Молекулы внутри вещества взаимодействуют друг с другом. Это осуществляется с помощью межмолекулярных взаимодействий, возникающих среди нейтральных молекул без образования ковалентных связей. К ним относятся водородные связи, которые также могут быть представителями внутримолекулярных взаимодействий.
Что такое водородные связи?
Водородная связь – связь, которая формируется между водородом и молекулами с сильнополярными связями (H-F, H-O, H-N). Она обеспечивает дополнительные межмолекулярные силы притяжения и увеличивает устойчивость вещества. Обозначается точками: Н ··· O.
Создание водородной связи отличается от других связей. Она формируется одновременно по обменному и донорно-акцепторному механизму. Роль донора играет электроотрицательный элемент, а акцептора – водород. Чем выше электроотрицательность, тем больше устойчивость вещества.
Водородная связь свойственна для многих веществ:
- плавиковая кислота;
- вода;
- аммиачный раствор;
- органические соединения с группировками О-Н и N-H.
Образованием водородных связей можно объяснить изменение свойств веществ. Например, она повышает температуру кипения и плавления.
Биологическая роль водородных связей
Полимерные цепи с помощью водородных связей формируют объемные структуры, которым характерна высокая биологическая активность. Химические взаимодействия возникают из-за электростатических взаимоотношений разноименных зарядов частиц в веществе. Разрыв водородных связей в белках или нуклеиновых кислотах лишает нативных свойств.
Многие полимеры укреплены с помощью водородных связей. В нейлоне они играют главную роль при кристаллизации материала. Также они присутствуют в древесине, хлопке, льне, целлюлозе и других соединениях.
В какой структуре белка появляются водородные связи?
Водородные связи укрепляют белки и нуклеиновые кислоты во вторичной и третичной структурах. Они позволяют макромолекулам принимать определенную форму. Биологическое значение водородной связи заключается в образовании спиральных структур нуклеиновой кислоты ДНК, которая обеспечивается попарным расположением нуклеотидов.
В белках есть два варианта образования связей между:
- пептидными группами;
- боковыми радикалами полярных аминокислот.
Водородные связи формируются с помощью ван-дер-ваальсовых сил разноименных полюсов диполя. Первичная структура белков образуется с помощью пептидных связей. Пространственная структура основывается на водородных и ионных связях, ван-дер-ваальсовых силах, гидрофобных взаимодействиях. Водородные связи пептидных групп образуют вторичную структуру белков. Формирование третичной и четвертичной структур осуществляется водородными связями, образующимися между радикалами полярных аминокислот, ионными взаимодействиями, ван-дер-ваальсовыми силами, гидрофобными взаимодействиями.
Как вы считаете, материал был полезен?