Intermolecular interactions.
Konstantin GERMAN

Chair Head of Natural and Biomedical Sciences,
Moscow Medical Institute RE...
ЛЕКЦИЯ № 9:
СТРОЕНИЕ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ
многообразие химических связей

Зав. кафедрой естественных наук
Константин Эдуардови...
Атомы = Кусочки материи ?
• Демокрит полагал, что свойства того или иного
вещества определяются формой, массой, и пр.
хара...
Представление о содержащихся в веществах
электрических частицах было высказано в качестве
гипотезы английским ученым Г. Дж...
Электрон
• В 1897 Дж. Дж. Томсон
исследуя прохождение
электричества через газы
открыл электрон, за что в
1906 году был удо...
Планетарная модель
атома Бора-Резерфорда
•

•

В 1911 году[3] Эрнест Резерфорд,
E. Rutherford
проделав ряд опытов по
рассе...
А́том (от др.-греч. ἄτομος — неделимый) — наименьшая,
химически неделимая часть химического элемента,
являющаяся носителем...
Если число протонов в ядре совпадает с числом
электронов, то атом в целом оказывается
электрически нейтральным.
•

В проти...
Закон Мозли: корень квадратный из частоты ν
спектральной линии характеристического РЕНГЕНОВСКОГО
излучения элемента есть л...
Почему?
Потому что работы Мозли позволили
соединить физику с химией,
заложив научный фундамент под систему
свойств атомов ...
Периодическая зависимость
свойств атомов от порядкового номера Z
Периодический закон Менделеева
1859, 1860,1861 гг. молодо...
Элементы таблицы Менделеева с
номерами 114 и 116 получили имена
•

Сверхтяжелые элементы таблицы
Менделеева с номерами 114...
Сверхтяжелые элементы
• Ядра всех сверхтяжелых элементов очень неустойчивы и
распадаются на более мелкие ядра и частицы за...
Флеров и
Оганесян
Помимо 114 и 116 элементов, в
ОИЯИ в разное время
были также синтезированы химические элементы
с порядко...
Строение молекул
•

•

•

•

В квантовой физике вводится
функция , описывающая состояние
объекта, которая называется
волно...
•

•

•

•

Теория молекулярных орбиталей (МО) дает
представление о распределении
электронной плотности и объясняет свойст...
По сравнению с методом валентных схем МО ЛКАО имеет
следующие преимущества:
•
•
•
•

•

Позволяет описывать
химическую свя...
Поляризация химической связи — асимметрия (смещение)
электронной плотности, связывающей
молекулярной орбитали ковалентной ...
Полярные химические связи.
• Полярная связь — химическая
связь, обладающая
постоянным электрическим
дипольным моментом
всл...
Индуктивный или I-эффект
• Дипольный момент
поляризованной связи
может вызывать
поляризацию соседних
связей в молекуле (
и...
Мезомерный или M-эффект
• В случае наличия в
• В случае пирролидина
молекуле системы
дипольный момент
сопряженных π-связей...
Перманганат серебра
• Перманганат серебра
— неорганическое
соединение, соль
металла серебра и
марганцовой кислоты
с формул...
Активирование молекул газа при
адсорбции на твердой поверхности
1. Сохранение числа
электронов системы
2. Увеличение числа...
Гемоглоби́н сложный железосодержащий белок ,
способный обратимо связываться с кислородом,
обеспечивая его перенос в ткани....
Хлорофилл
Хлорофилл a

Хлорофилл b

Хлорофилл c1 Хлорофилл c2 Хлорофилл d

Формула

C55H72O5N4Mg

C55H70O6N4Mg

C35H30O5N4...
ГЕМ - Простетическая группа
Гемоглоби́на
способна обратимо связываться с
кислородом, обеспечивая его перенос в
ткани, дава...
Водородная связь — форма ассоциации между

электроотрицательным атомом и атомом водорода H,
связанным ковалентно с другим ...
Водородная связь в значительной мере

определяет свойства и таких биологически важных
веществ, как белки и нуклеиновые кис...
Лекция 11
Межмолекулярные
взаимодействия
МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ
СВЯЗИ
К основным видам межмолекулярного
взаимодействия относят :

вандерваальсовы силы,
 водородные свя...
Вандерваальсовы силы
обуславливают притяжение межу
молекулами и включают в себя три
составлющие:

 диполь-дипольные взаи...
1. Диполь-дипольное взаимодействие
происходит за счет ориентации диполей.
2. Индукционное взаимодействие. При
воздействи...
Вандерваальсовы силы
• Энергия вандерваальсовых
взаимодействий невелика и выражается
уравнением:

• где a и b - константы,...
Водородные связи
H-bonds
МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СВЯЗИ
Водородная связь — форма ассоциации между
электроотрицательным атомом и атомом водорода H, связанным
ковалентно с другим э...
Если в качестве ЭО атомов выступают атомы ФТОРА, то
энергия водородной связи максимальна и близка 40
кДж/моль).

Молекула ...
Если в качестве ЭО атомов выступают атомы
КИСЛОРОДА, то энергия водородной связи также
велика кДж/моль).
В составе каждой ...
Структуры воды и льда между собой
•
очень похожи[9]. В воде, как и во льду,
молекулы стараются расположиться в
определённо...
Диаграмма Т – P воды.
Если в качестве ЭО атомов выступают атомы АЗОТА,
то энергия водородной связи невелика .
В аммиаке молекулы связаны между с...
• Биологическая роль Аммиака
• Аммиак является конечным продуктом азотистого обмена в организме
человека и животных. Он об...
• Если в качестве ЭО атомов выступают атомы АЗОТА, то
энергия водородной связи невелика, но зато, за счет
более высокой эл...
Ну а связи C-H практически не
способны образовывать
водородные связи из-за слабой
поляризованности.
Водородная связь в значительной мере определяет

свойства и таких биологически важных веществ, как белки
и нуклеиновые кис...
Спасибо за внимание!
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

лекция межмолекулярные связи 9 2

1,137 views

Published on

0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
1,137
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
15
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

лекция межмолекулярные связи 9 2

  1. 1. Intermolecular interactions. Konstantin GERMAN Chair Head of Natural and Biomedical Sciences, Moscow Medical Institute REAVIZ www.slideshare.net
  2. 2. ЛЕКЦИЯ № 9: СТРОЕНИЕ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ многообразие химических связей Зав. кафедрой естественных наук Константин Эдуардович Герман
  3. 3. Атомы = Кусочки материи ? • Демокрит полагал, что свойства того или иного вещества определяются формой, массой, и пр. характеристиками образующих его атомов. • Так, скажем, у огня атомы остры, поэтому огонь способен обжигать, • у твёрдых тел они шероховаты, поэтому накрепко сцепляются друг с другом, • у воды — гладки, поэтому она способна течь. • Даже душа человека, согласно Демокриту, состоит из атомов.
  4. 4. Представление о содержащихся в веществах электрических частицах было высказано в качестве гипотезы английским ученым Г. Дж. Стонеем. • • • Вещества можно разложить электрическим током, – например, воду можно разложить таким способом на водород и кислород. Майкл Фарадей установил, что для получения некоторого количества элемента из того или иного его соединения требуется определенное количество электричества. • • Обдумывая эти явления, Стоней в 1874г. пришел к выводу о том, что они указывают на существование электричества в виде дискретных единичных зарядов, причем эти единичные заряды связаны с атомами. В 1891г. Стоней предложил название электрон для постулированной им единицы электричества. Экспериментально электрон был открыт в 1897г Дж. Дж. Томсоном (1856-1940) в
  5. 5. Электрон • В 1897 Дж. Дж. Томсон исследуя прохождение электричества через газы открыл электрон, за что в 1906 году был удостоен Нобелевской премии по физике http://www.etudes.ru/ru/etudes/tomson/ • «Пудинговая» модель атома
  6. 6. Планетарная модель атома Бора-Резерфорда • • В 1911 году[3] Эрнест Резерфорд, E. Rutherford проделав ряд опытов по рассеиванию альфа-частиц, пришёл к Нобелевский Лауреат 1908 год (химия) «All science is either physics выводу, что атом представляет собой or stamp collecting» подобие планетной системы, в . которой электроны движутся по орбитам вокруг расположенного в центре атома тяжёлого положительно заряженного ядра («модель атома Резерфорда»). Нильс Бор ввел постулаты: электрон в атоме, находясь в некоторых специальных энергетических состояниях, не излучает энергию. Изучение излучения атома привело к созданию квантовой механики
  7. 7. А́том (от др.-греч. ἄτομος — неделимый) — наименьшая, химически неделимая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. • Атом состоит из атомного ядра и электронов. • Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и незаряженных нейтронов, связанных между собой при помощи сильного взаимодействия.
  8. 8. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. • В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. • Атомы классифицируются по количеству протонов и нейтронов в ядре: • количество протонов определяет принадлежность атома некоторому химическому элементу, а число нейтронов — изотопу этого элемента. • Атомы различного вида в разных количествах, связанные межатомными связями, образуют молекулы: Atisane = Атизан (три способа изображения ОДНОЙ МОЛЕКУЛЫ)
  9. 9. Закон Мозли: корень квадратный из частоты ν спектральной линии характеристического РЕНГЕНОВСКОГО излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера Z • Это открытие имело огромное значение для установления физического смысла периодической системы элементов и атомного номера и для подтверждения правильности концепции планетарного атома • В 1962 г. Нильс Бор заметил: • «Вы знаете, работы Резерфорда [по атомному ядру] не считались серьёзными. Сегодня мы не можем в это поверить, но они вовсе не рассматривались серьёзно. Henry Moseley Никто и нигде про них не упоминал. И 1887 – 1915 (27 лет) только после работ Мозли все Погиб в 1-ю Мировую изменилось». на Турецком фронте
  10. 10. Почему? Потому что работы Мозли позволили соединить физику с химией, заложив научный фундамент под систему свойств атомов – СИСТЕМУ МЕНДЕЛЕЕВА
  11. 11. Периодическая зависимость свойств атомов от порядкового номера Z Периодический закон Менделеева 1859, 1860,1861 гг. молодой Менделеев, как в свое время Ломоносов, находился в научной командировке в университете Гейдельберга (Германия). Рекомендую прочитать биографию Менделеева в Википедии
  12. 12. Элементы таблицы Менделеева с номерами 114 и 116 получили имена • Сверхтяжелые элементы таблицы Менделеева с номерами 114 и 116 официально получили свои имена флеровий и ливерморий - в честь лабораторий, которые участвовали в их синтезе. 114 был получен в 2000 году путем бомбардировки на циклотроне У-400 мишени из плутония-242 ядрами кальция-48, а 116-й элемент - в 2004 году в реакции кальция-48 и кюрия-245. • Академик Оганесян назвал 114 и 116 элементы "первыми птицами с Президент Международного союза острова стабильности". теоретической и прикладной химии профессор Тацуми Кацуюки.
  13. 13. Сверхтяжелые элементы • Ядра всех сверхтяжелых элементов очень неустойчивы и распадаются на более мелкие ядра и частицы за считанные доли секунды. • Физики разработали теорию, согласно которой ядра некоторых сверхтяжелых элементов могут иметь особую конфигурацию, позволяющую им существовать минуты, часы, дни и месяцы - речь идет об "острове стабильности" сверхтяжелых элементов. • Теория предсказывает, что сверхтяжелые элементы могут быть стабильны и условии, что это будут нейтронно избыточные изотопы - с большим количеством нейтронов в ядре.
  14. 14. Флеров и Оганесян Помимо 114 и 116 элементов, в ОИЯИ в разное время были также синтезированы химические элементы с порядковыми номерами 104, 113, 115, 117 и 118. В знак признания выдающегося вклада ученых ОИЯИ в современную физику и химию, 105-му элементу таблицы Менделеева в 1997 году решением ИЮПАК присвоено название "дубний".
  15. 15. Строение молекул • • • • В квантовой физике вводится функция , описывающая состояние объекта, которая называется волновой функцией. Эта функция связана с вероятностью обнаружения объекта в одном из чистых состояний (квадрат модуля волновой функции представляет собой плотность вероятности). Поведение гамильтоновой системы в чистом состоянии полностью описывается с помощью волновой функции. • Отказавшись от описания движения частицы с помощью траекторий, получаемых из законов динамики, и определив вместо этого волновую функцию, необходимо ввести в рассмотрение уравнение, эквивалентное законам Ньютона и дающее рецепт для нахождения в частных физических задачах. Таким уравнением в общем случае является уравнение Шрёдингера, а для электронов – уравнение Паули
  16. 16. • • • • Теория молекулярных орбиталей (МО) дает представление о распределении электронной плотности и объясняет свойства молекул Молекула рассматривается как целое, а не как совокупность сохранивших индивидуальность • атомов. В молекуле имеются дискретные энергетические состояния отдельных электронов (молекулярные орбитали) с их орбитали самосогласованным движением в поле друг друга и всех ядер молекулы. Предполагается, что все электроны данной молекулы (как и в атоме) распределяются по соответствующим орбиталям. Состояние электрона в атоме описывается одноэлектронной волновой функцией ψ, являющейся решением уравнения Шрёдингера. Молекулярная орбиталь пероксида водорода По аналогии с атомными орбиталями s-, p-, d-, fмолекулярные орбитали обозначают греческими буквами σ-, π-, δ-, γ-. γ-
  17. 17. По сравнению с методом валентных схем МО ЛКАО имеет следующие преимущества: • • • • • Позволяет описывать химическую связь ДАЖЕ в: электронодефицитных молекулах (диборан), молекулярных радикалах ( монооксид азота), молекулярных ионах (нитрозил, нитроил, гидразоний, оксигенил), гипервалентных соединениях (соединения благородных газов ). • • Объясняет образование молекул с многоцентровыми орбиталями. Например, в азотной кислоте азот имеет степень окисления +5, хотя предельное число связей не может быть больше числа валентных орбиталей (то есть 4). Это противоречие разрешается исходя из модели трёхцентровой двухэлектронной связи. Описывает водородную связь как частный случай ковалентной: через модель делокализации электронной плотности и образование трёхцентровых четырёхэлектронных связей (например, -H•••[F-H•••F]-).
  18. 18. Поляризация химической связи — асимметрия (смещение) электронной плотности, связывающей молекулярной орбитали ковалентной связи. • Если атомы, образующие ковалентную связь, одинаковы и несут одинаковые или близкие по электроотрицательности заместители, распределение электронной плоскости симметрично относительно плоскости, перпендикулярной связи и пересекающей связь на равных расстояниях от атомов; такие связи называют неполярными. • (H3C — CH3 , F3C—CF3) • В случае, когда атомы, образующие ковалентную связь • различны (C-F, O-H) или • несут различные заместители (H3C-CN, H3CC-CF3), • электронная плотность смещается в сторону более электроотрицательного атома; такие связи называются поляризованными (полярная связь).
  19. 19. Полярные химические связи. • Полярная связь — химическая связь, обладающая постоянным электрическим дипольным моментом вследствие несовпадения центров тяжести отрицательного заряда электронов и положительного заряда ядер. • Большинство ковалентных, а также донорно-акцепторные связи являются полярными. • Молекулы с полярной связью обычно гораздо более реакционноспособны, чем неполярные молекулы. • Полярность связи не следует отождествлять с полярностью молекул, которая зависит также от геометрического расположения атомов в молекуле. • Поляризация связей вносит существенный вклад в электрический дипольный момент молекулы. • (H3C — CH3 , F3C—CF3) • H3C CF3
  20. 20. Индуктивный или I-эффект • Дипольный момент поляризованной связи может вызывать поляризацию соседних связей в молекуле ( индуктивный или I-эффект ), • • однако такой эффект быстро слабеет по цепи σ-связей H3C СH2 CF3
  21. 21. Мезомерный или M-эффект • В случае наличия в • В случае пирролидина молекуле системы дипольный момент сопряженных π-связей составляет 1.6 D и возможно сильное направлен к более влияние электроотрицательному мезомерного или M-эффекта азота, атому делокализации электронов на поляризацию связи — • В случае пиррола: 1.8 D вплоть до обращения и направлен от азота к поляризации. циклу
  22. 22. Перманганат серебра • Перманганат серебра — неорганическое соединение, соль металла серебра и марганцовой кислоты с формулой AgMnO4, • Динамический перенос электрона и • Незаконченное окислительнохимическое восстановительного взаимодействие = основа состояния каталитических реакций
  23. 23. Активирование молекул газа при адсорбции на твердой поверхности 1. Сохранение числа электронов системы 2. Увеличение числа связей 3. Ослабление ранее существовавших связей: • Активизация молекул • Диссоциация молекул
  24. 24. Гемоглоби́н сложный железосодержащий белок , способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани. • • Простетическая группа — небелковый (и не производный от аминокислот) компонент, связанный с белком, который выполняет важную роль в биологической активности соответствующего белка. Монооксид углерода (CO) связывается с гемоглобином крови намного сильнее (почти в 500 раз), чем кислород, образуя карбоксигемоглобин (HbCO). Некоторые процессы приводят к окислению иона железа в гемоглобине до степени окисления +3. В результате образуется форма гемоглобина, известная как метгемоглобин (HbOH) (metHb, от мета… и гемоглобин, иначе гемиглобин или ферригемоглобин, см. Метгемоглобинемия). В обоих случаях блокируются процессы транспортировки кислорода
  25. 25. Хлорофилл Хлорофилл a Хлорофилл b Хлорофилл c1 Хлорофилл c2 Хлорофилл d Формула C55H72O5N4Mg C55H70O6N4Mg C35H30O5N4Mg C35H28O5N4Mg C54H70O6N4Mg C3 группа -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CHO C7 группа -CH3 -CHO -CH3 -CH3 -CH3 C8 группа -CH2CH3 -CH2CH3 -CH2CH3 -CH=CH2 -CH2CH3 C17 группа -CH2CH2COOPhytyl -CH2CH2COOPhytyl -CH=CHCOOH -CH=CHCOOH -CH2CH2COOPhytyl C17-C18 связь Одинарная Одинарная Двойная Двойная Одинарная Распростране ние Везде Большинство наземных растений Некоторые водоросли Некоторые водоросли Цианобактер ии
  26. 26. ГЕМ - Простетическая группа Гемоглоби́на способна обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани, давая энергию за счет окисления... Хлорофилл способен обратимо возбуждаться квантом света, передавая энергию в цепочку хим. синтеза углеводов. • Гем и Хлорофиллы и имеют порфириновое строение и структурно очень близки • РАСТЕНИЯ И ЖИВОТНЫЕ ХИМИЧЕСКИ РОДСТВЕННЫ.
  27. 27. Водородная связь — форма ассоциации между электроотрицательным атомом и атомом водорода H, связанным ковалентно с другим электроотрицательным атомом. • В качестве электроотрицательных атомов могут выступать N, O или F. • Водородные связи могут быть межмолекулярными или внутримолекулярными • Энергия водородной связи значительно меньше энергии обычной ковалентной связи (не превышает 40 кДж/моль). Однако этой энергии достаточно, чтобы вызвать ассоциацию молекул, то есть их объединение в димеры или полимеры Сетка водородных Связей в H2O
  28. 28. Водородная связь в значительной мере определяет свойства и таких биологически важных веществ, как белки и нуклеиновые кислоты. • • • В частности, элементы вторичной структуры (например, α-спирали, β-складки) и третичной структуры в молекулах белков, РНК и ДНК стабилизированы водородными связями. В этих макромолекулах, водородные связи сцепляют части той же самой макромолекулы, заставляя её сворачиваться в определенную форму. Двойная спиральная структура ДНК, определяется в значительной степени наличием водородных связей, сцепляющих пары нуклеотидов, которые связывают одну комплементарную нить с другой.
  29. 29. Лекция 11 Межмолекулярные взаимодействия
  30. 30. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СВЯЗИ К основным видам межмолекулярного взаимодействия относят : вандерваальсовы силы,  водородные связи донорно-акцепторные взаимодействия
  31. 31. Вандерваальсовы силы обуславливают притяжение межу молекулами и включают в себя три составлющие:  диполь-дипольные взаимодействия,  индукционное взаимодействия дисперсионное взаимодействия.
  32. 32. 1. Диполь-дипольное взаимодействие происходит за счет ориентации диполей. 2. Индукционное взаимодействие. При воздействии диполей на неполярные молекулы возникают наведенные диполи. 3. Дисперсионное притяжение возникает за счет возникновения мгновенных диполей и их суммирования. Вандерваальсовы силы
  33. 33. Вандерваальсовы силы • Энергия вандерваальсовых взаимодействий невелика и выражается уравнением: • где a и b - константы, lB - расстояние между молекулами, Ев - энергия.
  34. 34. Водородные связи H-bonds МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СВЯЗИ
  35. 35. Водородная связь — форма ассоциации между электроотрицательным атомом и атомом водорода H, связанным ковалентно с другим электроотрицательным атомом. В качестве электроотрицательных атомов выступают N, O или F.  Водородные связи могут быть межмолекулярными или внутримолекулярными  Энергия водородной связи значительно меньше энергии обычной ковалентной связи (не превышает 40 кДж/моль). Однако этой энергии достаточно, чтобы вызвать ассоциацию молекул, то есть их объединение в димеры или полимеры Сетка водородных связей в H2O
  36. 36. Если в качестве ЭО атомов выступают атомы ФТОРА, то энергия водородной связи максимальна и близка 40 кДж/моль). Молекула фтороводорода сильно полярна. HF в жидком и газообразном состояниях имеет большую склонность к ассоциации вследствие образования сильных водородных связей. Энергия водородных связей FH•••FH приблизительно составляет 42 кДж/моль, а средняя степень полимеризации в газовой фазе (при температуре кипения) ≈ 4. Даже в газообразном состоянии, фтороводород состоит из смеси полимеров H2F2, H3F3, H4F4, H5F5, H6F6. Простые молекулы HF существуют лишь при температурах выше 90°C. Вследствие высокой прочности связи, термический распад фтороводорода становится заметным лишь выше 3500 °C (что выше температуры плавления вольфрама — самого тугоплавкого из металлов).
  37. 37. Если в качестве ЭО атомов выступают атомы КИСЛОРОДА, то энергия водородной связи также велика кДж/моль). В составе каждой молекулы воды ион H+ не имеет внутренних электронных слоев и обладает малыми размерами, в результате чего он может проникать в электронную оболочку отрицательно поляризованного атома кислорода соседней молекулы, образуя водородную связь с другой молекулой. Каждая молекула воды связана с четырьмя другими посредством водородных связей — две из них образует атом кислорода и две атомы водорода[9]. Комбинация этих связей между молекулами воды — полярной и водородной и определяет очень высокую температуру её кипения и удельную теплоты парообразования[9]. В результате этих связей в водной среде возникает давление в 15-20 тыс. атмосфер, которое и объясняет причину трудносжимаемости воды, так при увеличении атмосферного давления на 1 бар, вода сжимается на 0,00005 доли её начального объёма
  38. 38. Структуры воды и льда между собой • очень похожи[9]. В воде, как и во льду, молекулы стараются расположиться в определённом порядке — образовать структуру, однако тепловое движение этому препятствует. • • У воды самая большая удельная теплоёмкость среди прочих жидкостей и твёрдых веществ. Для того чтобы нагреть один литр воды на один градус, требуется затратить 4,1868 кДж энергии. При нормальных условиях вода слабо диссоциирована и концентрация ионов гидроксония H3O+ и гидроксильных ионов HO− составляет 0,1 мкмоль/л. Но поскольку вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту. Вода также имеет большие значения удельной теплоты плавления (0 °C и 333,55 кДж/кг) и парообразования (2250 кДж/кг).
  39. 39. Диаграмма Т – P воды.
  40. 40. Если в качестве ЭО атомов выступают атомы АЗОТА, то энергия водородной связи невелика . В аммиаке молекулы связаны между собой водородными связями. Сравнение физических свойств жидкого аммиака с водой показывает, что аммиак имеет более низкие температуры кипения (tкип −33,35 °C) и плавления (tпл −77,70 °C), а также более низкую плотность, вязкость (вязкость жидкого аммиака в 7 раз меньше вязкости воды), проводимость и диэлектрическую проницаемость. Это в некоторой степени объясняется тем, что прочность этих связей в жидком аммиаке существенно ниже, чем у воды, а также тем, что в молекуле аммиака имеется лишь одна пара неподелённых электронов, в отличие от двух пар в молекуле воды, что не дает возможность образовывать разветвлённую сеть водородных связей между несколькими молекулами
  41. 41. • Биологическая роль Аммиака • Аммиак является конечным продуктом азотистого обмена в организме человека и животных. Он образуется при метаболизме белков, аминокислот и других азотистых соединений. Он высоко токсичен для организма, поэтому большая часть аммиака в ходе орнитинового цикла конвертируется печенью в более безвредное и менее токсичное соединение — карбамид (мочевину). Мочевина затем выводится почками, причём часть мочевины может быть конвертирована печенью или почками обратно в аммиак. • Аммиак может также использоваться печенью для обратного процесса — ресинтеза аминокислот из аммиака и кетоаналогов аминокислот. Этот процесс носит название «восстановительное аминирование». Таким образом из щавелевоуксусной кислоты получается аспарагиновая, из α-кетоглутаровой — глутаминовая и т. д.
  42. 42. • Если в качестве ЭО атомов выступают атомы АЗОТА, то энергия водородной связи невелика, но зато, за счет более высокой электронной плотности, остающейся на водороде, появляется возможность образования бифуркатных Н-связей ! ! Топология Н-связей: 9 связи формируют 3D систему, молекулы топологически эквивалентны в трехмерной сетке с топологией 6связных трехмерных сеток – типа pcu Топология Н-связей в перренате гуанидиния
  43. 43. Ну а связи C-H практически не способны образовывать водородные связи из-за слабой поляризованности.
  44. 44. Водородная связь в значительной мере определяет свойства и таких биологически важных веществ, как белки и нуклеиновые кислоты.  В частности, элементы вторичной структуры (например, α-спирали, β-складки) и третичной структуры в молекулах белков, РНК и ДНК стабилизированы водородными связями.  В этих макромолекулах, водородные связи сцепляют части той же самой макромолекулы, заставляя её сворачиваться в определенную форму.  Двойная спиральная структура ДНК, определяется в значительной степени наличием водородных связей, сцепляющих пары нуклеотидов, которые связывают одну комплементарную нить с другой.
  45. 45. Спасибо за внимание!

×