1. 什麼是氫鍵
氫鍵是分子間作用力的一種,是一種永久偶極之間的作用力,氫鍵發生在已經以共價鍵與其它原子鍵結合的氫原子與另一個原子之間(X-H…Y),通常發生氫鍵作用的氫原子兩邊的原子(X、Y)都是電負性較強的原子。
氫鍵既可以是分子間氫鍵,也可以是分子內的。其鍵能最大約為200kJ/mol,一般為5-30kJ/mol,比一般的共價鍵、離子鍵和金屬鍵鍵能要小,但強於靜電引力。氫鍵對於生物高分子具有尤其重要的意義,它是蛋白質和核酸的二、三和四級結構得以穩定的部分原因。
(1)生物的氫鍵在哪裡擴展閱讀
氫鍵的影響
1、氨在水中的非常大的溶解度與它和水分子間的氫鍵有關。
2、甘油、無水磷酸和硫酸具有較大的黏度。
3、鄰硝基苯酚中存在分子內氫鍵,因此熔點較間硝基苯酚和對硝基苯酚低。
4、冰中水分子在冰晶體結構中空間佔有率較低,因而冰密度較小,甚至小於水。
5、冰中每個水分子都按四面體方向參與形成4個O-H…O氫鍵。冰的熔化熱為5.0kJ/mol,而冰中氫鍵鍵能為18.8kJ/mol,因此剛熔化的水中仍有大量的氫鍵。在4℃時,水氫鍵斷裂(密度增大)和受熱分子間距增大(密度減小)的趨勢相等,因此4℃時水密度最大。這個溫度對於水中生物至關重要,它保證了冬季時水中生物不至於因為水結冰而死亡。
6、分子內形成氫鍵常使酸性增強。如苯甲酸的Ka=96.2×10﹣¹²,而鄰羥基苯甲酸的Ka=9.9×10-¹¹,2,6-二羥基苯甲酸可在分子內形成兩個氫鍵,它的Ka=5×10﹣9。其原因是分子內氫鍵的形成,促進了氫的解離。
7、結晶水合物中存在由氫鍵構建的類冰骨架,其中可裝入小分子或離子,參見甲烷氣水包合物。
2. 生物中,氫鍵是用來連接什麼的
1、dna中相鄰的兩條鏈中互補的兩個鹼基之間有氫鍵如
a和t,c和g
其中a和t中有兩個氫鍵
c和g中有三個氫鍵
所以cg鹼基對比at鹼基對穩定
2、trna中也有氫鍵
因為它是局部環狀要靠氫鍵來維持它的環狀
3、某些逆轉錄病毒在逆轉錄過程中也會形成雙鏈rna這其中也有氫鍵
同dna
4、蛋白質因為有盤曲折疊的結構所以其中也有氫鍵
3. DNA分子氫鍵如何形成
DNA分子氫鍵形成發生在已經以共價鍵與其它原子鍵結合的氫原子與另一個原子之間(X-H…Y),通常發生氫鍵作用的氫原子兩邊的原子(X、Y)都是電負性較強的原子。
氫鍵既可以是分子間氫鍵,也可以是分子內的。其鍵能最大約為200kJ/mol,一般為5-30kJ/mol,比一般的共價鍵、離子鍵和金屬鍵鍵能要小,但強於靜電引力。
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DNA分子氫鍵形成原理
1、氫鍵通常可用X-H…Y來表示。其中X以共價鍵與氫相連,具有較高的電負性,可以穩定負電荷,因此氫易解離,具有酸性(質子給予體)。而Y則具有較高的電子密度,一般是含有孤對電子的原子,容易吸引氫原子,從而與X和H原子形成三中心四電子鍵。
2、氫鍵鍵能大多在25-40kJ/mol之間。一般認為鍵能小於25kJ/mol的氫鍵屬於較弱氫鍵,鍵能在25-40kJ/mol的屬於中等強度氫鍵,而鍵能大於40kJ/mol的氫鍵則是較強氫鍵。