Sticky Chemie: Zwischenmolekulare Kräfte
Intermolekularen Kräfte
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Alle intermolekularen Kräfte sind van der Waals forces- das heißt, sie sind nicht wahr Bindungen im Sinne der gemeinsamen Nutzung oder Übertragung von Elektronen, aber schwächer sind Anziehungskräfte. Diese Kräfte umfassen Dipol-Dipol-Kräfte, Wasserstoffbrückenbindung und ionische Interaktionen.
- Dipol-Dipol-Kräfte gibt es zwischen den Polarregionen verschiedener Moleküle. Das Vorhandensein eines Dipols bedeutet, dass das Molekül eine teilweise positive Ende und einem teilweise negativen Ende. Gegenteilladungen ziehen einander an, während wie partielle Ladungen abstoßen. In den meisten Fällen verwenden, biologische Systeme eine spezielle Art von Dipol-Dipol-Kraft bekannt als Wasserstoffbrücken.
- Wasserstoffbrücken, wie der Name schon sagt, umfasst Wasserstoff. Das Wasserstoffatom gebunden sein muß, um entweder ein Sauerstoffatom oder ein Stickstoffatom. Wasserstoff-Bindung ist deutlich stärker als eine "normale" Dipol-Dipol-Kraft und ist sehr viel stärker als London-Dispersionskräfte (sehr schwach und von kurzer Dauer Attraktionen zwischen den Molekülen, die durch den Kern eines Atoms entstehen Anziehen der Elektronenwolke eines anderen Atoms) . Wasserstoff-Bindung kann entweder intra- oder inter sein.
- Ionische Wechselwirkungen kann dazu dienen, als inter- oder intramolekularen Kräfte in biologischen Systemen. In einigen Fällen betreffen, können diese Metallkationen, wie Na+, oder Anionen, wie Cl-. In vielen Fällen ist das Kation ein Ammoniumion aus einem Amino Group- das Anion von einer Carbonsäure sein kann. Entgegengesetzt anziehen geladene Ionen einander stark.
Wasserbezogene Interaktionen
Der vorherrschende Faktor zu hydrophobem führende (wasserabstoß) Wechselwirkungen ist die Anwesenheit von Teilen eines Moleküls nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthält. Kohlenwasserstoff-Regionen sind nicht-polare und sind mit anderen nicht-polaren Regionen von London-Dispersionskräfte angezogen.
Im Allgemeinen ist die Anwesenheit irgendeines anderen Atom als Kohlenstoff und Wasserstoff ist eine Region polar. Sauerstoff und Stickstoff sind die wirksamsten Elemente in der Biochemie für eine Region eines Moleküls polar zu machen. Schwefel ist am wenigsten wirksame der gemeinsamen biologisch wichtigen Elemente auf die Vermittlung polaren Charakter. Dipol-Dipol, Wasserstoffbrücken und ionischen Wechselwirkungen sind alle hydrophilen (wasserliebenden) Wechselwirkungen. London-Dispersionskräfte sind hydrophobe Wechselwirkungen.
Wie Bindungsstärken beeinflussen die physikalischen Eigenschaften der Stoffe
Die physikalischen Eigenschaften von biologischen Substanzen sind abhängig von den intermolekularen Kräfte vorhanden. Die Reihenfolge der Stärke von der stärksten zur schwächsten Kraft Ionen> Wasserstoffbrückenbindung> Dipol-Dipol> London Kräfte. Da die Stärke der Kräfte ab, so auch die Schmelzpunkte, Punkte Sieden und Löslichkeit in Wasser. Abgesehen davon, der Dampfdruck und die Löslichkeit in unpolaren Lösungsmitteln ebenfalls zunimmt.
Ein Molekül kann sowohl hydrophile als auch hydrophobe Bereiche. Die Region, die einen größeren Teil des Moleküls darstellt, überwiegen.
Viele funktionelle Gruppen verfügen über ausgeprägte Gerüche. Kleine Carbonsäuren riechen wie Essigsäure (Essig), während größere unangenehme Gerüche haben. Die meisten Ester, wenn flüchtig, haben angenehme Gerüche - deshalb Ester ausgiebig im Geschmack und Parfümindustrie verwendet werden. Die meisten schwefelhaltigen Verbindungen haben starke unangenehme Gerüche. Kleine Amine haben einen Ammoniakgeruch, während größere Amine mit einem Fischgeruch oder schlechter haben.