Dannelsen af ​​hydrogenbindinger

En hydrogenbinding dannes, når den positive ende af et molekyle tiltrækkes til den anden ende. Konceptet ligner magnetisk attraktion, hvor modstående poler tiltrækker. Hydrogen har en proton og en elektron. Dette gør hydrogen til et elektrisk positivt atom, fordi det har en mangel på elektroner. Det søger at tilføje en anden elektron til sin energiskal for at stabilisere den.

Hydrogenbindingsdannelse

To udtryk er vigtige for at forstå, hvordan hydrogenbindingen danner: elektronegativitet og dipolen. Elektronegativitet er målet for et atoms tendens til at tiltrække elektroner til sig selv for at danne en binding. En dipol er en adskillelse af positive og negative ladninger i et molekyle. En dipol-dipol-interaktion er en attraktiv kraft mellem den positive ende af et polært molekyle og den negative ende af et andet polært molekyle.

Brint er mest tiltrukket af flere elektronegative elementer end sig selv, såsom fluor, kulstof, nitrogen eller oxygen. En dipol dannes i et molekyle, når hydrogen bevarer den mere positive ende af ladningen, mens dens elektron trækkes ind mod det elektronegative element, hvor den negative ladning bliver mere koncentreret.

Egenskaber for hydrogenbindinger

Hydrogenbindinger er svagere end kovalente eller ioniske bindinger, fordi de let danner og bryder under biologiske forhold. Molekyler, der har ikke-polære kovalente bindinger, danner ikke hydrogenbindinger. Men enhver forbindelse, der har polære kovalente bindinger, kan danne en hydrogenbinding.

Biologisk betydning af hydrogenbindingsdannelse

Dannelsen af ​​hydrogenbindinger er vigtig i biologiske systemer, fordi bindingerne stabiliserer og bestemmer strukturen og form af store makromolekyler, såsom nukleinsyrer og proteiner. Denne type af binding forekommer i biologiske strukturer, såsom DNA og RNA. Denne binding er meget vigtig i vand, fordi det er den kraft der eksisterer mellem vandmolekylerne for at holde dem sammen.

Hydrogenbindingsdannelse i vand

Både som en væske og som fast is brænder hydrogenet bindingsdannelse mellem vandmolekylerne giver den attraktive kraft til at holde molekylmassen sammen. Intermolekylær hydrogenbinding er ansvarlig for vandets høje kogepunkt, fordi det øger mængden af ​​energi, der kræves for at bryde forbindelserne, før kogning kan begynde. Hydrogenbinding styrker vandmolekyler til dannelse af krystaller, når det fryser. Da de positive og negative ender af vandmolekylerne skal orientere sig i en matrix, der tillader de positive ender at tiltrække molekylernes negative ender, er gitteret eller rammen af ​​iskrystallen ikke så tætmasket som den flydende form og tillader is at flyde i vand.

Hydrogenbindingsdannelse i proteiner

Proteinens 3-D-struktur er meget vigtig i biologiske reaktioner, som f.eks. enzymer, hvor formen af ​​et eller flere proteiner skal passer ind i åbninger i enzymer meget som en lås og nøgle mekanisme. Hydrogenbinding gør det muligt for disse proteiner at bøje, foldes og passe ind i forskellige former efter behov, hvilket bestemmer proteinets biologiske aktivitet. Dette er meget vigtigt i DNA, fordi dannelsen af ​​hydrogenbindinger gør det muligt for molekylet at indtage sin dobbelt helixdannelse.