plik


ÿþWykBady z Biofizyki dla studentów kierunku analityka medyczna Biofizyka molekularna  oddziaBywania wewntrz- i midzyczsteczkowe Hanna Trbacz Katedra i ZakBad Biofizyki Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2012/2013 Atom nðElektrony w atomie s przycigane siBami elektrycznymi przez protony w jdrze. Atom §ðStudnia potencjaBu wokóB jdra  uwolnienie z niej wymaga dostarczenia elektronom energii z zewntrz. §ðIm bli|ej jdra znajduje si elektron, tym silniej jest przycigany i wzrasta energia konieczna do jego oderwania od atomu (gBbsza studnia potencjaBu) Atom nðZgodnie z mechanik kwantow, elektrony s jednocze[nie czstkami i falami. nðKa|dy elektron mo|na opisa funkcj okre[lajc prawdopodobieDstwo znalezienia elektronu w okre[lonym obszarze. Dla elektronu w studni potencjaBu funkcja ta jest nazywana orbitalem. nðZbiór orbitali posiadajcych podobny poziom energetyczny to powBoka elektronowa, a wszystkie powBoki - chmura elektronowa. Atom helu w stanie podstawowym. nð Jdro ma rozmiary rzdu 1 fm  ok. 100 000 razy mniej od rozmiarów chmury elektronowej. Chmura elektronowa Atom Istnieje okre[lony, niewielki zbiór stabilnych orbitali wokóB jdra a wszystkie pozostaBe, które s teoretycznie mo|liwe, szybko rozpadaByby si. KsztaBty piciu najprostszych orbitali. Trzy orbitale 2p maj identyczny ksztaBt, ró|ni si jedynie orientacj w przestrzeni Stan podstawowy nð Elektrony na orbitalach oddziaBuj ze sob zmieniajc ksztaBt orbitali. Stan wzbudzony §ðW stanie wzbudzonym zaburzenia ruchu elektronów s jeszcze bardziej zakBócone a wszystkie orbitale §ðzaczynaj miesza si. Proces mieszania si orbitali w danym atomie nazywa si procesem hybrydyzacji. Powstawanie wizaD nð W wyniku zmieszania orbitali powstaj warunki do tworzenia wizaD chemicznych. nð W przypadku atomu wgla powstaj cztery hydrydy skierowane do naro|y tetraedru i ka|da bdzie d|yBa do sparowania elektronów. To sparowanie mo|e uzyska w wyniku utworzenia wizania chemicznego z innym atomem. Wizanie chemiczne wg mechaniki kwantowej nðWytworzenie wizania chemicznego polega na deformacji powBoki elektronowej atomów, zmianie gsto[ci elektronowej w otoczeniu jder atomów, a przez to wyró|nieniu uprzywilejowanych kierunków w przestrzeni. nðZakBada si, |e orbital czsteczkowy powstaje w wyniku nakBadania si orbitali atomowych atomów tworzcych wizanie. Energia potencjalna ukBadu atomów w czsteczce Ew  energia wizania (minimalna energia dla rozerwania wizania) Ew ro OddziaBywania wewntrzczsteczkowe nðSiBy wi|ce atomy w czsteczce nðWizania jonowe nðWizania kowalencyjne nð koordynacyjne Wizanie jonowe nðWizanie jonowe (elektrowalencyjne, heteropolarne lub biegunowe) - utworzone przez elektrostatyczne oddziaBywanie midzy jonami o ró|noimiennych Badunkach. nðWizanie to powstaje najcz[ciej midzy metalem a niemetalem. Schemat powstawania wizania jonowego Atom chloru (Cl) Jon chlorkowy (Cl-) Jon sodu (Na+) Atom sodu (Na) Wizanie kowalencyjne nð PoBczenie atomów w czsteczk poprzez par elektronów, które s wspóBdzielone przez oba atomy tworzce to wizanie. nð Wspólne elektrony znajduj si na wspólnych orbitalach molekularnych, które powstaj w wyniku nakBadania si odpowiednich orbitali atomowych. nð Wszystkie elektrony na wszystkich orbitalach molekularnych tworz chmur elektronow, otaczajc oba poBczone atomy. Klasyfikacja wizaD kowalencyjnych nðZe wzgldu na sposób nakBadania si orbitali atomowych tworzcych orbitale molekularne rozró|nia si wizania à (sigma) i À (pi). nðWizania à powstaj w wyniku czoBowego nakBadania si orbitali atomowych (orbitale ustawione wzdBu| osi podBu|nych). nð Wizania À powstaj w wyniku nakBadania si bocznego orbitali (orbitale ustawione równolegle). Klasyfikacja wizaD kowalencyjnych s  s s  p p  p p  p Wizania spolaryzowane nð Wizania kowalencyjne, w których bior udziaB atomy ró|nice si elektroujemno[ci, nazywa si wizaniami spolaryzowanymi. nð Wspólna para elektronowa jest przesunita w kierunku atomu o wikszej elektroujemno[ci. nð Polaryzacj wizania mo|na okre[li, podajc moment dipolowy wizania. Ró|nica miedzy wizaniem jonowym a kowalencyjnym ma charakter do[ umowny OddziaBywania midzyczsteczkowe nðS odpowiedzialne za tworzenie struktur nadmolekularnych (wieloczsteczkowych) nðEnergia wizaD midzyczsteczkowych jest ok. stukrotnie mniejsza ni| wizaD wewntrzczsteczkowych OddziaBywania midzyczsteczkowe nðOddziaBywania van der Waalsa (uniwersalne) nðOdziaBywania wodorowe (specyficzne) OddziaBywania van der Waalsa nðoddziaBywania trwaBych dipoli nðoddziaBywania trwaBy dipol  dipol indukowany nðsiBy dyspersyjne. OddziaBywania trwaBych dipoli OddziaBywania trwaBy dipol  dipol indukowany SiBy dyspersyjne nðSiBy dyspersyjne powstaj wskutek chwilowych zmian gsto[ci elektronów w czsteczkach. nð Czsteczka posiadajca chwilowy moment dipolowy mo|e go wzbudzi w czsteczce ssiadujcej, wskutek czego obie czsteczki mog si nawzajem chwilowo przyciga lub odpycha. nð U[rednienie siB odpychajcych i przycigajcych daje oddziaBywanie przycigajce proporcjonalne do 1/r6. OddziaBywania van der Waalsa nð Przyczyn wystpienia oddziaBywania van der Waals s trwaBe oraz wyindukowane momenty dipolowe w czsteczkach lub - w przypadku oddziaBywaD dyspersyjnych - chwilowe asymetrie rozkBadu Badunku w czsteczce lub atomie. nð OddziaBywania van der Waalsa s oddziaBywaniami bliskiego zasigu (do 0,5 nm). nð Wystpuj w krysztaBach wszelkiego typu (dominuj w krysztaBach molekularnych), ponadto maj du|e znaczenie w zjawiskach takich jak np. adsorpcjia czy skraplanie gazów. Wizanie wodorowe (mostki wodorowe) nð Wystpuje ono pomidzy kowalentnie zwizanym atomem wodoru (donor), a elektroujemnymi atomami ssiedniej czsteczki (akceptor)- najcz[ciej O, N, S, czasami C. nð silniejsze od van der Waalsa, ale sBabsze od kowalentnych. Wizanie wodorowe nðWizania wodorowe, je[li wystpuj w obrbie jednej czsteczki, s czsto traktowane jak sBabe wizanie chemiczne je[li jednak wi|e ono dwie lub wicej czsteczek, mo|na je traktowa jako oddziaBywanie midzyczsteczkowe. Wizanie wodorowe nð Wszystkie wizania wodorowe s znacznie sBabsze od wizaD kowalencyjnych. nð SBabe wizanie wodorowe  energia poni|ej 4 kcal/mol. nð Silne wizanie wodorowe to takie- energia powy|ej 4 kcal/mol, nð Bardzo silne wizania wodorowe tworz si midzy atomami w czsteczkach (wewntrzmolekularne wizania wodorowe). Najsilniejsze znane wizania wodorowe posiadaj energi zbli|on do sBabszych wizaD kowalencyjnych  rzdu 40 kcal/mol. Wizanie wodorowe nð Wizania wodorowe wystpuj w czsteczce i midzyczsteczkami wody oraz we wszystkich biomolekuBach nð Struktura III i IV-rzdowa biaBek ( a wic i ich wBa[ciwo[ci) wynika z tego , |e wizania wodorowe s kierunkowe; dotyczy to te| lipidów oraz wglowodanów. Biologiczne znaczenie wizaD wodorowych nðW biaBkach konformacja gBównego BaDcucha peptydowego odpowiedzialnego za tworzenie helikalnej, bdz pBaskiej struktury zdeterminowana jest przez wizanie wodorowe N-H...O=C pomidzy grupami aminow i karbonylow. Biologiczne znaczenie wizaD wodorowych nðOba BaDcuchy helisy DNA s utrzymywane razem przez wizania wodorowe pomidzy komplementarnymi parami zasad azotowych. Biologiczne znaczenie wizaD wodorowych nð W przypadku polisacharydów wizania wodorowe pomidzy grupami hydroksylowymi stabilizuj ich struktur, znaczco wpBywajc na ich wBa[ciwo[ci. Biologiczne znaczenie wizaD wodorowych nð Wizania wodorowe mog stosunkowo szybko powstawa i zanika, co ma szczególne znaczenie w reakcjach biochemicznych. Struktura i wBa[ciwo[ci fizyczne wody nð Rola wody: nð ok. 60%skBadu protoplazmy, nð rozpuszczalnik organiczny, nð uczestnik reakcji biochemicznych, nð jako no[nik w transporcie substancji i ciepBa; nð WBa[ciwo[ci fizyczne wody: nð wysoka temperatura topnienia i wrzenia, nð du|e ciepBo topnienia i parowania , nð du|e napicie powierzchniowe, nð anomalna rozszerzalno[ termiczna nð du|a warto[ przenikalno[ci elektrycznej (sprzyja dysocjacji) Struktura i wBa[ciwo[ci fizyczne wody + + - Struktura i wBa[ciwo[ci fizyczne wody RozkBad przestrzenny Badunku elektrycznego w czsteczce wody sprawia, |e jedna czsteczka mo|e za po[rednictwem wizaD wodorowych przyBczy dalsze cztery. Struktura i wBa[ciwo[ci fizyczne wody Lód CiekBa woda nð W lodzie ka|da czsteczka jest poBczona czterema wizaniami wodorowymi innymi czsteczkami, w ciekBej wodzie ze [rednio 3,4. Struktura i wBa[ciwo[ci fizyczne wody Woda w stanie ciekBym zachowuje cz[ wizaD wodorowych, co wpBywa na jej wBa[ciwo[ci fizyczne (np. wysokie ciepBa przemian fazowych, du|e napicie powierzchniowe) Dzikuj za uwag

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
analityka błony i potenc 2012 2013
analityka fale 2012 2013
analityka ultradz 2012 2013
Filozofia religii cwiczenia dokladne notatki z zajec (2012 2013) [od Agi]
Podstawy diagnozowania pedagogicznego Pedagogika S 2012 2013
Biologiczne podstawy zachowań cz I Psychologia N 2012 2013
filozofia religii wykłady 2012 2013
2 NOWY Aminokwasy I 2012 2013
zadania 1 2012 2013
info odnośnie różnicy między 2012 a 2013
ratunki test lekarskiego 2012 i 2013 SUM
Patomorfologia 2012 2013 sem zimowy i letni wykłady
Cieciuch Metodologia Wykład 2012 2013
wejscie 4 grupa 2012 2013
2012 2013 kolokwium 1
Biostatystyka z demografiÄ… Ratownictwo Medyczne S 2012 2013
KOLOKWIUM POiZwB termin 1 rok 2012 2013

więcej podobnych podstron