3582461828

Wiązania chemiczne

Wiązanie chemiczne jest siłą przyciągającą do siebie atomy i utrzymującąje razem Powstające w wyniku tych oddziaływań zgrupowania atomów nazywamy cząsteczkami (molekułami) Wiązania chemiczne opisać można kilkoma właściwoscianu Podstawową jest siła wiązania Wiązaniami silnymi są wiązania kowalencyjne Nie ulegają one samorzutnemu rozerwaniu w temperaturach fizjologicznych Wiązania słabe występujące pojedynczo łatwo ulegają rozpadowi juz w stosunkowo niskich temperaturach Istotnego znaczenia nabierają dopiero, gdy występują w grupach Długość wiązania jest związana z jego siłą: im wiązanie silniejsze, tym bliżej siebie znajdują się atomy Dwa atomy wodom połączone wiązaniem kowalencyjnym znajdują się w odległości 0,74 angstremow, podczas gdy w przypadku oddziaływań van der Waalsa odległość ta wynosi 1,2 angstrema Wiązania rozmc się mogą swobodą rotacji Pojedyncze wiązanie kowalencyjne pozwala na dowolny obrot połączonych atomow wokoł osi wiązania Wiązania podwójne i potrójne są sztywne i me dopuszczają obrotow W układach biologicznych zasadm-czą rolę odgrywa kilka typów wiązań chemicznych Silniejsze i bardziej stabilne są wiązani a kowalencyjne Wiązania mekowalencyjne, choc słabsze, odgrywają istotną rolę stabilizując struktury biologiczne takie jak białka, kwasy nukleinowe czy błony komorkowe

Wiązania kowalencyjne

Tworzenie wiązań kowalencyjnych polega na uwspolmamu elektronów Zachodzi ono pomiędzy dwoma elektroujemnymi atomami dążącymi do przyłączenia elektronów Jądra tych atomow znajdują się blisko siebie ponieważ elektrony ich zewnętrznych powłok poruszają się swobodnie po orbitalach wspólnych dla obu atomow Większość cząsteczek organicznych składa się z atomow szesciu pierwiastków wodom, węgla, azotu, fosforu, tlenu i siarki Zewnętrzne powłoki tych atomow posiadają charakterystyczne dla mch liczby elektronów Atomy te łatwo tworzą wiązania kowalencyjne i rzadko występują pojedynczo Zazwyczaj każdy z nich tworzy typową dla siebie liczbę wiązań Wodor z jednym elektronem w powłoce tworzyć może tylko jedno wiązanie Węgiel posiadający w zewnętrznej powłoce cztery elektrony tworzy najczęściej cztery wiązania kowalencyjne - przykładem może być cząsteczka metanu (CH4) Siarka 1 tlen. pomimo szesciu elektronów w powłokach zewnętrznych, tworzą zwykle dwa wiązania jak na przykład w tlenie cząsteczkowym (O2), czy dwutlenku siarki (SO2): Jednak atom siarki formować moZe nawet szesć wiązań - trójtlenek siarki (SO3) czy kwas siarkowy (H2SO4): Azot 1 fosfor mające po pięć elektronów zewnętrznych tworzyć mogą trzy (amoniak NH3) lub pięć wiązań kowalencyjnych (kwas ortofosforowy H3PO4)

Elektroujemność i dipole

Każdy z atomow charakteryzuje pewna wartość zwana elektroujemnoscią Opisuje ona tendencję atomu do przyciągania do siebie elektronów - im wyzsza elektroujemność tym silniejsze przyciąganie Najwyższą elektroujemność (4) ma atom fluoru Jeżeli wiązanie tworzą atomy pierwiastków o rożnej elektroujemnosa. to jedno z jąder atomowych przyciąga elektrony z większą siłąmz drugie Prowadzi to do deformacji chmury elektronowej 1 nierównomiernego rozłożenia ładunku na cząsteczce Taką cząsteczkę nazywamy wówczas dipolem 1 mówimy. Ze jest ona polarna Dobrym przykładem jest tu cząsteczka wody duZa roZmca elektroujemnosci między tlenem, a wodorem powoduje przesunięcie chmury elektronowej Ponieważ oba atomy wodom znajdują się po jednej strome cząsteczki, jej moment dipolowy jest wysoki, a cząsteczka silnie polarna Dwa atomy identyczne lub o takiej samej elektroujemnosa połączone wiązaniem kowalencyjnym tworzą cząsteczkę mepolarną - elektrony przyciągane są z taką samą siłą a cząsteczka me jest dipolem Z takim układem mamy do czynienia np w przypadku wiązania C - C Polamosc cząsteczek ma ogromny wpływ na ich właściwości chemiczne, a co za tym idzie - biologiczne Jest ona sasle związana z hydrofobowym lub hydrofilowym charakterem pewnych struktur Odgrywa to kluczowąrolę w tak istotnych sprawach, jak budowa błon biologicznych czy fałdowanie białek

Wiązania wodorowe

Atom wodom łączyc się moZe normalnie tylko jednym wiązaniem kowalencyjnym Jednak wodor zdolny jest do utworzenia dodatkowego wiązania wodorowego Jest to słabe oddziaływanie elektrostatyczne pomiędzy elektroujemnym atomem (akceptorem), a atomem wodoru, który jest kowalencyjnie połączony z innym atomem elektroujemnym (donorem) W wiązaniu tym wodor pełni rolę mostka łączą-