Притяжение между заряженными группами (электростатические силы)

К особому случаю электростатических сил направленного действия относится водородная связь [3]. Она возникает между двумя партнерами, один из которых содержит атом водорода, присоединенный к электроотрицательному атому, а другой— свободную пару электронов X—Н---У (здесь X — атом с высокой электроотрицательностью, т. е. Р, О, Ы Н — атом водорода, У—атом с неподеленной парой электронов, Н---У — водородная связь). Чем сильнее электроотрицательность X, тем более положителен водород в связи X—Н. При этом кислород имеет в газовой хроматографии наибольшее значение для высших аналогов этих трех элементов энергии водородных связей имеют тот же порядок, что и обычные силы притяжения [4]. В соединениях с гидроксильной группой атом водорода приобретает положительный заряд благодаря перемещению электронов к электроотрицательному атому кислорода (например, в карбоновых кислотах, спиртах, фенолах, воде) и смещается к атомам, обладающим неподеленной парой электронов, т. е. к атомам фтора, кислорода, азота (во фторсодержащих соединениях, простых и сложных эфирах, кетонах, альдегидах, карбоновых кислотах, спиртах, фенолах, аминах и т. п.). Сходным образом ведет себя атом водорода в ЫН- и СН-группах, если азот (например, в пирроле, имидазоле и т. д.) или углерод (в ацетилене, хлороформе, органических нитро- и цианистых соединениях с а-атомами водорода) становятся отрицательными благодаря особенностям химической структуры соединения. Энергия образования водородной связи примерно на порядок больше, чем энергия обычного межмолекулярного взаимодействия, однако она гораздо меньше энергии образования химической связи. Вследствие этого энергию образования водородной связи можно объяснить не только электростатическим взаимодействием ХН и V. Второе взаимодействие можно приписать [c.71]

Различие между гетерополярными и ковалентными связями может быть охарактеризовано следующим образом в гетерополярных связях силы притяжения в основном обусловлены простым электростатическим (кулоновским) взаимодействием зарядов атомов или атомных групп. [c.33]

В господствующей теории стабильности лиофобных коллоидов -потенциал является мерой устойчивости коллоидной системы, определяя собою силы электростатического отталкивания, препятствующие склеиванию заряженных частиц. Силы же притяжения, вызывающие это склеивание между полностью или частично разряженными частицами, принимались совершенно постоянными и характеризовали собственную поверхность частиц, не изменяющуюся в процессе коагуляции. Это положение, естественно, вытекало из представления о коллоидной частице как о многовалентном ионе, обладающем неизменной поверхностью и постоянным количеством зарядов и ионогенных групп. [c.107]

Свойства заряженных макромолекул качественно отличаются в зависимости от суммарной величины заряда каждой макромолекулы различают сильно заряженные полиэлектролиты, например ДНК, и слабо заряженные (слабые полиэлектролиты), например полиакриловая кислота. В сильно заряженных макромолекулах ионизирована большая часть звеньев, поэтому их свойства в основном определяются электростатическими (кулоновскими) взаимодействиями. В слабо заряженных макромолекулах ионизирована меньшая часть звеньев, их свойства определяются как электростатическими, так и неэлектростатическими взаимодействиями, среди последних, помимо рассмотренного ранее столкновения незаряженных звеньев, следует отметить для водных растворов так называемое гидрофобное взаимодействие, играющее большую роль в биологических системах. Под этим термином подразумеваются силы притяжения между неполярными группами в полярной водной среде. Чередование микрообластей с полярными и неполярными взаимодействиями приводит к появлению регулярных неоднородностей в растворах полиэлектролитов. [c.125]

В ИЭТ по всей длине белковой молекулы находится равное количество положительно и отрицательно заряженных ионогенных групп, и гибкая макромолекула сворачивается в плотный клубок в силу притяжения разноименных зарядов. При более низких значениях pH, например в присутствии H I, когда диссоциация кислотных групп подавлена, молекула белка, как указывалось выше, имеет положительный заряд. Поскольку между одноименно заряженными группами—NH +, разбросанными по всей длине молекулы, будут действовать электростатические силы отталкивания, свернутая в клубок цепочечная молекула в кислой среде распрямится. Однако в большом избытке кислоты степень диссоциации белка будет уменьшаться из-за влияния избытка посторонних ионов, и молекула снова начнет сворачиваться в клубок. [c.207]

Электростатические силы играют очень важную роль во взаимодействиях между молекулами и часто являются причиной изменения их конформации например, притяжение между группами —СОО и —ЫНз весьма существенно для взаимодействий между молекулами белка. С карбоксильными группами белков и углеводов в растворе часто взаимодействуют ионы кальция, что иногда приводит к переходу растворов этих веществ в гелеобразное состояние (примером может служить агароза, гл. 2, разд. В.5). Катион Са , обладающий двойным зарядом, может играть роль мостика , соединяющего две карбоксильные или иные полярные группы. [c.245]

Притяжение или отталкивание полипептидных цепей может быть обусловлено и электростатическими силами, действующими между положительно и отрицательно заряженными группами молекулы белка (кулоновское взаимодействие). Величина таких сил зависит от ионной силы раствора. Однако для растворов глобулярных белков не обнаружено существенной зависимости электростатических сил от ионной силы, если эффективный заряд белка не слишком велик. Это говорит о том, что электростатические силы, вероятно, не играют важной роли в формировании глобулярной структуры. Для некоторых удлиненных белковых молекул эти силы, возможно, и имеют влияние на форму молекулы, поскольку они способны обеспечить взаимодействие на относительно больших расстояниях. [c.94]

Ориентационным называют также электростатическое взаимодействие между полярными группами макромолекул, имеющими дипольную природу. Взаимодействие макромолекул, содержащих такие группы, состоит в притяжении между участками цепей с противоположными зарядами и в отталкивании участков, несущих одноименные заряды. Величина сил ориентационного взаимодействия зависит от полярности взаимодействующих групп, расстояния между ними и температуры. С повыщением температуры силы ориентационного взаимодействия уменьшаются, так как более интенсивное кинетическое движение звеньев полимерной цепи существенно снижает возможность их ориентации. [c.39]

Имеется ли в исследуемой структуре что-либо знакомое или она совершенно необычна Из сказанного выше следует, что каждому структурному уровню белков или нуклеиновых кислот, по-видимому, присущи общие характерные особенности. Некоторые из этих характеристик являются результатом действия сил, определяющих структуру. Даже если мы не можем точно предсказать структуру, иногда оказывается возможным распознать некоторые ее элементы, противоречащие нашим сегодняшним представлениям. Такие структурные особенности часто оказываются очень важны для понимания функции Например, в случае глобулярных белков можно в первом приближении предсказать особенности распределения аминокислотных остатков между поверхностью молекулы и внутренней областью. Заряженные группы, например лизин или аргинин, обычно сольватированы и окружены противоионами. Перенос изолированной боковой цепи такого типа внутрь глобулы не только приведет к потере энергии сольватации, но и будет весьма дорого стоить из-за электростатических взаимодействий. Например, энергия притяжения двух противоположно заряженных ионов примерно равна е /ег, где е — элементарный заряд, г — расстояние между ионами, рассматриваемыми как точечные заряды, а — диэлектрическая проницаемость среды между ними. Вне белковой глобулы е равно примерно 80, а внутри — приблизительно в 20 раз меньше. Поэтому, если необходимо перенести заряд внутрь, энергетически чрезвычайно выгодно поместить возможно ближе к нему еще один заряд противоположного знака. Обнаружение зарядов внутри глобулы белка подобно обнаружению оазисов в пустыне. Вероятно, они находятся там не случайно. [c.28]

Основываясь на концепциях Захариасена и Уоррена и логически их развивая, Дитцель в своих исследованиях применил те же принципы при изучений влияния строения стекла на ионные цветные индикаторы (см. Е. I, lie и ниже). Не только пространственные геометрические факторы, управляющие размещением катионов в анионном каркасе стекла, определяют его свойства, но главным образом здесь существенную роль играет сила электростатического поля посторонних катионов, если считать, что в силикатных стеклах главным образом существуют ионные связи . Каждый катион стремится войти в координацию с таким числом анионов кислорода, которое отвечает его собственному электростатическому заряду и его радиусу, и образовать группу ROn]. Определение силы поля в стеклах аналогично вычислению энергии структуры произведение ге/г (где г — валентность, е — электростатическая единица количества электричества, г — ионный радиус) или произведение ге/а (где а — расстояние между катионом и анионом) имеет в этой теории основное значение. С помощью этих величин и особенно величин силы притяжения (2zja ), расположенных в порядке возрастания числовых значений, Дитцель получил превосходную сводку физико-химических свойств рассмотренных им стекол, в зависимости от их строения. Гомогенные однофазные расплавы щелочных силикатных стекол были противопоставлены расплавам щелочноземельных силикатов с избытком кремнекислоты, имеющим тенденцию к расслоению. Этот факт, очевидно, обусловлен малой величиной притяжения между кислородом и их щелочными ионами [c.173]

Реакция нитрит-иона ( амбидентного аниона, способного реагировать либо по азоту, либо по кислороду) с алкилгалогенидами протекает через промежуточные стадии, причем переходное состояние может иметь или Sj l-, или 8 2-характер (или оба). В присутствии иона серебра, который облегчает уход галогена в виде аниона, имеется тенденция к разрыву связи С—X перед образованием связи С - - NOa. В результате в переходном состоянии атом углерода имеет характер карбониевого иона, т. е. частичный положительный заряд. Чем больше этот заряд, тем больше тенденция для ориентации приближающегося нитрит-иона силами электростатического притяжения между положительно заряженным атомом углерода и наиболее отрицательно заряженным атомом входящей группы (обычно это наиболее электроотрицательный атом в сопряженной системе, имеющей заряды). В данном случае такая ориентация должна приводить к образованию эфира азотистой кислоты при атаке атома углерода атомом кислорода нитрит-иона. [c.84]

Явления переноса в растворах электролита тесно связаны с взаимодействием молекул и ионов. Соответствующие соотношения и связи сложны и многообразны, и их можно выразить посредство1м различных сил. Тем не менее взаимодействие между частицами растворов электролита и явления, вызванные ими, можно классифицировать, разделяя их на две основные группы разной природы. В одной из групп преобладающими силами являются электростатическое притяжение и отталкивание между электрическими зарядами ионов, т. е. кулоновские силы. Эти силы главным образом видоизменяют пространственное распределение растворенных ионов и уменьшают ионную подвижность. Теории, рассматривающие это явление, обычно объединяются под названием электростатическая теория сильных электролитов. В другой группе явлений рассматривается взаимодействие между ионами и молекулами растворителя. С одной стороны, электрическое или какое-либо другое атомное поле ионов нарушает или разрушает структуру воды (или вообще структуру растворителя). С другой стороны, оно связывает молекулы растворителя с ионами более или менее упорядоченными, но обычно не ковалентными связями. Эти явления, называемые сольватацией или в случае воды гидратацией, очень сложны. Однако общее для них состоит в том, что некоторые свойства растворителя, главным образом его структура и, следовательно, его энтальпия, энтропия, мольный объем, сжимаемость и подвижность молекул, изменяются в присутствии ионов. Подвижность молекул воды играет очень важную роль в явлениях переноса, и ионные поля влияют на нее в двух противоположных направлениях подвижность молекул воды возрастает из-за разрушения решетчатой упорядоченной структуры воды и уменьшается под действием упрочняющего структуру ион-дипольного взаимодействия, а также и других вандерваальсовых сил. Если результирующая сила, зависящая от относительной величины этих двух типов влияний, уменьшает подвижность молекул воды, то имеет место положительная гидратация (или, коротко, гидратация), если же результирую- [c.462]

В действительности трудно точно разграничить электростатическое взаимодействие между ионами и сольватацион-ное взаимодействие между ионами и растворителем. Притяжение между ионами противоположного заряда и отталкивание ионов с одинаковым зарядом не оставляют неизменными молекулы воды, расположенные между ними, а взаимодействие между ионами и молекулами растворителя влияет на условия действия кулоновских сил и изменяют локальное значение диэлектрической проницаемости среды. Относительное разделение этих двух групп явления в соответствии с преобладающими эффектами все же вполне обосновано, так как оно облегчает исследование и теоретическое рассмотрение сложных свойств растворов электролитов. [c.463]

Электростатические дальнодгйствующие силы . Кулонов-ские силы между заряженными боковыми группами возникают даже в том случае, если эти группы находятся на относительно большом расстоянии друг от друга. В случае белковой молекулы, которая несет приблизительно равное число положительных и отрицательных зарядов, силы притяжения между противоположными зарядами будут доминировать над силами отталкивания, действующими между одноименными зарядами потому, что а) количество (-1--) пар, образованных п положительными и п отрицательными зарядами, равно п , в то время как число (++) и (--) пар равно только —п, и б) измерения дипольного момента (см. раздел 6) указывают в основном на равномерное распре- [c.156]

Электростатические силы. Эти силы обусловлены притяжением между противоположно заряженными частями ионизированных молекул. И липиды, и аминокислотные боковые цепи белков богаты ионизируемыми группами. Примерами таких групп служат свободные карбоксильные группы глутаминовой и аспарагиновой кислот, входящих в состав белка, е-амино-группа лизина или аминогруппа фосфатидйл-этаноламина, четвертичный азот фосфатидил-холина и фосфатные группы всех фосфолипидов. Многие из этих групп ионизируются при физиологических значениях pH. Можно рассчитать, что расстояние наибольшего сближения ионов такого типа равно примерно 5 А энергия связи двух одиночных зарядов противоположного знака на таком расстоянии составляет 4— [c.49]

Итак в гетерополярных соединениях силы притяжения между атомами обусловлены главным образом электростатическим (кулоновс-ким) взаимодействием зарядов атомов или атомных групп. В соединениях же с ковалентной связью силы притяжения обусловлены главным образом деформацией электронных оболочек непосредственно взаимодействующих атомов. Полярность ковалентной связи равна нулю или [c.20]

Упругость шерстяных волокон объясняется структурными особенностями кератина. Так как вдоль цепи макромолекулы кератина расположены функциональные группы, несущие отрицательные и положительные заряды, то вследствие притяжения она имеет извитую форму, способную при приложении усилий распрямляться, а при освобождении от них — опять принимать первоначальную форму за счет электростатических сил притяжения разноименно заряженных центров. При перемещении, сближении и встречах волокон создаются условия их спутывания, петлевания и сцепления друг с другом за счет чешуйчатой поверхности шерсти и извитости волокон. Валка осуществляется на сукновальной машине (рис. 46) главными составными частями которой являются кожух, пара валов, клапан в виде ящика с крышкой, пара вертикальных роликов, жгуторазделительная решетка, направляющий ролик. В машину одновременно заправляют параллельно 3—5 кусков ткани. Каждый кусок — в виде бесконечного жгута. Ткань заправляют через жгуторазделительную решетку, верхний направляющий ролик, между вертикальными роликами и щечками , после чего она проходит пару валов и поступает в клапан, где накапливается, а затем, преодолевая давление крышки клапана, поступает на дно кожуха, и опять направляется в жгуторазделительную решетку и т. д. [c.108]

Радиусы и заряды ионов э.к ментов в высших степенях окисления меняются периодически по мере возрастания атомных номеров элементов. Поэтому и ионньк потенциалы их также изменяются периодически. Чем больше ионный потенциал центрального иона, тем, с одной стороны, сильиее его электростатическое притяжение к соседнему, противоположно заряженному иону и, с другой стороны, тем сильиее сила отталкивания между ним и ионом, несущим одноименный заряд. Oi .начения ионного потенциала зависят многие упомянутые выше свойства ионов и образуемых ими соединений, которые определяют принадлежность иона к той или иной аналитической группе. [c.231]

М. А. Борц [1], рассматривая флокуляцию одноименно заряженных взвешенных частиц и макромолекул, предположил, что в гид-ратном слое прочно связанных с поверхностью частиц молекул воды в результате адсорбции противоионов образуются положительно заряженные участки. Между этими участками и ионизированными карбоксильными группами полимера возникают силы электростатического притяжения, удерживающие макромолекулы на некотором расстоянии от поверхности частиц во внешней части двойного электрического слоя. Увеличение отрицательного заряда макромолекул, уменьшение молекулярной массы полимера и более прочная связь [c.93]

ВО второй области изотермы приводит к усилению взаимного притяжения углеводородных радикалов этих ионов, т. е. к началу ассоциации в адсорбционном слое. Однако увеличение плотности заполнения поверхности адсорбированными анионами ПАВ наряду с усилением ассоциации углеводородных радикалов приводит к возрастанию интенсивности сил электростатического отталкивания между одноименно заряженными анионными группами ПАВ, а ван-дер-ваальсова адсорбция неполярной части анионов в конце концов становится причиной изменения знака заряда поверхности раздела фаз. Это проявляется в третьей области изотермы в постепенном уменьшении величины да/дС с ростом концентрации. Наконец, появление плато на участке изотермы, соответствующем четвертой области, обусловлено полным покрытием поверхности адсорбента ионными ассоциатами или тем, что [c.132]

Силы Лондона — Ван-дер-Ваалъса. Эти силы обусловлены нормальными мгновенными флуктуациями плотности заряда в молекулах. Электрический дипольный момент, вызванный этими флуктуациями, наводит моменты в соседних молекулах, даже если эти молекулы неполярны. Хотя подобные взаимодействия имеются во всех системах с плотно упакованными молекулами, они наиболее важны в случае углеводородов, где электростатические и поляризационные силы не действуют. Силы Лондона — Ван-дер-Вааль-са, которые, так же как поляризационные силы, являются силами притяжения, создают между двумя СНг-группами при расстоянии 5 А связь с энергией 0,1 ккал/молъ. [c.49]