Conţinut
- Formarea podului hidrogen
- Proprietățile legăturilor de hidrogen
- Importanța biologică a formării legăturii de hidrogen
- Formarea punții de hidrogen în apă
- Formarea de punți de hidrogen în proteine
Se formează o legătură de hidrogen atunci când partea pozitivă a unei molecule este trasă la capătul negativ al alteia. Conceptul este similar cu cel al atracției magnetice în care polii opuși atrage. Hidrogenul are un proton și un electron. Acest lucru face ca hidrogenul să fie un atom pozitiv din punct de vedere electric din cauza deficienței sale de electroni. Se caută să se adauge încă un electron la nivelul său de energie pentru a se stabiliza.
Formarea podului hidrogen
Doi termeni sunt importanți pentru a înțelege modul în care se formează podul hidrogen: electronegativitatea și dipolul. Electronegativitatea este măsura tendinței unui atom de a atrage electroni în sine pentru a forma o legătură. Un dipol este separarea încărcărilor pozitive și negative într-o moleculă. O interacțiune dipol-dipol este o forță atractivă între partea pozitivă a unei molecule polar și partea negativă a alteia.
Hidrogenul este cel mai frecvent atras de elementele mai electronegative, cum ar fi fluorul, carbonul, azotul și oxigenul. Un dipol se formează într-o moleculă atunci când hidrogenul reține partea mai pozitivă a încărcăturii în timp ce electronul este tras de elementul mai electronegativ, unde încărcarea negativă devine mai concentrată.
Proprietățile legăturilor de hidrogen
Podurile hidrogen sunt mai slabe decât legăturile covalente sau ionice, deoarece se formează și se rup ușor în condiții biologice. Moleculele cu legături covalente apolare nu formează legături de hidrogen. Dar orice compus având legături covalente polar poate forma podurile.
Importanța biologică a formării legăturii de hidrogen
Formarea legăturilor de hidrogen este importantă în sistemele biologice, deoarece ele stabilizează și determină structura și forma macromoleculelor mari, cum ar fi acidul nucleic și proteinele. Acest tip de legare are loc în structuri biologice, cum ar fi ADN și ARN. Această legătură este foarte importantă în apă, deoarece este forța care există între moleculele de apă care le reunește împreună.
Formarea punții de hidrogen în apă
Atât ca lichid, cât și ca solid, formarea legăturii de hidrogen dintre moleculele de apă oferă forța atractivă pentru menținerea masei moleculare. Podurile intermoleculare sunt responsabile pentru punctul de topire ridicat al apei, deoarece ele măresc cantitatea de energie necesară pentru ruperea legăturilor înainte de începerea procesului de fierbere. Legătura cu hidrogen forțează moleculele de apă să formeze cristale atunci când îngheață. Deoarece laturile pozitive și negative ale moleculelor de apă trebuie să fie orientate într-un aranjament care permite laturilor pozitive să atragă negativul moleculei, rețeaua cristalină a structurii de gheață nu are o formă atât de mixtă și strânsă, care permite gheții să plutească în apă.
Formarea de punți de hidrogen în proteine
Structura tridimensională a proteinelor este foarte importantă în reacțiile biologice, cum ar fi cele care implică enzime în care forma uneia sau mai multor proteine trebuie să se potrivească în deschideri în enzime, cum ar fi un sistem de blocare și cheie. Conductele de hidrogen permit proteinelor să se îndoaie, să se întoarcă și să se potrivească într-o varietate de forme necesare, care determină activitatea biologică a proteinei. Acest lucru este foarte important în ADN, deoarece formarea podurilor permite moleculei să-și asume formația de helix dublu.