NộI Dung
- Hình thành liên kết hydro
- Tính chất của trái phiếu hydro
- Tầm quan trọng sinh học của sự hình thành liên kết hydro
- Sự hình thành liên kết hydro trong nước
- Sự hình thành liên kết hydro trong protein
Một liên kết hydro được hình thành khi đầu dương của một phân tử bị thu hút vào đầu âm của một phân tử khác. Khái niệm này tương tự như lực hút từ nơi các cực đối diện thu hút. Hydrogen có một proton và một electron. Điều này làm cho hydro trở thành một nguyên tử dương điện vì nó bị thiếu electron. Nó tìm cách thêm một electron khác vào vỏ năng lượng của nó để ổn định nó.
Hình thành liên kết hydro
Hai thuật ngữ rất quan trọng trong việc hiểu làm thế nào các liên kết hydro hình thành: độ âm điện và lưỡng cực. Độ âm điện là thước đo xu hướng của một nguyên tử thu hút các electron vào chính nó để tạo thành liên kết. Một lưỡng cực là sự phân tách các điện tích dương và âm trong một phân tử. Tương tác lưỡng cực - lưỡng cực là một lực hấp dẫn giữa đầu dương của một phân tử phân cực và đầu âm của một phân tử phân cực khác.
Hydrogen thường bị thu hút bởi các yếu tố điện hơn so với chính nó, chẳng hạn như flo, carbon, nitơ hoặc oxy. Một lưỡng cực hình thành trong một phân tử khi hydro giữ lại đầu điện tích dương hơn trong khi electron của nó bị hút về phía nguyên tố điện từ nơi điện tích âm sẽ tập trung hơn.
Tính chất của trái phiếu hydro
Liên kết hydro yếu hơn liên kết cộng hóa trị hoặc ion vì chúng dễ dàng hình thành và phá vỡ trong điều kiện sinh học. Các phân tử có liên kết cộng hóa trị không phân cực không tạo thành liên kết hydro. Nhưng bất kỳ hợp chất nào có liên kết cộng hóa trị có cực đều có thể tạo thành liên kết hydro.
Tầm quan trọng sinh học của sự hình thành liên kết hydro
Sự hình thành các liên kết hydro rất quan trọng trong các hệ thống sinh học vì các liên kết ổn định và xác định cấu trúc và hình dạng của các đại phân tử lớn như axit nucleic và protein. Loại liên kết này xảy ra trong các cấu trúc sinh học, chẳng hạn như DNA và RNA. Liên kết này rất quan trọng trong nước vì đây là lực tồn tại giữa các phân tử nước để giữ chúng lại với nhau.
Sự hình thành liên kết hydro trong nước
Cả dưới dạng chất lỏng và chất rắn, sự hình thành liên kết hydro giữa các phân tử nước cung cấp lực hấp dẫn để giữ khối lượng phân tử lại với nhau. Liên kết hydro liên phân tử chịu trách nhiệm cho điểm sôi cao của nước vì nó làm tăng lượng năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết trước khi đun sôi có thể bắt đầu. Liên kết hydro buộc các phân tử nước tạo thành tinh thể khi nó đóng băng. Do các đầu dương và âm của các phân tử nước phải tự định hướng trong một mảng cho phép các đầu dương thu hút các đầu âm của các phân tử, nên mạng tinh thể hoặc khung của tinh thể băng không được liên kết chặt chẽ như dạng lỏng và cho phép nước đá nổi trong nước.
Sự hình thành liên kết hydro trong protein
Cấu trúc 3 chiều của protein rất quan trọng trong các phản ứng sinh học, chẳng hạn như các enzyme liên quan đến các enzyme trong đó hình dạng của một hoặc nhiều protein phải phù hợp với các khe hở trong các enzyme giống như cơ chế khóa và khóa. Liên kết hydro cho phép các protein này uốn cong, gấp lại và khớp với các hình dạng khác nhau khi cần thiết, điều này quyết định hoạt động sinh học của protein. Điều này rất quan trọng trong DNA vì sự hình thành các liên kết hydro cho phép phân tử đảm nhận sự hình thành chuỗi xoắn kép của nó.