수소 결합

Hydrogen bond
물 분자 간 수소 결합 모형 (1)
77K에서 [1]수소 결합을 통해 상호작용하는 은 종단 실리콘 상의 나프탈렌테트라카르본디이미드 분자의 AFM 이미지(위 이미지에서 수소 결합은 이미징 기술의 아티팩트로 과장됨)[2][3]

수소 결합(또는 H-bond)은 전기음성 "기증자" 원자 또는 그룹에 공유 결합되어 있는 수소(H) 원자와 단일 전자 쌍인 수소 결합 수용체(Ac)를 가진 또 다른 전기음성 원자 사이의 주된 정전 흡인력이다.이러한 상호작용 시스템은 일반적으로 Dn–H··Ac로 표시되며, 여기서 실선은 극성 공유 결합을 나타내고 점선 또는 점선은 수소 [4]결합을 나타낸다.가장 빈번한 공여체 및 수용체 원자는 2행 원소 질소(N), 산소(O), 불소(F)입니다.

수소 결합은 분자간(분리된 분자 사이에서 발생) 또는 분자내(같은 [5][6][7][8]분자의 일부에서 발생)일 수 있다.수소 결합의 에너지는 기하학, 환경 및 특정 공여체와 수용체 원자의 특성에 따라 달라지며, 1 ~ 40 kcal/mol [9]사이에서 변화할 수 있다.이것은 그것들을 반데르발스 상호작용보다 다소 강하고 완전한 공유 결합이나 이온 결합보다 약하게 만든다.이런 종류의 결합은 물과 같은 무기 분자와 DNA와 단백질 같은 유기 분자에서 발생할 수 있다.수소 결합은 종이와 펠트 양털 등의 재료를 함께 보관하고, 젖은 후 별도의 용지가 서로 달라붙어 건조시키는 역할을 한다.

수소 결합은 N, O, F 화합물의 많은 비정상적인 물리적, 화학적 성질을 일으킵니다.특히, 분자간 수소 결합은 [10]수소 결합이 훨씬 약한 다른 16족 수소 결합에 비해 물의 높은 끓는점(100°C)을 일으킨다.분자 내 수소 결합은 단백질과 핵산의 2차 및 3차 구조에 부분적으로 책임이 있다.그것은 또한 합성 및 천연 중합체 구조에서 중요한 역할을 한다.

본딩

자가조립형 [11]이합체 내 분자간 수소결합의 예.수소 결합은 점선으로 나타납니다.
아세틸아세톤에서 분자 내 수소 결합은 에놀토토토머를 안정시키는 데 도움을 준다.

정의와 일반적인 특징

비교적 전기음성원자에 부착된 수소원자가 수소결합공여체이다.[12]C-H 결합은 클로로포름의 [13]경우와3 같이 탄소 원자가 전기음성 치환기에 결합할 때만 수소 결합에 관여한다.수소 결합에서 수소에 공유 결합되지 않은 전기음성 원자는 양성자 수용체라고 불리는 반면 수소에 공유 결합되어 있는 원자는 양성자 공여체라고 불린다.IUPAC는 [4]이 명명법을 권장하지만, 다른 기증자-수용체 결합에서는 기증자/수용체 할당이 전자쌍의 선원에 기초하기 때문에 오해를 일으킬 수 있다(일부[9] 저자에 의해 수소 결합에도 이러한 명명법이 사용된다).수소결합 공여체에서는 H의 중심이 원생체이다.기증자는 루이스 기지예요수소 결합은 H···Y계로 나타내며, 여기서 점은 수소 결합을 나타낸다.수소 결합을 나타내는 액체를 관련 액체라고 합니다.

수소결합기증(기증자) 및 수소결합수용기(수용체)의 예
아세트산의 순환 이합체. 녹색 점선은 수소 결합을 나타낸다.

수소 결합은 종종 정전 다이폴-다이폴 상호작용으로 설명된다.그러나 공유 결합의 몇 가지 특징도 있다. 즉, 방향성이 있고 강하며, 반데르발스 반지름의 합보다 짧은 원자간 거리를 생성하며, 일반적으로 제한된 수의 상호작용 파트너를 포함하며, 이는 일종의 원자가로 해석될 수 있다.이러한 공유가 특성은 수용체가 더 많은 전기음성 공여자의 수소를 결합할 때 더욱 실질적입니다.

보다 상세한 기준 목록의 일부로서 IUPAC 간행물은 매력적인 상호작용이 정전(다극-다극 및 다극 유도 다극 상호작용), 공유가(궤도 중첩에 의한 전하 전달), 분산(런던 힘)의 조합에서 발생할 수 있음을 인정하고 상대적 중요성을 명시한다.시스템에 따라 다릅니다.단, 기준의 각주는 분산이 1차 기여인 상호작용의 제외를 권고하며,[4] 특히 Ar---CH와4 CH---CH를44 정의에서 제외할 상호작용의 예로 제시한다.그럼에도 불구하고, 대부분의 입문 교과서는 여전히 수소 결합의 정의를 첫 단락에서 특징지어지는 "고전적인" 유형의 수소 결합으로 제한한다.

약한 수소[14] 결합은 황(S)이나 염소(Cl)와 같은 원소에 결합하는 수소 원자로 알려져 있으며, 탄소(C)조차도 공여체 역할을 할 수 있으며, 특히 탄소 또는 그 이웃 중 하나가 전기음성(예: 클로로포름, 알데히드 및 말단 아세틸렌)[15][16]일 때 그렇다.점차적으로, 전기 음성도가 수소에 근접하는(전기 음성도가 훨씬 더 높은 것이 아니라) N, O 또는 F 이외의 공여체 및/또는 수용체 Ac와 관련된 약한 수소 결합의 예가 많이 있다는 것이 인식되었다.이러한 "전통적이지 않은" 수소 결합 상호작용은 종종 매우 약하지만(11kcal/mol), 또한 어디에나 존재하며, 의약품 화학의 수용체-리간 상호작용 또는 재료 과학의 분자 내/분자 간 상호작용에서 중요한 제어 요소로 점차 인식되고 있다.

수소 결합의 정의는 시간이 지남에 따라 점차 확대되어 이러한 약한 유인 상호작용을 포함한다.2011년 IUPAC 태스크 그룹은 IUPAC 저널 Pure and Applied Chemistry에 발표된 수소 결합에 대한 현대적인 증거 기반 정의를 권고했다.이 정의는 다음을 지정합니다.

수소 결합은 X가 H보다 전기음성인 분자 또는 분자 단편 X–H의 수소 원자와 결합 [17]형성의 증거가 있는 동일하거나 다른 분자의 원자 또는 원자 그룹 사이의 매력적인 상호작용이다.

결합 강도

수소 결합의 강도는 약한(1-2kJ−1 몰)에서 강한(1-161.5kJ−1 몰)까지 [18][19]다양할−
2 수 있다.증기의 대표적인 엔탈피는 다음과 같습니다.[20]

  • F-H··:F(161.5kJ/mol 또는 38.6kcal/mol), HF2−, 이플루오르화물 고유도
  • O-H···:N(29kJ/mol 또는 6.9kcal/mol), 그림 물암모니아
  • O-H··:O(21kJ/mol 또는 5.0kcal/mol), 그림 물, 알코올
  • N-H··:N(13kJ/mol 또는 3.1kcal/mol), 암모니아 그림
  • N-H··:O(8kJ/mol 또는 1.9kcal/mol), 그림 물-아미드
  • OH+
    3    ··:OH
    2    (18kJ/mol[21] 또는 4.3kcal/mol)

분자간 수소 결합의 강도는 대부분 [22]용액에서 공여체 및/또는 수용체 단위를 포함하는 분자 간의 평형 측정에 의해 평가된다.분자 내 수소 결합의 강도는 수소 결합을 가진 컨포머와 없는 컨포머 사이의 평형을 통해 연구될 수 있다.복잡한 분자에서도 수소 결합을 확인하는 가장 중요한 방법은 결정학이며, 때로는 NMR 분광법도 있다.특히 공여체와 수용체 사이의 거리가 반데르발스 반지름의 합보다 작은 구조적 세부사항은 수소 결합 강도를 나타내는 것으로 간주할 수 있다.

하나의 체계는 다소 임의적인 분류를 제공한다. 15~40kcal/mol, 5~15kcal/mol, 0~5kcal/mol보다 큰 것은 각각 강함, 보통, 약함으로 간주된다.

공명 보조 수소 결합

공명 보조 수소 결합(일반적으로 RAHB로 줄임말)은 강력한 수소 결합 유형입니다.이는 수소와 관련된 γ-탈국소화를 특징으로 하며, 정전 모델만으로는 제대로 기술할 수 없다.수소 결합에 대한 이러한 설명은 O=C-OH 또는 δO=C-C=[citation needed]C-OH 사이에서 일반적으로 관측되는 비정상적으로 짧은 거리를 설명하기 위해 제안되었다.

구조 상세

X-H 거리는 일반적으로 오후 110시 이하인 반면, H···Y 거리는 오후 160시~200시 이하입니다.물 속 수소 결합의 일반적인 길이는 197pm이다.이상적인 결합 각도는 수소 결합 공여자의 특성에 따라 달라집니다.플루오르화 수소산 공여체와 다양한 수용체 사이의 다음과 같은 수소 결합 [23]각도가 실험적으로 측정되었다.

인수인··기부인 VSEPR 지오메트리 각도(°)
HCN···HF 선형의 180
H2CO···HF 삼각 평면 120
HO2··HF 피라미드의 46
HS2 · · · HF 피라미드의 89
SO2···HF 삼각형의 142

분광학

강한 수소 결합은 H NMR 스펙트럼의 다운필드 이동에 의해 드러난다.예를 들어 아세틸아세톤의 에놀 호변이체 내 산성 양성자는 기존 [24]알코올의 10ppm 이하인 15H.5 이하에서 나타난다.

IR 스펙트럼에서 수소 결합은 X-H 신장 주파수를 낮은 에너지로 전환합니다(즉, 진동 주파수가 감소).이러한 변화는 X-H 채권의 약화를 반영한다.특정 수소 결합 - 부적절한 수소 결합 - X-H 신장 빈도의 파란색 이동과 결합 [25]길이의 감소를 보여줍니다.H-본드는 리셉터의 IR 진동 모드 전환으로도 측정할 수 있습니다.α-헬리체에서 골격 카르보닐의 아미드 I 모드는 측쇄 히드록실기와 [26]H-결합을 형성할 때 낮은 주파수로 전환된다.

이론적 고려 사항

수소 결합은 지속적인 이론적인 [27]관심사이다.현대 기술에 따르면 O:H-O는 분자간 O:H 단독쌍 ":" 비결합과 [28]O-O 반발결합과 관련된 분자내 H-O 극공가 결합을 모두 통합한다.

관련 잔류간 전위상수(준수상수)의[how?] 양자 화학 계산 결과 동일한 유형의 개별 H 결합 간에 큰 차이가 나타났다.예를 들어 구아닌과 시토신 사이의 중심 수지 간 N-H··N 수소 결합은 아데닌-티민 [29]쌍 간의 N-H··N 결합에 비해 훨씬 강하다.

이론적으로 수소 결합의 결합 강도는 NCI 지수, 비공유 상호작용 지수를 사용하여 평가할 수 있으며, 이는 시스템의 전자 밀도를 사용하여 이러한 비공유 상호작용을 시각화할 수 있다.

일반 얼음의 콤프턴 프로파일의 이방성 해석에 따르면 수소 결합은 부분적으로 [30]공유된다.그러나 이러한 해석에 [31]의문이 제기되었다.

가장 일반적으로 수소 결합은 두 개 이상의 분자 간 결합 사이의 메트릭 의존성 정전 스칼라장으로 볼 수 있다.이것은 예를 들어 공유 결합이나 이온 결합의 분자 내 결합 상태와 약간 다릅니다. 그러나, 수소 결합은 상호작용 에너지가 순 음의 합을 가지기 때문에 일반적으로 결합 상태 현상입니다.라이너스 폴링이 제안한 수소 결합의 초기 이론은 수소 결합이 부분적인 공유 가치를 가지고 있다는 것을 시사했다.이러한 해석은 NMR 기술이 수소 결합 핵 사이의 정보 전달을 입증하기 전까지 논쟁의 여지가 있었다. 이는 수소 결합에 공유 특성이 [32]포함되어 있는 경우에만 가능한 위업이다.

역사

수소 결합의 개념은 한때 [33]어려웠습니다.라이너스 폴링은 1912년 [34][35]T. S. 무어와 T. F. 윈밀에게 수소 결합에 대한 첫 언급을 맡겼다.무어와 윈밀은 수산화 트리메틸암모늄이 수산화 테트라메틸암모늄보다 약한 염기라는 사실을 설명하기 위해 수소 결합을 사용했다.더 잘 알려진 환경인 물에서 수소 결합에 대한 설명은 몇 년 뒤인 1920년 라티머와 로데부시에서 [36]나왔다.이 논문에서 라티머와 로데부시는 연구실의 동료 과학자 모리스 로열 허긴스의 연구를 인용, "이 연구소의 허긴스는 아직 발표되지 않은 일부 연구에서 특정 유기 화합물에 관한 이론으로 두 원자 사이에 수소 알맹이가 있다는 아이디어를 사용했다."고 말했다.

작은 분자의 수소 결합

육각형 얼음의 결정 구조.회색 점선은 수소 결합을 나타냅니다.
니켈비스(디메틸글리옥시메이트)의 구조로서, 2개의 선형 수소 결합을 특징으로 한다.

물.

물 분자 사이에서 수소 결합의 흔한 예가 발견됩니다.분리된 물 분자에는 두 개의 수소 원자와 하나의 산소 원자가 있다.가장 간단한 경우는 하나의 수소 결합을 가진 한 쌍의 물 분자로, 이것은 워터 이합체라고 불리며 종종 모델 시스템으로 사용된다.액체 상태의 물과 같이 더 많은 분자가 존재할 때, 한 물 분자의 산소가 다른 물 분자에 수소와 수소 결합을 형성할 수 있는 두 쌍의 외로운 전자 쌍을 가지고 있기 때문에 더 많은 결합이 가능합니다.이것은 그림에서와 같이 모든 물 분자가 최대 4개의 다른 분자와 H 결합되도록 반복할 수 있다. (2개는 두 개의 단일 쌍을, 2개는 두 개의 수소 원자를 통해).수소 결합은 얼음의 결정 구조에 강하게 영향을 미쳐 열린 육각형 격자를 만드는 데 도움을 줍니다.얼음의 밀도는 같은 온도에서 물의 밀도보다 작습니다. 따라서 물의 고체상은 대부분의 다른 물질과 달리 액체 위에 떠 있습니다.

액체 상태의 물의 높은 끓는점은 낮은 분자량에 비해 각 분자가 형성할 수 있는 수소 결합의 수가 많기 때문입니다.이러한 결합을 끊기 어렵기 때문에 물은 수소 결합에 의해 결합되지 않은 다른 유사한 액체에 비해 매우 높은 끓는점, 녹는점 및 점도를 가진다.물은 산소 원자가 2쌍의 단독 원자와 2개의 수소 원자를 가지고 있기 때문에 독특하며, 이는 물 분자의 총 결합 수가 4개까지라는 것을 의미한다.

액체 상태의 물 분자에 의해 형성된 수소 결합의 수는 시간과 [37]온도에 따라 변동합니다.25°C에서의 TIP4P 액체 물 시뮬레이션에서 각 물 분자는 평균 3.59 수소 결합에 참여하는 것으로 추정되었다.100°C에서는 분자 운동 증가와 밀도 감소로 인해 이 수치가 3.24로 감소하며, 0°C에서는 평균 수소 결합 수가 3.[37]69로 증가한다.또 다른 연구에서는 25°[38]C에서 수소 결합의 수가 2.357로 훨씬 적다는 것을 발견했다.차이는 수소 결합을 정의하고 계수하기 위한 다른 방법을 사용했기 때문일 수 있다.

결합 강도가 더 동등한 곳에서, 사람들은 대신에 두 개의 상호작용하는 물 분자의 원자가 반대 전하의 두 개의 다원자 이온, 특히 수산화물(OH−)과 하이드로늄(HO3+)으로 분할된 것을 발견할 수 있다. (히드로늄 이온은 "히드로늄" 이온으로도 알려져 있다.)

호오호−3+

실제로 표준 온도 및 압력 조건의 순수한 물에서는 후자의 제형이 거의 적용되지 않는다. 평균적으로 5.5 × 108 분자당 1개꼴로 그러한 조건의 물에 대한 해리 상수 값에 따라 다른 물 분자에게 양성자를 양보한다.그것은 물의 독특함의 중요한 부분이다.

물은 용질 양성자 공여체 및 수용체와 수소 결합을 형성할 수 있기 때문에 경쟁적으로 용질 분자간 또는 분자내 수소 결합의 형성을 억제할 수 있다.따라서 물에 용해된 용질분자간 또는 용질분자내에서의 수소결합은 물과 이들 [39]용질상의 수소결합을 위한 공여체 및 수용체와의 수소결합에 대해 거의 항상 바람직하지 않다.물 분자 사이의 수소 결합은 평균 수명이 10초−11,[40] 즉 10피코초입니다.

물 속 수소 결합과 과배위 결합

단일 수소 원자는 하나의 수소 결합이 아닌 두 개의 수소 결합에 참여할 수 있다.이런 유형의 결합을 "양각(bifurcated)"이라고 합니다(두 개 또는 "두 개로 분할됨)".예를 들어, 복잡한 자연 또는 합성 유기 [41]분자에 존재할 수 있습니다.두 갈래로 갈라진 수소 원자가 물의 [42]방향을 바꾸는 데 필수적인 단계라고 제안되어 왔다.
수용체형 수소 결합(산소의 외톨이 쌍으로 종단됨)은 동일한 산소의 [43]수소에서 시작하는 공여형 수소 결합보다 분기를 형성할 가능성이 더 높습니다.

기타 액체

예를 들어, 플루오르화수소는 F 원자 위에 3개의 외톨이 쌍이 있지만 오직 1개의 H 원자만 있는 2개의 결합을 형성할 수 있다. (암모니아는 반대의 문제가 있다: 3개의 수소 원자는 단 1개의 외톨이 쌍).

H-F·····································.

용제 수소 결합의 추가 증상

  • 많은 화합물의 녹는점, 끓는점, 용해도 및 점도의 증가는 수소 결합의 개념으로 설명할 수 있다.
  • HF와 물의 혼합물의 음의 공생성.
  • 얼음이 액체 물보다 밀도가 낮은 것은 수소 결합에 의해 안정화 된 결정 구조 때문이다.
  • 수소 결합이 없는 무거운 아날로그 PH3, HS2, HCl에 비해 NH, HO2, HF의3 비등점이 극적으로 높다.
  • 무수 인산 및 글리세롤의 점도.
  • 카르본산에서의 이합체 생성과 플루오르화수소에서의 헥사머 생성은 기체상에서도 발생하며, 이상 기체 법칙에서 크게 벗어난다.
  • 무극성 용제에서 물과 알코올의 펜타머 형성.

고분자의 수소 결합

수소 결합은 많은 합성 및 자연 단백질에 의해 채택된 3차원 구조와 특성을 결정하는 데 중요한 역할을 한다.대부분의 폴리머를 구성하는 C-C, C-O 및 C-N 결합에 비해 수소 결합은 훨씬 약하며 아마도 5% 정도일 것이다.따라서 수소 결합은 고분자 골격의 기본 구조를 유지하면서 화학적 또는 기계적 수단으로 분해될 수 있다.이러한 결합 강도의 계층 구조(수소 결합보다 강한 공유 결합)는 많은 [44]물질의 특성을 이해하는 데 중요합니다.

DNA

DNA 이중나선의 일부 구조
DNA의 두 가지 염기쌍 중 하나인 구아닌과 시토신 사이의 수소 결합

이러한 고분자에서, 같은 고분자의 부분들 사이의 결합은 분자의 생리적 또는 생화학적 역할을 결정하는데 도움을 주는 특정한 모양으로 접히는 것을 야기한다.예를 들어, DNA의 이중 나선 구조는 주로 하나의 상보적인 가닥을 다른 가닥에 연결하고 복제를 가능하게 하는 염기쌍 사이의 수소 결합에 기인한다.

단백질

단백질의 2차 구조에서 수소 결합은 골격 옥시겐과 아미드 수소 사이에 형성된다.수소 결합에 관여하는 아미노산 잔류물의 간격이 위치 i와 위치 i + 4 사이에 규칙적으로 발생하면 알파 나선이 형성된다.간격이 작을 경우 위치 i와 i + 3 사이에 3개의10 나선이 형성됩니다.참여하는 각 가닥에 두 가닥이 번갈아 잔류물을 포함하는 수소 결합으로 결합되면 베타 시트가 형성된다.수소 결합은 또한 R-group의 상호작용을 통해 단백질의 3차 구조를 형성하는 데 한 몫을 한다.(단백질 접기 참조).

H-결합 수용체로서의 잔류 i의 백본아미드 C=O와 잔류 i+4로부터의 2개의 H-결합 공여체, 즉 백본아미드 N-H와 측쇄 히드록실 또는 티올+ H 사이의 알파 나선형 트랜스막 단백질에서 공통된다.분기 H-결합 수산기 또는 티올 시스템의 에너지 선호도는 각각 -3.4 kcal/mol 또는 -2.6 kcal/mol이다.이러한 분기 H 결합 유형은 소수성 막 [26]환경 내에서 세린, 트레오닌 및 시스테인과 같은 극성 측쇄에 대한 헬리컬 H 결합 파트너를 제공합니다.

단백질 접힘에서 수소 결합의 역할은 삼투압 유도 단백질 안정화와도 관련이 있다.트레할로오스 및 소르비톨과 같은 보호 삼투압은 단백질 접힘 평형을 농도의존적 방식으로 접힘 상태로 이동시킨다.삼투압 작용에 대한 일반적인 설명은 본질적으로 엔트로피적인 제외된 부피 효과에 의존하는 반면, 원형 이색성(CD) 실험은 삼투압 작용이 엔탈피 [45]효과를 통해 작용하는 것으로 나타났습니다.단백질 안정화에서 그들의 역할을 위한 분자 메커니즘은 여러 가지 메커니즘이 제안되었지만, 여전히 잘 확립되지 않았습니다.컴퓨터 분자 역학 시뮬레이션에 따르면 삼투압은 단백질 수화층의 [46]수소 결합을 변형시킴으로써 단백질을 안정시킨다.

여러 연구는 수소 결합이 다량체 단백질에서 소단위들 사이의 안정성에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었다.예를 들어, 소르비톨 탈수소효소에 대한 연구는 포유동물 소르비톨 탈수소효소 단백질 [47]패밀리 내에서 4차 4차 구조를 안정화시키는 중요한 수소 결합 네트워크를 나타냈다.

수분 공격으로부터 불완전 차폐된 단백질 골격 수소 결합이 탈수론이다.탈수소는 단백질이나 배위자 결합을 통한 수분 제거를 촉진합니다.외인성 탈수는 부분 전하를 차단하여 아미드와 카르보닐 그룹 간의 정전 상호작용을 강화합니다.또한 탈수는 탈수된 [48]절연전하로 이루어진 비결합 상태를 불안정하게 함으로써 수소결합을 안정화시킨다.

단백질 섬유인 양털은 수소 결합에 의해 결합되어 늘어나면 양털이 반동을 일으킵니다.그러나 고온에서 세탁하면 수소 결합이 영구적으로 끊어지고 의류가 영구적으로 형태를 잃을 수 있습니다.

셀룰로오스

수소 결합은 셀룰로오스 구조에서 중요하며, 면과 아마와 같은 다양한 형태의 자연에서 파생된 고분자 구조에서 중요합니다.

파라아라미드 구조
셀룰로오스 분자 내 및 셀룰로오스 분자 간의 수소 결합(파쇄)을 나타내는 셀룰로오스 가닥(형태α I)

합성 고분자

많은 중합체들은 사슬 내부와 사슬 사이의 수소 결합에 의해 강화된다.합성고분자 중 대표적인 것이 나일론이다.나일론은 반복단위로 수소결합이 일어나 물질의 결정화에 중요한 역할을 한다.결합은 아미드 반복 단위의 카르보닐기와 아민기 사이에서 발생합니다.인접한 체인을 효과적으로 연결하여 재료 보강에 도움이 됩니다.그 효과는 수소 결합이 선형 사슬을 측면으로 안정화시키는 아라미드 섬유에서 크다.체인 축은 파이버 축을 따라 정렬되므로 파이버가 매우 단단하고 튼튼합니다.

수소 결합 네트워크는 물 분자가 표면으로 확산되어 네트워크를 교란시킬 수 있기 때문에 천연 고분자와 합성 고분자를 모두 대기 중의 습도 수준에 민감하게 만듭니다.어떤 폴리머들은 다른 폴리머들보다 더 민감하다.따라서 나일론은 아라미드보다 민감하고 나일론6은 나일론-11보다 민감합니다.

대칭 수소 결합

대칭 수소 결합은 양성자가 두 개의 동일한 원자 사이의 정확히 중간 지점에 있는 특수한 수소 결합입니다.각각의 원자에 대한 결합의 세기는 같다.이것은 3중점 4전자 결합의 예시이다.이런 종류의 결합은 "정상적인" 수소 결합보다 훨씬 더 강합니다.유효 결합 순서는 0.5이므로, 그 강도는 공유 결합에 필적합니다.그것은 고압의 얼음에서 볼 수 있고, 고압의 불산이나 포름산과 같은 많은 무수산의 고상에서도 볼 수 있다.이플루오르화 이온 [F--H--F]−에서도 나타난다.프로톤 스폰지(1,8-bis(디메틸아미노) 나프탈렌)의 양성자화 형태와 그 유도체도 대칭 수소 결합([N--H--N])+[49]을 가지지만 양성자화 프로톤 스폰지의 경우에는 [50]굴곡된다.

이수소 결합

수소 결합은 수소 원자를 포함하는 분자 간 결합 상호작용이기도 한 밀접하게 관련된 이수소 결합과 비교될 수 있습니다.이 구조들은 오랫동안 알려져 [51]왔고 결정학에 의해 잘 특징지어졌다. 하지만, 전통적인 수소 결합, 이온 결합, 공유 결합과의 관계에 대한 이해는 여전히 불분명하다.일반적으로 수소 결합은 비금속 원자의 단일 전자 쌍인 양성자 수용체에 의해 특징지어진다(특히 질소 및 카르코겐 그룹에서).경우에 따라서는 이러한 양성자 수용체가 파이 결합 또는 금속 착화체일 수 있다.단, 이수소결합에서는 금속수소화물이 양성자 수용체로서 기능하여 수소-수소 상호작용을 형성한다.중성자 회절은 결합 길이가 금속 복합체/[51]수소 공여 시스템에 매우 적합하다는 점에서 이러한 복합체의 분자 형상이 수소 결합과 유사하다는 것을 보여주었다.

분광학적 방법으로 탐사한 역학

물에서 수소 결합 구조의 역학은 OH 스트레칭 [52]진동의 IR 스펙트럼으로 조사할 수 있다.용융 전 고체상 전이를 나타내는 상변화 재료의 일종인 프로틱 유기이온성 플라스틱 결정(POIPC)의 수소결합 네트워크에서 가변온도 적외선 분광법에 의해 수소결합의 온도 의존성 및 음이온과 양이온 [53]양쪽의 역학을 밝혀낼 수 있다.고체상 전이 중 수소 결합의 급격한 약화는 [53]이온의 방향성 또는 회전 장애의 발생과 관련이 있는 것으로 보인다.

약물에 대한 적용

수소 결합은 약물 설계의 핵심이다.리핀스키의 5가지 법칙에 따르면 대부분의 경구 활성 약물들은 5에서 10가지 수소 결합을 가지고 있는 경향이 있다.이러한 상호작용은 질소-수소 중심과 산소-수소 [54]중심 사이에 존재한다.다른 많은 경험칙과 마찬가지로 많은 예외가 존재합니다[which?].

레퍼런스

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추가 정보

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외부 링크