какую роль играет межмолекулярная связь в природе

Какую роль играет межмолекулярная связь в природе

На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!

Задание 1
Какая химическая связь называется водородной? Как она образуется? Водородная связь ― это связь, которая образуется между атомом водорода, связанным ковалентной связью с электроотрицательным атомом одной молекулы и атомами фтора, кислорода, азота другой молекулы, имеющими неподелённые электронные пары. Водород способен образовывать такие специфические химические связи потому, что атом водорода обладает очень маленьким радиусом и при смещении или отдаче единственного электрона приобретает положительный заряд, притягивающий электроотрицательные атомы других молекул.
Какие разновидности этой связи различают? Межмолекулярная и внутримолекулярная.

Задание 2
Какие особые свойства обусловлены межмолекулярной водородной связью у низкомолекулярных веществ? Обладают повышенными температурами плавления и кипения, а многие из них неограниченно растворимы в воде.

Задание 4
Сравните вторичную структуру ДНК с вторичной структурой белков.
Каждая половинка двойной спирали ДНК представляет собой полимер, построенный из четырёх видов нуклеотидов. Строгий порядок расположения остатков нуклеотидов одной цепи ДНК напротив нуклеотидов другой формируется именно за счёт водородных связей по принципу комплементарности: между остатками аденинового (А) и тиминового (Т) нуклеотидов ― две водородные связи, между цитозиновым (Ц) и гуаниновым (Г) ― три водородные связи. Вторичная структура белков представляет из себя закрученную полипептидную спираль, которая фиксируется с помощью водородных связей между N ― H группами одного витка спирали и C=O группами соседнего витка.

Задание 7
Как с помощью российского мецената Дж. Уотсону была вручена золотая медаль Нобелевского лауреата дважды? 4 декабря 2014 года российский миллиардер Алишер Усманов на нью-йоркском аукционе Christie’s приобрёл за 4,1 миллиона долларов нобелевскую медаль Уотсона ( ранее выставленную учёным с целью пожертвования денег с её продажи для нужд университета) и вернул её учёному.

Источник

Какую роль играет межмолекулярная связь в природе

На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!

Задание 1
Что такое водородная связь? Водородная связь ― это химическая связь между атомами водорода одной молекулы (или её части) и атомами наиболее электроотрицательных элементов (фтор, кислород, азот) другой молекулы (или её части).
Какую точку зрения – физиков или химиков – вы разделяете по вопросу её природы? Водородная связь ― это частный случай межмолекулярного взаимодействия и тип химической связи.

Задание 2
Каков механизм образования водородной связи? Электростатическое притяжение и донорно-акцепторное взаимодействие.
Какие виды водородной связи вы знаете? Внутримолекулярная и межмолекулярная.

Задание 3
Какими особыми свойствами обладают вещества с межмолекулярной водородной связью? Высокими температурами плавления и кипения веществ, а также хорошей их растворимостью.

Задание 5
Какую роль играет внутримолекулярная водородная связь в организации нативной (природной) структуры биополимеров – белков и нуклеиновых кислот? Определяет вторичную структуру белков и принцип комплементарности или дополнительности, в соответствии с которым организована двойная спираль молекулы ДНК.

Источник

Водородная связь

Вы будете перенаправлены на Автор24

Понятие водородная связь

Появление водородной связи предопределено исключительностью атома водорода. Атом водорода гораздо меньше, чем другие атомы. Электронное облако, образованное им и электроотрицательным атомом сильно смещено в сторону последнего. В результате ядро водорода остается слабоэкранированным.

Атомы кислорода гидроксильных групп двух молекул карбоновых кислот, спиртов или фенолов могут близко сходиться из-за образования водородных связей.

Положительный заряд ядра атома водорода и отрицательный заряд другого электроотрицательного атома притягиваются. Энергия их взаимодействия сопоставима с энергией прежней связи, поэтому протон оказывается связанным сразу с двумя атомами. Связь со вторым электроотрицательным атомом может быть более сильной, чем первоначальная связь.

Протон может передвигаться от одного электроотрицательного атома к другому. Энергетический барьер у такого перехода незначительный.

Водородные связи относятся к числу химических связей средней силы, но, если таких связей много, то они способствуют образованию прочных димерных или полимерных структур.

Готовые работы на аналогичную тему

Положительный конец диполя в гидроксильной группе находится у атома водорода, поэтому через водород может формироваться связь с анионами или электроотрицательными атомами, содержащими неподеленные электронные пары.

Рисунок 2. Ацетон, диметилсульфоксид (ДМСО), гексаметилфосфортриамид (ГМФТА)

Так как стерические препятствия отсутствуют, водородная связь образуется легко. Ее сила, в основном определяется тем, что она преимущественно имеет ковалентный характер.

Обычно наличие водородной связи обозначают пунктирной линией между донором и акцептором, например, у спиртов

Как правило, расстояние между двумя атомами кислорода и водородной связи меньше суммы ван-дер-ваальсовых радиусов атомов кислорода. Должно присутствовать взаимное отталкивание электронных оболочек атомов кислорода. Однако силы отталкивания преодолеваются силой водородной связи.

Природа водородной связи

Значение межмолекулярной водородной связи

Водородные связи оказывают следующее влияние на соединения:

они обуславливают ассоциацию соединений (карбоновых кислот, спиртов), что приводит к появлению высоких температур кипения этих соединений;

Например: уксусная кислота даже в газовой фазе существует в виде димера.

сольватация соединений посредством образования водородных связей с растворителем существенно повышает их растворимость;

способствуют стабилизации ионизированных частиц в растворе, например межмолекулярные водородные связи в соединениях А,Б,В:

важны при формировании пространственной структуры нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов и др. соединений;

участвуют в осуществлении ряда биохимических процессов (синтез мРНК, репликация ДНК);

обеспечивают связывание лекарственных препаратов с рецепторами и т.д.

Внутримолекулярные водородные связи

В случаях, когда возможно замыкание шестичленного или пятичленного цикла, образуются внутримолекулярные водородные связи.

Наличие внутримолекулярных водородных связей в салициловом альдегиде и о-нитрофеноле является причиной отличия их физических свойств от соответствующих мета- и пара-изомеров.

$o$-Нитрофенол является единственным из трех изомерных представителей нитрофенолов, который способен перегоняться с водяным паром. На этом свойстве основано его выделение из смеси изомеров нитрофенола, которая образуется в результате нитрования фенолов.

Источник

Какую роль играет межмолекулярная связь в природе

Ключевые слова конспекта: Водородная химическая связь: меж- и внутримолекулярная. Значение водородной связи в природе и жизни человека.

Молекулы электронейтральны, однако и между ними могут возникнуть силы взаимного притяжения, получившие название вандервальсова взаимодействия в честь голландского учёного, лауреата Нобелевской премии Йоханнеса Дидерика Ван-дер-Ваальса. Причиной такого притяжения является электромагнитное взаимодействие электронов и ядер одной молекулы с электронами и ядрами другой. Межмолекулярные связи значительно менее прочные, чем химические. Однако именно они приводят к тому, что вещества молекулярного строения могут существовать в конденсированном, т. е. жидком или твёрдом, состоянии.

Силы Ван-дер-Ваальса — предмет изучения физики. Однако к межмолекулярному взаимодействию относят и водородную связь, которая имеет большое значение в химии и биологии.

Энергия водородной связи составляет всего лишь 4—40 кДж/моль, т. е. соответствует энергетической характеристике межмолекулярных сил. Поэтому её можно рассматривать как частный случай вандерваальсовых сил взаимодействия. Несмотря на низкие энергетические характеристики, а может быть именно благодаря им, водородная связь — основа организации и функционирования живой материи на нашей планете.

Это определение справедливо для межмолекулярной водородной связи.

В молекуле воды — два атома водорода и две неподелённые электронные пары. Следовательно, каждая молекула способна к образованию не одной, а четырёх водородных связей. Образуется своеобразный пространственный каркас, скрепляющий между собой множество молекул воды.

Водородная связь может возникать между атомами водорода и атомами неметаллов с высокой электроотрицательностью (фтора, кислорода, азота), обладающих неподелёнными парами электронов.

Водородная связь примерно в 10 раз слабее, чем ковалентная полярная, однако она сцепляет молекулы воды друг с другом. В результате вода приобретает аномальные свойства, которые позволяют считать её самым удивительным веществом на Земле.

Например, для того чтобы оторвать одну молекулу воды от другой, требуется затратить некоторое количество энергии. Если бы водородных связей не было, вода закипала бы при температуре –80 °С, а замерзала бы при –100 °С. В таком случае наша Земля превратилась бы в безжизненную пустыню: все реки, моря и океаны выкипели бы, а на небе не было бы ни облачка, ни тучки.

Плотность воды тоже аномальна. В твёрдом агрегатном состоянии (лёд) молекулы воды «упакованы» так, что между ними остаётся много «пустого места». Поэтому плотность льда меньше, чем плотность воды, и лёд плавает на её поверхности. Благодаря этому аномальному свойству даже при самых сильных морозах температура воды на глубине подо льдом не опускается ниже +4 °С. Именно при такой температуре плотность воды самая большая, а потому лёд легче воды и в ней не тонет. Это позволяет глубоким водоёмам не промерзать зимой до дна, что спасает жизнь водным обитателям.

Удивительная красота и многообразие снежинок — также результат работы водородных связей.

Благодаря водородным связям вещества с низкими относительными молекулярными массами ассоциированы в жидкости, например, первые члены гомологических рядов предельных одноатомных спиртов и карбоновых кислот. Эти вещества, как и некоторые многоатомные спирты (этиленгликоль, глицерин), благодаря водородным связям неограниченно растворимы в воде:

Водородная связь способствует лёгкому переходу некоторых веществ (например, аммиака, фтороводорода) из газообразного состояния в жидкое и обратно:

Это свойство аммиака позволяет использовать его в качестве хладагента в промышленных холодильных установках.

Рассмотрим ещё одну разновидность водородной связи, которая играет большую роль в организации структур таких важнейших биополимеров, как белки и нуклеиновые кислоты. Так как эта связь возникает внутри полимерных молекул, она называется внутримолекулярная водородная связь. Именно эта связь определяет вторичную структуру белка и двойную спираль ДНК.

Разрушение вторичной структуры белка приводит к его денатурации.

Каждая половинка двойной спирали представляет собой полимер, построенный из четырёх видов нуклеотидов, — полинуклеотид. Строгий порядок расположения остатков нуклеотидов одной цепи ДНК напротив нуклеотидов другой формируется именно за счёт водородных связей по принципу комплементарности: между остатками аденинового (А) и тиминового (Т) нуклеотидов — две водородные связи, между цитозиновым (Ц) и гуаниновым (Г) — три водородные связи.

Водородные связи играют важную роль в процессе передачи наследственной информации. При самоудвоении ДНК водородные связи материнской молекулы разрываются и синтезируются две новые цепи полинуклеотидов, в соответствии с принципом комлементарности. В итоге возникают две новые молекулы ДНК, в каждой из которых одна цепь была взята из материнской ДНК, а вторая, комплементарная ей, была выстроена заново.

Водородные связи — основа соблюдения строгой программы синтеза мРНК и затем соответствующего белка. Следовательно, без водородных связей невозможно было бы существование белковых организмов на нашей планете.

За открытие структуры двойной спирали дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) американские биологи Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик были удостоены Нобелевской премии.

Конспект урока по химии «Водородная химическая связь». В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 11 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:

Источник

§ 6. Водородная химическая связь (окончание)

Необратимая денатурация белка вам хорошо известна по процессу варки яиц или приготовления мяса, рыбы и других белковых продуктов. О том, какие факторы могут привести к разрушению природной структуры белковых молекул, красноречиво расскажут несложные опыты. Если к раствору белка куриного яйца прилить немного этилового спирта или соли тяжёлого металла (медного купороса, нитрата свинца (II)), то нетрудно будет заметить выпадение осадка вследствие денатурации белка. Аналогичным действием обладает никотин. Может быть, эти опыты помогут вам понять, как губительны такие вредные привычки, как курение и употребление спиртного.

Водородная связь играет важнейшую роль в организации структуры и функционирования таких природных биополимеров, как нуклеиновые кислоты.

Так, двойная спираль (рис. 36) дезоксирибонуклеиновой кислоты — ДНК (из курса органической химии вспомните, из чего она состоит) — построена в полном соответствии с принципом комплементарности, или дополнительности. Он заключается в том, что напротив аденинового нуклеотида (А) одной полинукле- отидной цепи всегда располагается не любой, а только тиминовый нуклеотид (Т), а напротив гуанинового нуклеотида (Г) — обязательно цитозиновый нуклеотид (Ц) (рис. 37). Всё дело в том, что между этими нуклеотидами возникают водородные связи: между А и Т — две водородные связи, между Ц и Г — три.

Аналогичную роль играют водородные связи и в процессе передачи наследственной информации. Так, при самоудвоении ДНК (этот процесс, как вы помните, называют репликацией) водородные связи разрываются, полинуклеотидные цепи раскручиваются и расходятся. Каждая цепь служит матрицей для образования на ней комплементарной цепи за счёт возникновения новых водородных связей.

Таким образом, после репликации образуются две дочерние молекулы ДНК, в каждой из которых одна спираль была взята из родительской ДНК, а вторая (комплементарная) спираль синтезирована заново (см. рис. 37).

Не менее важны водородные связи и в процессе транскрипции, т. е. переписывания информации о составе синтезируемого впоследствии белка на полинуклеотидную цепь ДНК.

Аналогична роль водородных связей и в трансляции, т. е. передаче информации о последовательности аминокислот в белковой молекуле в рибосомы, где происходит её сборка.

1. Что такое водородная связь? Какую точку зрения — физиков или химиков — вы разделяете по вопросу её природы?

2. Каков механизм образования водородной связи? Какие виды водородной связи вы знаете?

3. Какими особыми свойствами обладают вещества с межмолекулярной водородной связью?

4. Какую роль играет межмолекулярная водородная связь в природе?

5. Какую роль играет внутримолекулярная водородная связь в организации нативной (природной) структуры биополимеров — белков и нуклеиновых кислот?

6. Какую роль играет внутримолекулярная водородная связь в хранении и передаче наследственной информации? При ответе используйте знания по курсу общей биологии, а также консультации учителей биологии и химии.

7. Подготовьте сообщение и презентацию о социальной роли водородных связей, проиллюстрировав примерами. Воспользуйтесь ресурсами Интернета.

8. Подготовьте сообщение об открытии структуры дезоксирибонуклеиновых кислот лауреатами Нобелевской премии Дж. Уотсоном и Ф. Криком, используя ресурсы Интернета.

9. Подготовьте сообщение о химической природе негативных последствий для организма человека курения и употребления алкоголя, используя различные источники информации и ЦОРы.

Источник