Vandeniliniai ryšiai

Vandens molekulėje elektronų pora, sudaranti O–H ryšį, pasislinkusi elektriškai neigiamesnio deguonies atomo link. Dėl poslinkio vandenilio atomai įgauna dalinį teigiamą krūvį, o deguonies atomas – dalinį neigiamą krūvį, todėl vanduo yra polinė medžiaga. Tarp polinių vandens molekulių veikia elektrostatinė trauka, susidaro vandeniliniai ryšiai.

Kovalentiniams ryšiams H–O suardyti reikia 460 kJ/mol energijos. Vandeniliniai ryšiai daug silpnesni – energija, kurios reikia vienam ryšiui nutraukti, sudaro tik 9 kJ/mol, bet vandenilinių ryšių yra daug ir jie garantuoja didelį vandens pastovumą. Jeigu vandenilinių ryšių nebūtų, vanduo virtų esant 80 °C, o užšaltų esant –100 °C. Kiekvieno vandenilinio ryšio skilimo pusperiodis yra mažesnis už 10^–9 s, todėl vanduo yra ne klampus, o gana judrus skystis. Vandeniliniai ryšiai būdingi ne tik vandens molekulėms, bet ir kitoms medžiagoms, kurių molekulės pasižymi poliškumu, t. y. turi elektroneigiamesnių atomų (deguonis, azotas, siera, halogenai). Šios molekulės gali sudaryti vandenilinius ryšius su vandenilio atomais, esančiais tų medžiagų molekulėse, ir su vandeniliu, esančiu kitų polinių medžiagų molekulėse.

Vandeniliniai ryšiai tarp vandens ir įvairių polinių grupių

Vandenilio atomai kovalentiškai sujungti su elektriškai neigiamesniais atomais, pvz., deguonimi, visada turi nedidelį teigiamą krūvį, todėl gali sudaryti vandenilinius ryšius. Tai svarbu biologinėse struktūrose. Tuo tarpu vandenilio atomai, kovalentiškai sujungti su anglies atomais, kurių elektrinis neigiamumas menkas, negali sudaryti vandenilinių ryšių.

Vandenilio donorai akceptoriai

Vandenilinių ryšių tipai

Šio tipo ryšių metu vandenilio atomai nevienodai išsidėstę tarp dviejų elektriškai neigiamų atomų. Atomas, su kuriuo vandenilis sujungtas kovalentiniu ryšiu, yra vandenilio donoras, o kitos molekulės elektriškai neigiamas atomas yra akceptorius. Biologinėse sistemose elektriškai neigiamas atomas yra deguonis ir azotas. Anglies atomai retai dalyvauja, sudarant vandenilinius ryšius. Biologinėms sistemoms yra svarbūs vandeniliniai ryšiai, sujungiantys komplementariąsias azotines bazes, esančias deoksiribonukleorūgšties (DNR) grandinėse:

ir dvi polipeptidines grandines ar tos pačios grandinės fragmentus:

Šaltinis | Dažniausiai vartojamų biomedicinos terminų ir sąvokų aiškinamasis žinynas | Lietuvos sveikatos mokslų universitetas | Akademikas Profesorius Antanas Praškevičius, Profesorė Laima Ivanovienė