 |
1. Строение
молекулы воды. |
|
Вода имеет полярную молекулу. Кислород как более
электроотрицательный атом оттягивает на себя общую с атомом
водорода электронную плотность к себе и потому несет частичный
отрицательный заряд; атомы водорода, от которых электронная
плотность смещена, несут частичный положительный заряд. Таким
образом, молекула воды представляет собой
диполь,
т.е. имеет положительно и отрицательно заряженные участки.
(Модель справа объемная,
ее можно вращать при помощи нажатой левой кнопки мыши.) |
|
2. Водородные связи.
Молекулы воды образуют друг с другом
водородные связи. Они обусловлены силами притяжения
между несущим частичный отрицательный заряд атомом кислорода
одной молекулы и несущим частичный положительный заряд атомом
водорода другой молекулы.
(Рассмотрите на модели справа,
что связи образованы именно между названными выше атомами.)
Вопрос 1.
Как Вы думаете: по
своей природе водородные связи ближе к ковалентным или к ионным?
Почему Вы так думаете?
Водородные связи
обуславливают целый ряд важнейших свойств воды, в первую очередь
- ее свойства как растворителя.
3. Вода как
растворитель.
|
|
По отношению к воде
все практически вещества можно
разделить на две группы:
1. Гидрофильные
(от греч. "филео" - любить,
имеющие положительное сродство к
воде). Эти вещества
имеют полярную молекулу, включающую
электроотрицательные атомы (кислород,
азот, фосфор и др.). В результате
отдельные атомы таких молекул также
обретают частичные заряды и образуют
водородные связи с молекулами воды.
Примеры: сахара, аминокислоты,
органические кислоты.
2. Гидрофобные (от греч. "фобос" - страх,
имеющие отрицательное сродство к
воде). Молекулы таких
веществ неполярны и не смешиваются с
полярным растворителем, каковым
является вода, но хорошо растворимы
в органических растворителях,
например, в эфире, и в жирах.
Примером могут служить линейные и
циклические углеводороды. в т.ч.
бензол.
|
Вопрос 2.
Рассмотрите
внимательно две молекулы справа. Как Вы думаете, какая из этих
молекул гидрофильная, а какая - гидрофобная? Почему Вы так
думаете? Не узнали ли Вы - что это за вещества?
Среди органических веществ встречаются также соединения, одна
часть молекулы которых неполярна и проявляет гидрофобные
свойства, а другая - полярна и, следовательно, гидрофильна.
|
|
|
Такие вещества
называются амфипатическими.
Молекула фосфотидилсерина (одного из фосфолипидов
плазматической мембраны клеток, справа) может служить примером
амфипатических соединений.
Вопрос 3.
Рассмотрите
внимательно эту молекулу. Как Вы думаете, какая из ее частей
гидрофильная, а какая - гидрофобная? Расположите молекулу так,
чтобы это было максимально наглядно, создайте графический файл и
в нем обозначьте гидрофильный и гидрофобный участки молекулы.
Для этого, расположив
молекулу наиболее выгодным образом, скопируйте все изображение
экрана в буфер обмена (нажать кнопку Print Screen),
запустите графический редактор по усмотрению (достаточно
Paint -
Пуск - Программы - Стандартные - Paint), обрежьте все
лишнее, а на оставшемся рисунке обозначьте любим удобным
способом требуемые участки. Сделайте соответствующие подписи на
рисунке и сохраните файл в папку по усмотрению.
4. Вода как растворитель в живых организмах.
По образному выражению, все мы - "живые растворы". Действительно,
практически все процессы как в клетках организма, так и в
межклеточной среде организма протекают именно в водных растворах.
|
|
Кроме того, со свойством воды как растворителя
прямо связана транспортная функция внутренних жидкостей как у
многоклеточных животных (кровь, лимфа, гемолимфа, целомическая
жидкость), так и у многоклеточных растений.
5. Вода как реагент.
Важное значение воды связано также с ее химическими свойствами - как
обычного вещества, вступающего в химические реакции с другими
веществами. Наиболее важными являются расщепление воды под действием
света (фотолиз) в световой фазе
фотосинтеза, участие воды как необходимого реагента в
реакциях расщепления сложных биополимеров (такие реакции не случайно
называются реакциями гидролиза).
И, наоборот, при реакциях образования биополимеров, полимеризации,
происходит выделение воды.
Вопрос 4.
Какую неточность в
последней фразе исправил бы химик?
|
