Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

02 Nevazebné interakce. 2 ● Druh chemické vazby ● Určují 3D konfiguraci makromolekul, účastní se mnoha biologických procesů, zodpovědné za uspořádání.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "02 Nevazebné interakce. 2 ● Druh chemické vazby ● Určují 3D konfiguraci makromolekul, účastní se mnoha biologických procesů, zodpovědné za uspořádání."— Transkript prezentace:

1 02 Nevazebné interakce

2 2 ● Druh chemické vazby ● Určují 3D konfiguraci makromolekul, účastní se mnoha biologických procesů, zodpovědné za uspořádání molekul v krystalu ● Síla nevazebných interakcí řádově nižší než kovalentních vazeb  nutná kombinace více nevazebných interakcí pro dosažení pozorovatelného účinku – princip aditivity

3 3 Z hlediska geometrie: směrové (anisotropní) x nesměrové (isotropní) Z hlediska síly: slabé x silné Podle mechanismu vzniku: (1) Elektrostatické interakce, Indukované síly, disperzní síly (Londonovy síly, Van der Waalsovy síly) (2) Donor-akceptorové interakce Koordinačně kovalentní vazba

4 4 Elektrostatické interakce: Ion-ion interakce (~10 2 kJ/mol) Ion-dipol interakce Dipol-dipol interakce (~10 kJ/mol) Nejsilnější mezi dvěma náboji, isotropní reakce Dipól-dipól interakce – u polárních organických látek Induktivní síly: Interakce molekuly s permanentním dipólem s neutrální částicí  vybuzení (indukování) dipólu v neutrální molekule Závisí na velikosti dipólmomentu a polarizovatelnosti neutrální molekuly

5 5 Disperzní síly Obecná nevazebná interakce mezi libovolnými atomy Velmi slabé projevuje hlavně tam, kde nepůsobí jiné silnější interakce Atraktivní i repulzivní podle vzdálenosti částice Vliv na uspořádání v mřížce V reálném prostředí působí více druhů najednou  rozlišení jednotlivých vlivů a jejich popis je obtížný. Potenciální energie dvou atomů

6 A, B – konstanty, q 1 q 2 - náboje Disperzní člen Přitažlivé síly Repulzní člen pot. energie

7

8 Donor-akceptorová vazba: - podobné vlastnosti jako kovalentní vazba - Vzniká sdílením elektornového páry jednoho atomu (donor) s druhým atomem (akceptor) Donor – volné elektronové páry Akceptor – volné molekulové orbitaly - Organokovové sloučeniny – centrální atom (donor) bývá kation přechodného kovu. Obklopující atomy nebo molekuly se nazývají ligandy - popisem se zabývá teorie molekulových orbitalů

9 ● Převládá přitažlivá interakce mezi donorem protonu a akceptorem protonu + další interakce – donor- akceptor, indukční síly, … D - H... A ● Vysoký bod varu vody; sekundární, terciární a kvartérní struktura proteinů a NK, … ● Vzdálenost D...A a H...A je kratší než součet vdW poloměrů 9 Počet vodíků Počet akceptorů R (zúčastněné atomy) Etter, M. C. (1991). The Journal of Physical Chemistry, 95, No. 12, ? ? ?

10 10 ● Geometrická definice:

11 11 ● Často vícecentrické interakce – vodík je přitahován ke dvěma akceptorům zároveň – tvoří mezi nimi můstek

12 12 ● Typy vodíkových vazeb: – Silné ● Mezi kyselinami/bázemi a jejich konjugovanými bázemi/kyselinami ● Většinou intramolekulární ● Značný kovalentní charakter, d(D-H) = d(H-A) ● Velmi aktivované donory a akceptory – Středně silné ● Převážně elektrostatický charakter ● Led, DNA, proteiny ● Molekuly s funkčními skupinami schopnými vytvořit vodíkové vazby, je vždy vytvoří, pokud tomu nebrání stérické efekty – Slabé ● Elektrostatické povahy ● C-H...O/N, M-H...O

13 13 SilnáStředně silnáSlabá Vazebná energie [kcal/mol] < 4 Příklady[F…H…F] - [N…H…N] - P-OH…O=P O-H…O=C N-H…O=C O-H…O-H C-H…O O-H…π O-H…O Posun v IČ spektru> 25%5-25%< 5% Délka vazbyH-A = X-HH…A > X-HH…A >> X-H Prodloužení X-H Å Å  0.01 Å X...A (D) Å Å Å H...A (d) Å Å Å Úhel  ° °90-180° Vliv na uspořádání v krystaluDominantníVýraznýProměnlivý Využítí v kryst. inženýrstvíVyužívané Částečné používané Podíl kovalentnostiVýraznýSlabýNevýrazný Elektrostatická složkaDůležitáDominujeStředně důležitá

14 14 ● aromatický uhlovodík, cyklická, či polycyklická molekula podporující delokalizaci π elektronů ● Energie těchto interakcí nepřesahuje hodnoty 30 kJ/mol Kvadrupólový moment benzenového jádra

15 15 ● Geometrické motivy: – Offset-face-to-face (OFF) – Edge-to-face (EF) – Face-to-face (FF)

16 16 ● Se vzrůstající aromatickou plochou převládá OFF motiv (polycyklické aromáty) 3.5 A

17 Pyrene – molekuly zaujímají vůči sobě OFF motiv opakující se ve stromečkovém uspořádání

18 Offset face-to-face uspořádání koronenu

19 Dithiofen-tetrathiafulvalene bis(N-n-Cetylpyrrolo(3,4-d))tetrathiafulvalene

20 20 ● Halogenové atomy – anisotropické v krystalu – elipsoidní tvar atomu (a) ● Dva typy interakcí: I a II pro C-X...X-C (X = Cl, Br, I) ● Typ I (b): – symetrické, okolo inverzního centra v krystalu – Van der Waalsovský typ ● Typ II (c): – Spojené se šroubovou osou a skluznou rovinou – Atraktivní Cl δ+...Cl δ- Se vzrůstající polarizabilitou halogen atomu převládá typ II Nesymetrická vazba typu II (I...Br, Cl...Br, I...Cl) – těžší atom pozitivně polarizován, kdežto lehčí atom negativně


Stáhnout ppt "02 Nevazebné interakce. 2 ● Druh chemické vazby ● Určují 3D konfiguraci makromolekul, účastní se mnoha biologických procesů, zodpovědné za uspořádání."

Podobné prezentace


Reklamy Google