简述化学键和分子间力
正确答案:化学键是分子内部原子与原子之间的作用力,如共价键和离子键(又称盐键),这是一种相当强的作用力,键能一般在每摩尔一百多千焦(几十千卡)以上。
除了高度分散的气体分子之外,分子间也存在一定的作用力,这种作用力较弱,要比键能小一个数量级。对生物大分子而言,分子间力是非常重要的,分子间的作用力本质上大都是静电作用力,主要有以下几种:
1.偶极-偶极作用力。这种力产生于具有永久偶极的极性分子之间。
2.范德华力:非极性分子内由于电子运动的某一瞬间,分子内部的电荷分布可能不均匀,从而产生一个很小的暂时偶极,这个暂时偶极又可影响其周围分子也产生暂时偶极。暂时偶极虽然会很快消失,但它又不断出现,因此总的结果是在非极性分子间产生一种极弱的引力,这种引力就是范德华力。
范德华力作用范围较小,只有分子间非常接近时才起作用。
3.氢键:当氢原子与一个原子半径较小,电负性很强并带未共用电子对的原子Y(主要是F、O、N)结合时,由于Y原子有极强的拉电子作用,使得H-Y间电子云主要集中在Y一端,而使氢显部分正电,Y显部分负电。结果,带部分正电荷的氢原子,受另一分子中电负性强,带部分负电的Y原子的静电吸引,这种分子间的作用力叫氢键。 氢键是分子间作用力中最强的,实际上它也是偶极-偶极作用力。
4.疏水相互作用:这种分子间的作用力并不是疏水基团之间有吸引力的缘故,而是疏水基团或疏水侧链要避开水而被迫接近引起的。
例如,碱基堆积力是稳定DNA双螺旋结构的一个重要因素。嘌呤与嘧啶形状扁平,呈疏水性,分布于DNA双螺旋的内部,大量碱基层层堆积,两相邻碱基平面又十分贴近,于是使双螺旋内部形成一个强大的疏水区,把介质中的水分子隔开,维持了碱基的稳定性。
除了高度分散的气体分子之外,分子间也存在一定的作用力,这种作用力较弱,要比键能小一个数量级。对生物大分子而言,分子间力是非常重要的,分子间的作用力本质上大都是静电作用力,主要有以下几种:
1.偶极-偶极作用力。这种力产生于具有永久偶极的极性分子之间。
2.范德华力:非极性分子内由于电子运动的某一瞬间,分子内部的电荷分布可能不均匀,从而产生一个很小的暂时偶极,这个暂时偶极又可影响其周围分子也产生暂时偶极。暂时偶极虽然会很快消失,但它又不断出现,因此总的结果是在非极性分子间产生一种极弱的引力,这种引力就是范德华力。
范德华力作用范围较小,只有分子间非常接近时才起作用。
3.氢键:当氢原子与一个原子半径较小,电负性很强并带未共用电子对的原子Y(主要是F、O、N)结合时,由于Y原子有极强的拉电子作用,使得H-Y间电子云主要集中在Y一端,而使氢显部分正电,Y显部分负电。结果,带部分正电荷的氢原子,受另一分子中电负性强,带部分负电的Y原子的静电吸引,这种分子间的作用力叫氢键。 氢键是分子间作用力中最强的,实际上它也是偶极-偶极作用力。
4.疏水相互作用:这种分子间的作用力并不是疏水基团之间有吸引力的缘故,而是疏水基团或疏水侧链要避开水而被迫接近引起的。
例如,碱基堆积力是稳定DNA双螺旋结构的一个重要因素。嘌呤与嘧啶形状扁平,呈疏水性,分布于DNA双螺旋的内部,大量碱基层层堆积,两相邻碱基平面又十分贴近,于是使双螺旋内部形成一个强大的疏水区,把介质中的水分子隔开,维持了碱基的稳定性。
答案解析:有
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