Indhold
- Formation af brintbroen
- Egenskaber for hydrogenbindinger
- Biologisk betydning af hydrogenbindingsdannelse
- Dannelse af brintbro i vand
- Dannelse af hydrogenbroer i proteiner
En hydrogenbinding dannes, når den positive side af et molekyle trækkes til den anden ende. Konceptet ligner den magnetiske attraktion, som modstående poler tiltrækker. Hydrogen har en proton og en elektron. Dette gør hydrogen til et elektrisk positivt atom på grund af dets elektronmangel. Det søger at tilføje en ekstra elektron til dets energilag for at stabilisere.
Formation af brintbroen
To termer er vigtige for at forstå, hvordan brintbroen er dannet: elektronegativitet og dipol. Elektronegativitet er målet for et atoms tendens til at tegne elektroner til sig selv for at danne en binding. En dipol er adskillelsen af de positive og negative ladninger i et molekyle. En dipol-dipol-interaktion er en attraktiv kraft mellem den positive side af et polært molekyle og den negative side af en anden.
Brint er mest tiltrukket af de mere elektronegative elementer det, såsom fluor, kulstof, nitrogen og ilt. En dipol dannes i et molekyle, når hydrogen bevarer den mere positive side af ladningen, mens elektronen trækkes af det mere elektronegative element, hvor den negative ladning bliver mere koncentreret.
Egenskaber for hydrogenbindinger
Hydrogenbroer er svagere end kovalente eller ioniske bindinger, fordi de danner og bryder let under biologiske forhold. Molekyler med apolære kovalente bindinger danner ikke hydrogenbindinger. Men enhver forbindelse, der har polære kovalente bindinger, kan danne broerne.
Biologisk betydning af hydrogenbindingsdannelse
Dannelsen af hydrogenbindinger er vigtig i biologiske systemer, fordi de stabiliserer og bestemmer strukturen og formen af store makromolekyler, såsom nukleinsyre og proteiner. Denne type binding finder sted i biologiske strukturer, såsom DNA og RNA. Denne binding er meget vigtig i vand, fordi det er den kraft der eksisterer mellem de vandmolekyler, der holder dem sammen.
Dannelse af brintbro i vand
Både som væske såvel som fast giver dannelsen af hydrogenbindingen mellem vandmolekyler den attraktive kraft til at holde molekylmassen. De intermolekylære broer er ansvarlige for vandets højtsmeltningspunkt, fordi de øger mængden af energi, der er nødvendig for at bryde bindingerne, før kogningen kan begynde. Hydrogenbindingen tvinger vandmolekyler til at danne krystaller, når de fryser. Da de positive og negative sider af vandmolekylerne skal orienteres i et arrangement, der gør det muligt for de positive sider at tiltrække molekylets negativer, har isstrukturens krystallinske gitter ikke en sådan blandet og tæt form, som gør det muligt for isen at flyde i vandet.
Dannelse af hydrogenbroer i proteiner
Den tredimensionale struktur af proteiner er meget vigtig i biologiske reaktioner, såsom dem, der involverer enzymer, hvor formen af et eller flere proteiner skal passe ind i åbninger i enzymerne, såsom et nøgle- og låsesystem. Hydrogenbroer gør det muligt for proteiner at bøje, dreje og passe ind i en række nødvendige former, som bestemmer proteinets biologiske aktivitet. Dette er meget vigtigt i DNA, fordi dannelsen af broerne gør det muligt for molekylet at antage sin dobbelt-helixdannelse.