Hydrogen Bonds - Specifical Bond, na nilikha ng isang atom H, na nasa mga grupo nito, NH, FH, CLH at kung minsan ay Sh, at N Binds ang mga grupong ito na may valence saturated atoms N2, O2 at F.
Ang mga hydrogen bond ay tumutukoy sa istraktura at mga katangian ng tubig bilang pangunahing at pangunahing pantunaw sa biosystems. Ang mga bono ng hydrogen ay kasangkot sa pagbuo ng macromolecules, biopolymers, pati na rin ang mga koneksyon sa mga maliliit na molecule.
UAV \u003d 4-29 KJ / MOLE.
Ang pangunahing kontribusyon sa mga hydrogen bond ay gumawa ng mga electrostatic na pakikipag-ugnayan, ngunit hindi nila binabawasan ang mga ito. Ang proton ay gumagalaw sa isang direktang pagkonekta ng mga electronegative atoms at nakakaranas ng ibang epekto sa bahagi ng mga atomo na ito.
Ang iskedyul na ito ay isang espesyal na kaso, ang relasyon sa pagitan ng n-h ... n at n ... h-n. R ay ang distansya sa pagitan ng mga particle na nakikipag-ugnayan. 2 minimum na libreng enerhiya ay matatagpuan malapit sa una o ikalawang interactive na Atom N.
Natagpuan din ang pahina: 10.
Konsepto ng komunikasyon ng hydrogen.
Ang isang hydrogen atom na nauugnay sa isang malakas na electronegative atom (oxygen, fluorine, chlorine, nitrogen) ay maaaring makipag-ugnayan sa ibang elektron na pares ng isa pang mataas na electronegative atom ng ito o iba pang molekula na may pagbuo ng isang mahina na karagdagang koneksyon - hydrogen bond. Maaaring magtatag ito ng punto ng balanse
Larawan 1.
Ang hitsura ng mga bono ng hydrogen ay itinakda ng pagbubukod sa atom ng hydrogen. Ang hydrogen atom ay mas maliit kaysa sa iba pang mga atom. Ang elektronikong ulap na nabuo sa pamamagitan ng mga ito at ang electronegative atom ay malakas na inilipat patungo sa huli. Bilang isang resulta, ang hydrogen core ay nananatiling mahina ang di-tiyak.
Ang mga atom ng oxygen ng mga hydroxyl group ng dalawang carboxylic acid molecule, alkohol o phenols ay maaaring malapit na magkakasama dahil sa pagbuo ng mga bono ng hydrogen.
Ang positibong singil ng nucleus ng hydrogen atom at ang negatibong singil ng isa pang electronegative atom ay naaakit. Ang enerhiya ng kanilang pakikipag-ugnayan ay maihahambing sa enerhiya ng dating komunikasyon, kaya ang proton ay lumilitaw na konektado kaagad sa dalawang atoms. Ang komunikasyon sa ikalawang electronegative atom ay maaaring mas malakas kaysa sa unang koneksyon.
Ang proton ay maaaring lumipat mula sa isang electronegative atom patungo sa isa pa. Ang hadlang sa enerhiya sa naturang paglipat ay hindi gaanong mahalaga.
Ang mga bono ng hydrogen ay kabilang sa mga kemikal na bono ng average na puwersa, ngunit kung maraming mga tulad ng mga link, sila ay nag-aambag sa pagbuo ng matibay dimer o polimer na mga istraktura.
Halimbawa 1.
Ang pagbuo ng hydrogen bonds sa $ \\ alpha $ -spiral na istraktura ng deoxyribonucleic acid, ang brilyante-tulad ng istraktura ng mala-kristal yelo, atbp.
Ang positibong dulo ng dipole sa hydroxyl group ay nasa hydrogen atom, samakatuwid, ang komunikasyon sa mga anion o electronegative atoms na naglalaman ng mga mahina na elektronikong pares ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng hydrogen.
Sa halos lahat ng iba pang mga polar group, ang positibong dulo ng dipole ay matatagpuan sa loob ng molekula at samakatuwid ay mahirap na magbigkis. Ang carboxylic acids $ (r \u003d rco) $, alcohols $ (r \u003d alk) $, ang $ phenols (r \u003d ar) $ ang positibong dulo ng $ oh $ dipole ay matatagpuan sa labas ng molekula:
Mga halimbawa ng paghahanap ng positibong dulo ng Dipole $ C-O, S-O, P-O $ sa loob ng molekula:
Figure 2. Acetone, Dimethyl Sulfoxide (DMSO), hexamethylphosformeid (GMFT)
Dahil nawawala ang mga pare-parehong mga hadlang, ang bono ng hydrogen ay madaling nabuo. Ang puwersa nito ay higit sa lahat ay tinutukoy ng katotohanan na ito ay higit sa lahat covalent.
Karaniwan, ang pagkakaroon ng mga bono ng hydrogen ay tinutukoy ng may tuldok na linya sa pagitan ng donor at ng tagatanggap, halimbawa, mula sa mga alkohol
Figure 3.
Bilang isang patakaran, ang distansya sa pagitan ng dalawang oxygen atoms at hydrogen bond ay mas mababa kaysa sa halaga ng van der wales radius ng oxygen atoms. Ang mutual repulsion ng electron shells ng oxygen atoms ay dapat naroroon. Gayunpaman, ang mga pwersa ng pag-urong ay nagtagumpay sa pamamagitan ng lakas ng hydrogen bond.
Ang likas na katangian ng hydrogen bond ay electrostatic at donor-acceptor character. Ang pangunahing papel sa pagbuo ng enerhiya na nakabatay sa hydrogen ay nilalaro ng electrostatic na pakikipag-ugnayan. Tatlong atoms ay kasangkot sa pagbuo ng intermolecular hydrogen bonds, na matatagpuan halos sa isang tuwid na linya, ngunit ang distansya sa pagitan ng mga ito, habang naiiba. (Ang pagbubukod ay ang relasyon ng $ F - H \\ CDOTS F- $).
Halimbawa 2.
Para sa intermolecular hydrogen bonds sa Ice $ -O-H \\ CDOTS OH_2 $, ang distansya $ O - H $ ay $ 0.097 $ nm, at ang distansya $ h \\ cdots o $ ay $ 0.179 nm.
Ang enerhiya ng karamihan ng mga hydrogen bond ay namamalagi sa loob ng $ 10-40 $ kj / mol, at ito ay mas mababa kaysa sa enerhiya ng isang koneksyon sa covalent o ion. Kadalasan posible na obserbahan na ang lakas ng mga bono ng hydrogen ay nagdaragdag sa pagtaas sa kaasiman ng donor at ang base ng Acceptor ng Proton.
Ang hydrogen bond ay may malaking papel sa mga manifestations ng physico-chemical properties ng compound.
Ang mga bono ng hydrogen ay may sumusunod na epekto sa mga compound:
Sa mga kaso kung saan ang sabay-sabay o limang-miyembro na cycle ay posible, ang mga intramolecular hydrogen bond ay nabuo.
Ang pagkakaroon ng intramolecular hydrogen bonds sa salicylic aldehyde at o-nitrophenole ay ang dahilan para sa mga pagkakaiba sa pagitan ng kanilang mga pisikal na katangian mula sa nararapat meta- at mag-asawaisomers.
$ O $ -hidroxibenzaldehyde o salicyl aldehyde $ (a) $ at $ o $ -ntrophifenol (b) Huwag bumuo ng mga kasosyo sa intermolecular, kaya mayroon silang mas mababang mga puntos ng kumukulo. Ang mga ito ay hindi maganda ang natutunaw sa tubig, dahil hindi sila lumahok sa pagbuo ng intermolecular hydrogen ugnayan sa tubig.
Figure 5.
$ O $ -nithrophenol ay ang isa lamang sa tatlong isomeric na kinatawan ng nitrophenol, na may kakayahang makilala ang singaw ng tubig. Ito ay batay sa ari-arian na ito mula sa isang halo ng nitrophenol isomers, na kung saan ay nabuo bilang isang resulta ng fencing phenols.
Ang mga bono ng kemikal sa mga molecule ay kadalasang napakatagal, ang kanilang enerhiya ay nasa hanay na 100-150 kj / mol. Bilang karagdagan, may mga tinatawag na hydrogen bond, ang lakas ng kung saan ay 10-40 KJ / Mol. Ang haba ng mga koneksyon na ito, ayon sa pagkakabanggit, 270-230 ng hapon. Ang hydrogen bond sa pagitan ng mga atomo ng EA at EU ay tinatawag na pakikipag-ugnayan na isinagawa ng isang hydrogen atom na nakakonekta sa EA o EV sa bono ng kemikal.
Ang hydrogen-based na imahe sa pangkalahatang kaso ay may form: ea-n ... eV. Malinaw, ang hydrogen bond ay tatlong sentral, dahil ang tatlong atom ay nakikibahagi sa edukasyon nito. Upang maganap ang naturang koneksyon, kinakailangan na ang EA IEV atoms ay may malaking electronegitability. Ang mga ito ay mga atom ng pinaka negatibong elemento: nitrogen (oeo \u003d 3.0), oxygen (oeo \u003d 3.5), fluorine (oeo \u003d 4.0) at klorin (oeo \u003d 3.0). Ang hydrogen bond ay nabuo bilang isang resulta ng kumbinasyon ng ls-ao hydrogen at dalawa 2R-AO. Atoms ea at ev. 2P orbitals ay nakatuon sa isang tuwid na linya. Samakatuwid, ang hydrogen bond ay linear. Hydrogen Communications Call: 1) intramolecular Kung ang EA at EV atoms na konektado sa pamamagitan ng bono na ito ay kabilang sa parehong molekula; 2) intermolecular Kung ang ea at ev atoms sa iba't ibang mga molecule. Ang mga intramolecular hydrogen bond ay naglalaro ng isang mahahalagang biological role, habang tinutukoy nila, halimbawa, isang spiral na istraktura ng polimer protina molecules. Sa mga protina - ang mga ito ay koneksyon n-n ... 0 sa pagitan ng mga residues ng amino acid. Walang mas mahalagang intermolecular hydrogen bond. Sa kanila, ang mga chain ng nucleic acids na bumubuo ng double helix ay konektado. Mayroong dalawang uri ng mga bono sa pagitan ng nucleic bases n-h ... n at n-n ... 0. Ang average na kinetic thermal motion energy ng molecules ay tungkol sa 3/2 Rt. Sa temperatura ng katawan ng tao 37 ° C (310 K), ito ay tungkol sa 4 KJ / Mol. Ang lakas ng hydrogen bonds ay nasa hanay na 10-40 KJ / Mol. Samakatuwid, sila ay sapat na malakas upang mapaglabanan ang patuloy na mga suntok ng nakapalibot na mga molecule at tiyakin ang katatagan ng anyo ng polymeric biological structures. Kasabay nito, na may mga suntok ng mga aktibong molecule, ang mga bono ng hydrogen ay pana-panahong nasira, pagkatapos ay mabawi muli, tinitiyak ang daloy ng iba't ibang mga proseso ng buhay. Ang itinuturing na mga halimbawa ay malinaw na naglalarawan ng mas malawak na hanay ng aplikasyon ng paraan ng Mo Lkao kaysa sa sun paraan. Gayunpaman, ang pamamaraan ng araw ay maaaring matagumpay na ginagamit upang mahulaan ang mga katangian at istraktura ng maraming sangkap at kabilang ang mga kumplikadong compound.
Tanong 37. Modernong nilalaman ng konsepto ng "Comprehensive Compounds" (COP). Kopya ng istraktura: gitnang atom, ligands, kumplikadong ion, panloob at panlabas na globo, bilang ng koordinasyon ng gitnang atom, dentability ng ligands.
Ang mga kumplikadong compound ay ang pinaka malawak at magkakaibang uri ng mga compound. Sa buhay na mga organismo, kumplikadong mga compound ng biogenic riles na may mga protina, amino acids, porphyrins, nucleic acids, carbohydrates, macrocyclic compounds ay naroroon. Ang pinakamahalagang proseso ng mahahalagang aktibidad ay nagpapatuloy sa paglahok ng mga kumplikadong compound. Ang ilan sa mga ito (hemoglobin, chlorophyll, hemocyanin, bitamina B12, atbp.) I-play ang isang makabuluhang papel sa mga proseso ng biochemical. Maraming mga gamot ang naglalaman ng mga milyong complex. Halimbawa, ang insulin (sink complex), bitamina B12 (Cobalt complex), Platinol (Platinum complex), atbp. Kumplikadong compounds. Mga compound na umiiral sa parehong kristal na estado at sa isang solusyon, na ang tampok ay ang pagkakaroon ng isang gitnang atom na napapalibutan ng ligands. Ang mga kumplikadong compound ay maaaring isaalang-alang bilang kumplikadong mga compound ng pinakamataas na order na binubuo ng mga simpleng molecule na may kakayahang independiyenteng pag-iral sa solusyon. Ang istraktura ng mga kumplikadong compound, o simpleng complexes, ay nagsiwalat ng Swiss scientist A. Werner noong 1893. Maraming mga probisyon ng teorya nito ang nabuo ang batayan ng mga modernong ideya tungkol sa istraktura ng mga complex. Sa mga molecule ng kumplikadong compounds, isang gitnang atom o ion ng m at ang n-molecules (o ion) l na may direktang nauugnay dito, na tinatawag na ligands, ay nakikilala. Ang gitnang atom na may nakapalibot na ligands form. panloob na globo MLN complex. Depende sa ratio ng kabuuang singil ng ligands at ang kumplikadong ahente, ang panloob na globo ay maaaring magkaroon ng isang positibong singil, halimbawa, 3+, o negatibo, halimbawa, 3-, o zero charge, para sa 0. Sa karagdagan sa ligands, ang complex ay maaaring isama m ng iba pang mga particle x direktang may kaugnayan sa gitnang atom. Mga Bahagi X Form. forest globo. Ang kumplikadong, neutralisahin nila ang singil ng panloob na globo, ngunit hindi nauugnay sa complexing agent covalently. Ang pangkalahatang rekord ng kumplikadong formula ng tambalan ay: XM, kung saan ang M ay isang sentral na atom; L - ligand; X ay isang panlabas na maliit na butil (molekula o ion); Square bracket na nakapaloob sa mga particle ng panloob na globo. Ang mga kumplikadong compound ay madalas na tinatawag na koordinasyon. Ang bilang ng mga ligands ay may kaugnayan sa isang numero ng koordinasyon, at ang panloob na globo ay koordinasyon. Central Atom. (Ang kumplikadong ahente) ay isang atom o ion na sumasakop sa gitnang posisyon sa komplikadong tambalan. Ang gitnang atom ay nag-coordinate ng ligands, geometrically na may kaugnayan sa kanila sa espasyo. Ang papel na ginagampanan ng kumplikadong ahente ay kadalasang ginaganap ng mga particle na may libreng orbital at isang medyo malaking positibong nucleus charge, at samakatuwid ay maaaring maging mga tagatanggap ng elektron. Ang mga ito ay mga cations ng mga elemento ng paglipat. Ang pinakamatibay na complex ay ang mga elemento ng mga grupo ng IV at VIIIV. Bihirang, neutral D-elemento atoms at non-metallic atoms ay may iba't ibang antas ng oksihenasyon. Ang bilang ng mga libreng atomic orbital na ibinigay ng kumplikadong ahente ay tumutukoy sa numero ng koordinasyon nito. Ang magnitude ng numero ng koordinasyon ay depende sa maraming mga kadahilanan, ngunit ito ay karaniwang katumbas ng double charge ng complex ng consultative. Ang pinaka-matibay na complex ay bumubuo ng D-elemento. Para sa aktibidad ng tao, kumplikadong mga compound ng MP, Fe, CO, Si, Zn, MO ay lalong mahalaga. Amphoteric P-Elements Al, Sn, PB ay bumubuo rin ng iba't ibang mga complex. Ang biogenic S-elemento na, K, CA, MG ay maaaring bumuo ng mga marupok na kumplikadong compound na may ligands ng isang partikular na istraktura. Kadalasan sa pamamagitan ng kumplikadong ahente ay naghahain ng isang elemento atom sa isang positibong antas ng oksihenasyon. Negatibong kondisyon ng ions (i.e., atoms sa isang negatibong antas ng oksihenasyon) I-play ang papel na ginagampanan ng mga kumplikadong mga ahente na medyo bihira. Ito, halimbawa, isang nitrogen atom (-iii) sa ammonium cation +, atbp. Ang atom complex ay maaaring magkaroon ng zero degree ng oksihenasyon. Kaya, ang carbonyl complexes ng nikelado at bakal, pagkakaroon ng komposisyon at, naglalaman ng mga atomo ng nickel (0) at bakal (0). Sa kumplikadong ion o neutral complex sa paligid ng mga kumplikado, ions, atoms o simpleng molecules (L) ay coordinated. Ang lahat ng mga particle na ito (ions o molecules), ang pagkakaroon ng mga kemikal na bono na may kumplikadong ahente, ay tinatawag ligands. (Ligands ay mga donor ng electronic pairs). Sa mga kumplikadong ions, 2- at 4 ligands ay ions ng cl- at cn-, at sa neutral complex ng ligand - NH3 molecules at ncs ions. Ang mga ligand ay karaniwang hindi konektado sa bawat isa, at ang pagtulak ng mga lakas ay kumilos sa pagitan nila. Sa ilang mga kaso, ang intermolecular na pakikipag-ugnayan ng ligands na may pagbuo ng mga bono ng hydrogen ay sinusunod. Ang mga ligands ay maaaring iba't ibang mga inorganic at organic ions at molecule. Ang pinakamahalagang ligands ay ions cn-, f-, cl-, br-, i-, no2-, oh-, so3s2-, c2o42-, cO32-, C2O42-, CO32-, H2O, NH3, CO Molecules (NH2 ) 2co. Ang pinakamahalagang katangian ng kumplikadong ahente ay ang bilang ng mga kemikal na bono na ito ay bumubuo sa ligands, o numero ng koordinasyon(Cc). Ang katangian ng kumplikadong ahente ay tinutukoy pangunahin sa pamamagitan ng istraktura ng elektronikong shell nito at dahil sa mga kakayahan ng valence ng gitnang atom o ang kondisyon na ahente ng ion-complexing. Kapag ang kumplikadong ahente ay nag-coordinate ng monodental ligands, ang numero ng koordinasyon ay katumbas ng bilang ng mga kalakip na ligand. At ang bilang ng polydentate ligand na nakakonekta sa kumplikadong ahente ay laging mas mababa kaysa sa numero ng koordinasyon. Ang halaga ng bilang ng koordinasyon ng kumplikadong ahente ay nakasalalay sa kalikasan nito, ang antas ng oksihenasyon, ang likas na katangian ng ligands at ang mga kondisyon (temperatura, likas na katangian ng solvent, ang konsentrasyon ng kumplikadong ahente at ligands, atbp.), Sa ilalim kung saan ang kumplikadong reaksyon ay nalikom. Ang halaga ng KC ay maaaring mag-iba sa iba't ibang kumplikadong compound mula 2 hanggang 8 at mas mataas pa. Ang pinaka-karaniwang mga numero ng koordinasyon ay 4 at 6. Mga elemento-kumplikadong mga ahente na may oksihenasyon ng + II (Znii, PTII, PDII, CUII, atbp.) Ay madalas na bumubuo ng mga complexes kung saan ang isang koordinasyon na numero 4, tulad ng 2+, 2-, 0 , ay ipinapakita. Sa aquacomplexes, ang bilang ng koordinasyon ng kumplikadong ahente sa antas ng oksihenasyon + II ay kadalasang katumbas ng 6: 2+. Mga elemento ng kumplikadong mga ahente na may antas ng oksihenasyon + III at + IV (PTIV, Aliii, Coiii, Criii, Feiii) ay nasa complexes, bilang isang panuntunan, KCH 6. Halimbawa, 3+, 3-. Mga kilalang complex na may halos patuloy na numero ng koordinasyon sa mga complex ng iba't ibang uri. Tulad ng Cobalt (III), Chromium (III) o Platinum (IV) na may KCH 6 at BOR (III), Platinum (II), Palladium (II), Gold (III) na may KCH 4. Gayunpaman, ang karamihan sa mga complex ay may variable numero ng koordinasyon. Halimbawa, para sa Aluminum (III), ang KCH 4 at KC 6 ay posible sa complexes at -. Kadalasan, ang ligand ay nauugnay sa kumplikadong ahente sa pamamagitan ng isa sa mga atoms nito na may dalawang sentro ng kemikal na bono. Ang ganitong uri ng ligands ay may isang pangalan monodentate.. Kabilang sa monodentate ligands ang lahat ng halide ions, cyanide ion, ammonia, water at iba pa. Ang ilang mga karaniwang ligands tulad ng H2O water molecules, oh-hydroxide ion hydroxide ion, nh2, nh2-ion, carbon monoxide, co carbon monoxide sa complexes ay higit sa lahat monoteded, bagaman sa ilang mga kaso (sa bridging structures) maging bIDENTATE.. Mayroong isang bilang ng mga ligands na halos palaging bidentate sa complexes. Ito ay ethylenediamine, carbonate ion, oxalate-ion, atbp. Ang bawat molekula o ion ng Bidentate Ligand ay bumubuo ng dalawang kemikal na mga bono na may kumplikadong ahente alinsunod sa mga peculiarities ng istraktura nito:
Ang mga bono ng hydrogen ay katangian hindi lamang para sa tubig. Ang mga ito ay madaling nabuo sa pagitan ng anumang electronegative atom (karaniwang oxygen o nitrogen) at isang hydrogen atom, covalently na nauugnay sa isa pang electronegative atom sa pareho o iba pang molekula (Larawan 4-3). Ang mga atom ng hydrogen na konektado sa pamamagitan ng covalent bono na may mataas na electronegative atoms, tulad ng oxygen, palaging nagdadala ng bahagyang positibong singil at samakatuwid ay may kakayahang bumubuo ng mga bono ng hydrogen, habang ang mga atom ng hydrogen ay may electronegativity, hindi nagdadala ng isang bahagyang positibo Ang singil at, samakatuwid, ang mga hydrogen bond ay hindi maaaring bumubuo. Ang pagkakaiba na ito ay ang dahilan na ang butyl alkohol sa molekula kung saan ang isa sa mga atom ng hydrogen ay nauugnay sa oxygen at maaaring bumuo ng isang hydrogen bond na may iba't ibang boutique na molekula ng alkohol, ay may mataas na boiling point (+ 117 ° C). Sa kabaligtaran, ang Bhutan na hindi kaya ng pagbubuo ng mga intermolecular hydrogen bond, dahil ang lahat ng mga atom ng hydrogen sa mga molecule nito ay nauugnay sa carbon, ay may mababang punto ng pagkulo (- 0.5 ° C).
Ang ilang mga halimbawa ng biologically mahalagang hydrogen bond ay ipinapakita sa Fig. 4-4.
Larawan. 4-3. Hydrogen bonds. Sa mga link ng ganitong uri, ang hydrogen atom ay hindi pantay na ipinamamahagi sa pagitan ng dalawang electronegative atoms. At kung saan ang hydrogen ay konektado covalently, nagsisilbing isang hydrogen donor, at isang electronegative atom ng isa pang molekula ng driver. Sa biological system, electronegative atoms na kasangkot sa pagbuo ng hydrogen bonds ay oxygen at nitrogen; Ang mga atom ng carbon ay nakikibahagi sa pagbuo ng mga hydrogen bond lamang sa mga bihirang kaso. Ang distansya sa pagitan ng dalawang electronegative agons na konektado sa pamamagitan ng hydrogen bond ay nag-iiba mula sa 0.26 hanggang 0.31 nm. Ang mga sumusunod na uri ng hydrogen bond ay ipinapakita sa ibaba.
Ang isa sa mga katangian ng mga hydrogen bond ay mayroon silang pinakamalaking lakas sa mga kaso kung saan ang mutual orientation ng mga molecule na may kaugnayan sa bawat isa ay nagsisiguro na ang pinakamataas na enerhiya ng electrostatic na pakikipag-ugnayan (Larawan 4-5). Sa ibang salita, ang hydrogen bond ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na oryentasyon at bilang isang resulta ay maaaring hawakan ang parehong mga molecule o grupo sa isang tiyak na mutual na orientation. Sa ibaba, makikita natin na ang ari-arian ng mga bono ng hydrogen ay nag-aambag sa pagpapapanatag ng mahigpit na tinukoy na mga istraktura ng spatial na katangian ng mga molecule ng protina at mga nucleic acid na naglalaman ng isang malaking bilang ng intramolecular hydrogen bonds (Ch. 7, 8 at 27).
Hydrogen - Element VII ng grupo ng periodic system na may atomic number 1. Ito ay unang naka-highlight ng Flemish chemist I. Van Helmont sa XVII century. Nag-aral siya ng pisisista at botika ng Ingles sa Cavendis sa dulo ng siglong XVIII. Ang pangalan ng hydrogen ay mula sa Griyego. Hydro genes.
Ang hydrogen ay isa sa mga pinaka-karaniwang elemento sa uniberso. Ang enerhiya na ibinubuga ng araw ay ipinanganak bilang isang resulta ng fusion reaksyon ng apat na hydrogen nuclei sa helium core. Sa lupa, ang hydrogen ay bahagi ng tubig, mineral, karbon, langis, buhay na nilalang. Sa libreng form, ang mga maliit na halaga ng hydrogen ay matatagpuan sa mga gas ng bulkan.
Hydrogen - gas na walang kulay at amoy, hindi dissolved sa tubig, form explosive mixtures na may hangin. May tatlong uri ng hydrogen: mga kalahok, deuterium at tritium, naiiba sa bilang ng mga neutrons. Ang hydrogen ay nakuha sa electrolysis ng tubig, tulad ng mga produkto sa pagpoproseso ng langis.
Ang papel na ginagampanan ng hydrogen sa kalikasan ay tinutukoy ng di-masa, at ang bilang ng mga atom na ang bahagi sa mga natitirang elemento ay 17% (ikalawang lugar pagkatapos ng oxygen, ang proporsyon ng mga atomo na ~ 52%). Samakatuwid, ang halaga ng hydrogen sa mga proseso ng kemikal na nagaganap sa lupa ay halos kasing dami ng oxygen. Sa kaibahan sa oxygen na umiiral sa lupa at sa nauugnay, at sa mga libreng estado, halos lahat ng hydrogen sa lupa ay nasa anyo ng mga compound. Lamang sa isang napakaliit na halaga ng hydrogen bilang isang simpleng sangkap ay nakapaloob sa kapaligiran (0.00005% sa pamamagitan ng lakas ng tunog).
Ang pangunahing pag-andar ng hydrogen ay ang pagbubuo ng biological space (tubig at hydrogen bonds) at ang pagbuo ng iba't ibang mga organic (biological) molecule. Ang hydrogen ay may kakayahang tumugon sa positibong elektron at elektronikal na atomo, aktibong nakikipag-ugnayan sa maraming elemento, na nagpapakita ng parehong mga katangian ng oxidative at rehabilitasyon. Sa mga reaksyon na may alkaline at alkaline earth metals, ang hydrogen ay kumikilos bilang isang oxidizing agent, at may paggalang sa oxygen, grey, halogens na nagpapakita ng mga ari-arian ng rehabilitasyon.
Kapag ang pagkawala ng elektron, ang hydrogen atom ay nagpapatuloy sa elementary particle - ang proton. Sa may tubig na solusyon, ang proton ay pumasa sa hydroxonium cation, na hydrated ng tatlong molecule ng tubig at bumubuo ng hydroxonium hydroxonium cation H 9 o 4+. Sa anyo ng mga proton ng cation na ito at nasa isang may tubig na solusyon.
Sa biological na proseso, ang proton ay gumaganap ng napakahalagang papel: tinutukoy ang mga acidic properties ng mga solusyon, nakikilahok sa oxidative at restorative transformations. Sa paglahok ng mga hydrogen ions, ang mga cations ng metal cations sa biocomplexes mangyari, ang mga reaksyon ng pag-ulan ay dumadaloy (halimbawa, ang pagbuo ng mineral base ng buto tissue), ang hydrolytic pagkabulok ng lipids, polysaccharides, peptides.
Sa katawan ng tao, ang hydrogen sa compounds sa iba pang mga macroelements ay bumubuo ng mga grupo ng amino at mga grupo ng sulfhydryl na naglalaro ng mahalagang papel sa pag-andar ng iba't ibang biomolecules. Ang hydrogen ay pumapasok sa istraktura ng mga protina, carbohydrates, taba, enzymes at iba pang mga bioorganic compound na nagsasagawa ng mga function ng istruktura at regulasyon. Salamat sa hydrogen bonds, ang DNA molecule ay kinopya, na nagpapadala ng genetic na impormasyon mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon.
Kapag tumutugon sa oxygen, ang hydrogen ay bumubuo ng molekula ng tubig. Ang tubig ay ang pangunahing sangkap kung saan binubuo ang katawan. Sa katawan ng isang bagong panganak, ang nilalaman ng tubig ay tungkol sa 80%, sa isang may sapat na gulang - 55-60%. Ang tubig ay nakikibahagi sa malaking halaga ng mga reaksiyong biochemical, sa lahat ng mga proseso ng physiological at biological, ay nagbibigay ng metabolismo sa pagitan ng organismo at panlabas na kapaligiran, sa pagitan ng mga selula at sa loob ng mga selula. Ang tubig ay isang estruktural base ng mga selula, kinakailangan upang mapanatili ang pinakamainam na lakas ng tunog, tinutukoy nito ang spatial na istraktura at pag-andar ng biomolecule.
Sa biosrials, bahagi ng tubig (mga 40%) ay nasa nauugnay na estado (kasama ang mga inorganic ions at biomolecules). Ang iba, i.e. Ang libreng tubig ay isang gumagalaw na istraktura na nauugnay sa mga bono ng hydrogen. May patuloy na pagpapalitan ng mga molecule sa pagitan ng libre at nakatali na tubig.
Ang tubig sa katawan ay itinuturing na nahahati sa extracellular at intracellular. Ang extracellular water, naman, ay isang interstitial fluid, nakapaligid na mga cell; Intravascular liquid (plasma ng dugo) at transcellular fluid, na nasa serous cavities at gold organs. Ang akumulasyon ng tubig sa katawan (hypernydration) ay maaaring sinamahan ng isang pagtaas sa nilalaman ng tubig sa intercellular sector (pamamaga), sa serous cavities (pagtutubig) at sa loob ng mga cell (pamamaga). Ang pagbawas ng nilalaman ng tubig sa katawan (pag-aalis ng tubig) ay sinamahan ng pagbawas sa Turgora, pagkatuyo ng balat at mauhog na lamad, hemokonentration at hypotension.
May isang teorya na nauugnay sa nakabalangkas na likas na katangian ng tubig, tungkol sa tinatawag na impormasyong papel ng tubig sa mga sistema ng pamumuhay at ang pagkakaroon ng may tubig na mga solusyon ng estruktural memorya.
Sa kabila ng katotohanan na ang tubig ay isa sa mga pangunahing bahagi ng katawan ng tao, ang papel nito sa ngayon ay undervalued at maliit na pinag-aralan ang parehong mga siyentipiko at mga kinatawan ng praktikal na gamot. Samantala, ang pagkawala ng halos lahat ng glycogen at taba o kalahati ng protina sa kanilang mga kahihinatnan sa kalusugan ay nangangahulugan din ng mas mababa kaysa sa pagkawala ng 10% na tubig (habang ang pagkawala ng 20% \u200b\u200bng tubig ay humahantong sa isang kamatayan).
Ang pangangailangan ng tao sa tubig ay 1-1.5 ml bawat kcal na pagkain na natupok, i.e., na may halaga ng enerhiya ng diyeta noong 2000 kcal, ang katawan ay nangangailangan ng 2 hanggang 3 litro ng tubig kada araw. Ang tungkol sa 300-400 ML ng tubig ay araw-araw na nabuo sa katawan ng tao bilang isang resulta ng iba't ibang mga metabolic reaksyon. Ang oksihenasyon ng 1 g ng carbohydrates ay humahantong sa pagbuo ng 0.6 g ng tubig, 1.07 g ng lipids at 0.41 g ng mga protina.
Hydrogen non-toxic. Ang dosis ng babae para sa tao ay hindi tinukoy.
Ang mga compound ng hydrogen ay ginagamit sa industriya ng kemikal sa paghahanda ng methanol, ammonia, atbp.
Sa gamot, ang isa sa mga isotopes ng hydrogen (deuterium) ay ginagamit bilang isang label kapag nag-aaral ng pharmacokinetics ng droga. Ang isa pang isotope (tritium) ay ginagamit sa diagnosis ng radioisotope, sa pag-aaral ng mga reaksiyong biochemical ng metabolismo ng mga enzymes, atbp.
Ang hydrogen peroxide H 2 o 2 ay isang paraan ng pagdidisimpekta at isterilisasyon.
