水素結合

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8-21-2017 updated

  1. 定義
  2. 水分子の水素結合
  3. DNA の水素結合

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概要: 水素結合とは

電気陰性度の高い原子 electronegative atom である N や O と結合した水素原子 H は、微弱な正電荷 δ+ を帯びる。この正電荷と、electronegative atom の負電荷の間に正じる結合を水素結合 hydrogen bond という。静電的相互作用 の一種である。

水素結合のもつエネルギーは 共有結合 よりも著しく弱く、4 - 20 kJ/mol である (1)。また、共有結合の約 1.5 オングストロームよりも長い結合を作ることができ、1.5 - 2.6 オングストロームの長さをもつ。


水分子の水素結合

水分子 H2O は、構造上ほかの物質と水素結合を作りやすい。その結果、水は粘性、表面張力および沸点が分子量から考えられるよりもはるかに高い、特殊な溶媒 solvent になっている (1,2)。

一つの水分子は、3.5 個 の水分子と水素結合している (2)。これらの結合は非常に弱く一過的であり、一つの水素結合の half-life は数ピコ秒である (2)。


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References

  1. Berg et al. 2006a. (Book). Biochemistry, 6th edition.