水素の定義

水素結合は、水素と他の原子との間に形成される比較的弱い結合である。
水素原子が炭素、酸素、塩素、フッ素のような電気陰性度の高い元素と結合すると、水素電子は電気陰性原子に向かって強く引き寄せられる。これは、分子内に双極子または極性を作り出す。一方の側はわずかに負の電荷を有し、他方の側はわずかに正の電荷を有する。いくつかの水素含有極性分子が一緒になると、正および負の末端は水素結合として知られている弱い引力を形成する。水素結合は、高い比熱、凝集力、接着力および表面張力のような重要な特性の一部を水に与える。水

水は非常に極性の分子です。水の分子は、2つの水素原子と1つの酸素原子との間に形成される。水素原子は酸素原子の片側にあり、正の極を作ります。
酸素原子の他方の側は、より負の電荷を有する。水の1分子は他の水分子と4つの水素結合を形成することができます。


凝集と付着

凝集は同じタイプの分子間の引力です。接着は、異なるタイプの分子間の引力です。水は分子間の水素結合によりこれらの粘着特性を伝える。水分子は互いに凝集している。水分子は他の物体と接着しています。結束は、水が液滴形態にとどまることを可能にする。接着は、液滴が芝生の草や飲み物のガラス、またはあなたの肌のような表面に固着することを可能にします。

結束は水の表面張力の原因です。
表面張力は、水のサンプルの表面に座る分子間のアトラクションから生じる。表面上の水分子は、より少ない相互作用を有する。表面上の水分子は、それらの下の水分子およびそれらの側面に相互作用することができる。しかし、水素結合を形成するためには、それらの上に水分子がありません。したがって、彼らはバランスの取れた料金の必要性を満たすためにできる分子をより堅固に保持しています。表面張力は、水滴をその丸い形にし、非常に軽い物体を沈降することなく水の上にとどめることを可能にするものである。



比熱

比熱とは、ある物質の質量を1℃上昇させるのに必要なエネルギーの量です。
水は、分子間の水素結合のために比較的高い比熱を有する。例えば、アルコールよりも水の温度を上昇させるためにより多くのエネルギーが必要です。


DNA構造


DNAは水素結合に依存して二重らせん構造を維持します。 DNAでは、水素結合が塩基対、すなわちヌクレオチドの間に形成され、DNAの相補鎖を生成する。水素結合はDNA複製中に破壊される。新たな相補鎖が複製されると、再びヌクレオチド間に水素結合が形成される。水素結合は、複製が再び起こるまで、2つの鎖を一緒に保持する。



タンパク質構造

水素結合は、タンパク質立体配座にとって重要である。タンパク質の形状は、その機能に直接関連しています。タンパク質は、主に炭素、酸素、窒素、水素および硫黄からなる有機化合物である。水素と炭素との結合はわずかに極性であり、これにより水素がアミノ酸配列中の他の原子間に水素結合を形成することが可能になる。水素結合は二次的なタンパク質構造を担う。これらには、アルファヘリックスおよびベータプリーツシートが含まれる。異なるアミノ酸間の水素結合の配置は、形成されたαヘリックスまたはベータプリーツシートのタイプを決定する。
水素結合もまた、第三級タンパク質構造にとって重要である。三次構造はタンパク質の折り畳みを伴う。分子の官能基またはR基間に水素結合が形成されると、フォールディングが起こる。官能基は、しばしば、水素原子上のわずかに正の電荷を引き付ける電気陰性原子を含む。水素結合は、熱、塩分またはpHの変化によって妨害され得る。これはタンパク質の変性を引き起こす。変性はタンパク質の構成および機能を破壊する。