на тургората, сухота на кожата и лигавиците, хемоконцентрацията и хипотония.

  Налице е теория, свързана със структурираната природа на водата, за така наречената информационна роля на живите системи и наличието на водни решения Структурна памет.

  Въпреки факта, че водата е един от основните компоненти човешки организъмРолята на нея е подценена и има малко проучени като учени и представители на практическата медицина. Междувременно загубата на почти всички гликоген и мазнина или половината от протеините в техните последици за здравето също означава по-малко от загуба само на 10% вода (докато загубата на 20% вода води до смърт).

  Човешката нужда във вода е 1-1,5 ml на KCAL консумирана храна, т.е. с енергийната стойност на диетата през 2000 г., тялото изисква от 2 до 3 литра вода на ден. Около 300-400 ml вода се образува ежедневно в човешкото тяло в резултат на различни метаболитни реакции. Окислението на 1 g въглехидрати води до образуването на 0.6 g вода, 1.07 g липиди и 0.41 g протеини.

• Токсичност на водород

  Водород нетоксичен. Женската доза за човека не е дефинирана.

• Използването на водородни съединения

  Съединения с водород се използват в химическата промишленост при приготвянето на метанол, амоняк и др.

  В медицината един от изотопите на водород (деутерий) се използва като етикет при изучаване на фармакокинетика на лекарства. Друг изотоп (тритий) се използва в диагнозата на радиоизотопа, в изследването на биохимичните реакции на метаболизма на ензимите и др.

  Водороден пероксид Н202 е средство за дезинфекция и стерилизация.

Водородни връзки - специфична връзка, която се създава от атом Н, който е в групи от него, NH, FH, CLH и понякога SH и N свързва тези групи с валентни наситени атоми N2, O2 и F.

Водородните връзки определят структурата и свойствата на водата като основен и основен разтворител в биосистемите. Водородните връзки участват в образуването на макромолекули, биополимери, както и връзки с малки молекули.

Uave \u003d 4-29 kJ / mole

Основният принос за водородните облигации прави електростатичните взаимодействия, но те не ги намаляват. Протонът се движи по директно свързващи електрически атоми и изпитва различен ефект от страна на тези атоми.

Този график е специален случай, връзката между N-H ... N и N ... H-N. R е разстоянието между взаимодействащите частици. 2 минимум на свободната енергия се намират в близост до първия или втория интерактивен атом N.

• 
  Водород комуникация - специфични комуникациякойто е създаден от атом Н, който е в групи от него, NH, FH, CLH и понякога SH, и H свързва тези групи с валентови наситени атоми N2, O2 и F.


• 
  Водород комуникация и неяс роля в биологичен системи. Водород комуникация - специфични комуникациякойто е създаден от N атома, който се намира в групата.


• 
  Водород комуникация и неяс роля в биологичен системи.
  Тя е построена под формата на мрежа от протеинови фибриларни молекули, включително значителни роля Alfa-aktinin играе.


• 
  Водород комуникация и неяс роля в биологичен системи. Водород комуникация - специфични комуникация


• 
  Водород комуникация и неяс роля в биологичен системи. Водород комуникация - специфични комуникацияКоето е създадено от N атома, което е в групи, ... повече подробности.


• 
  Водород комуникация и неяс роля в биологичен системи. Водород комуникация - специфични комуникацияКоето е създадено от N атома, което е в групи, ... повече подробности.


• 
  Роля в биологичен системи.
  водород комуникация Химически комуникация


• 
  2) междумолекулен, ако атомите на ЕА и ЕВ са в различни молекули. Интрамолекуларен водород комуникация Играйте важни биологичен роляТъй като те са определени, пример, спирална структура на полимерни протеинови молекули.


• 
  Механизми за обработка на совалката водород. основното роля CTK - Образование голямо число АТР.
  В този транспорт система водород От цитоплазмения над него се предава на митохондриал по-горе, следователно се образува 3 митохондрии aTF молекули и...


• 
  Роля Дифузия по време на трансфер на вещества в биологичен системи.
  Междумолекулен и интрамолекуларен водород комуникация Химически комуникация Молекулите обикновено са много про ... още ».

Намерени са също страница: 10

3 Какви химически отношения се наричат \u200b\u200bводород? Какви са характеристиките на водородната комуникация? Какво може да се каже за силата на водородните връзки в сравнение с ковалент и йон? Какво е значението на водородната връзка в химията и биологията?

Водородната връзка е химически комуникации между водородните атоми и атомите силно електрически елементи (флуор, кислород, азот). Водородната връзка обикновено се образува между две съседни молекули. Например, се образува между водни молекули, алкохоли, флуород, амоняк.

Това е много слаба връзка, приблизително 15-20 пъти по-слаба ковалентна. Поради това, някои асоциирани вещества с ниско молекулно тегло образуват асоциирани, което води до увеличаване на точките и точките на кипене на веществата.

Аномален високи температури топене и кипяща характеристика на водата (ако обмислим водородни съединения Група VI). Всички водородни съединения на VI групата, с изключение на водата, са газове.

1) Ориентационен(Полярни молекули, дължащи се на електростатичното взаимодействие на крайните крайници на диполи, ориентирани с пространството, така че отрицателните краища на диполите на някои молекули да се превърнат в положителните краища на диполите на други молекули)

2) индукция(Също така се наблюдават вещества с полярни молекули, но обикновено е много по-слаба от ориентационната. Полярната молекула може да увеличи полярността на съседната молекула. \u200b\u200bС други думи, диполът на друга молекула може да се увеличи под влиянието на дипол и не-полярната молекула може да стане полярна)

3) Дисперсия(Тези сили взаимодействат между всички атоми и молекули, независимо от тяхната структура. Те са причинени от настоящите диполни моменти, договорени в голяма група атома)

35. Водородната връзка, нейната биологична роля.

36. Комплексни съединения. Теорията на Вернер. Роля в живия организъм.

37. Дисоциация на сложни съединения. Константа на анулиране на сложни йони.

38. Химична връзка в сложни съединения (примери).

В кристал комплексни съединения С заредени комплекси комуникация между сложните и изнесени йони йонийски, връзки между останалите частици на външната сфера - междумолекулен(включително водород). В повечето сложни частици между централния атом и лиганди на комуникацията ковалент. Всички те или тяхната част са формирани според донорския механизъм (като резултат - с промяна във формалните такси). При най-малко трайни комплекси (например в акваломците на алкални и алкалоземни елементи, както и амониевите) лиганди се държат чрез електростатично привличане. Комуникацията в сложни частици често се нарича донор-акцептор или координационна връзка.

39. Редукционни реакции. Видове редукционни реакции.

Видове редукционни реакции:

1) Междумолекулен- Реакции, при които окисляването и регенериращите атоми са в молекули от различни вещества, например:

H2 S + Cl 2 → S + 2HCL

2) Интрамолекуларен- Реакции, при които окисляването и регенериращите атоми са в молекулите на едно и също вещество, например:

2H2O → 2H2 + O2

3) Непропорционалност (самостоятелно изследване - самолечение) - реакции, при които един и същ елемент действа като окисляващ агент и като редуциращ агент, например:

Cl 2 + Н20 → HClo + HCl

4) Отпреварване - Реакции, при които две различни степени на окислението на същия елемент се оказват една степен на окисление, например:

NH 4 NO 3 → N2O + 2H20

40. Най-важните окислители и редуциращи агенти. Redox двойственост.

Една молекула и водородни атоми друга тип N-X (X е F, O, N, Cl, Br, I) за сметка на силата на електростатичното привличане.

Връзката между водород и един от тези атома се характеризира с достатъчна полярност, тъй като облакът на свързващия електронен е изместен към по-електрифициращ атом. Водородът в този случай се намира в положителния край на дипола. Две и повече такива диполи взаимодействат помежду си, така че ядрото на водородния атом на една молекула (положителният край на дипола) се привлича от електронна двойка на пара от втората молекула. Това съобщение се проявява в газове, течности и твърди вещества.

Тя е сравнително силна. Наличието на водородна комуникация определя увеличаването на стабилността на веществените молекули, както и за увеличаване на тяхната температура на кипене и топене. Образуването на водородни връзки играе важна роля в химическите и биологичните системи.

Водородната връзка е вмъкване и интермолекулен (фиг. 14), молекули карбоксилни киселини При неполярни разтворители, димеризирани поради две междумолекулни водородни връзки.

Фиг. 14. Образуване на водородни облигации: \\ t но - вътрешномолекулен; б. - междумолекулен.

Наличието на вещества в различни обобщени държави Това показва, че между частиците (атоми, йони, молекули) има взаимодействие, причинено от вилите на Van der walals на привличането. Най-важното I. отличителна черта Тези сили са тяхната гъвкавост, тъй като действат без изключение между всички атоми и молекули.

Водородните връзки влияят върху физическото (tp.kip. И т.н., волатилност, вискозитет, спектрални характеристики) и химични (киселинно-първични) свойства на съединенията.

Междумолекулни водородни връзки Провеждане на сдружението на молекулите, което води до увеличаване на температурата на кипене и топене. Например, етилов алкохол С2Н5ОН, способен да свърже, кипи при + 78.3 ° С и диметилов етер от СНЗКСР 3, без да образува водородни връзки, само при 24 ° С ( молекулярна формула И двете вещества с 2Н6Ь).

Образуването на N-връзки с молекули на разтворители допринася за подобряване на разтворимостта. Така, метил и етилов алкохоли (СНЗОН, С2Н5), образуват Н-връзки с водни молекули, разтворени в нея за неопределено време.

Интрамолекуларна водородна връзка Образува се с благоприятно пространствено устройство в молекулата на съответните групи атоми и специфично влияе върху свойствата. Например, N-връзката вътре в молекулите на салициловата киселина увеличава нейната киселинност.

Водородни облигации и техния ефект върху свойствата на веществото

Също така, в момента има мнение, че водородната връзка е слаба и силна.

Те се различават един от друг по енергия и продължителността на комуникацията (разстояние между атомите):

1. Водородните връзки са слаби. Енергия - 10-30 kJ / mol, общностна дължина - 30. Всички изброени по-горе вещества са примери за нормална или слаба водородна връзка.

2. Водородните облигации са силни. Енергия - 400 kJ / mol, дължина - 23-24.