氢键

氢键

定义1：

氢原子与电负性的原子X共价结合时，共用的电子对强烈地偏向X的一边，使氢原子带有部分正电荷，能再与另一个电负性高而半径较小的原子Y结合，形成的X—H ┅Y型的键。

定义2：

和负电性原子或原子团共价结合的氢原子与邻近的负电性原子（往往为氧或氮原子）之间形成的一种非共价键。在保持DNA、蛋白质分子结构和磷脂双层的稳定性方面起重要作用。

形成的条件

⑴与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子。

⑵较小半径、较大电负性、含孤对电子[1]、带有部分负电荷的原子B (F、O、N)

氢键的本质: 强极性键(A-H)上的氢核, 与电负性很大的、含孤电子对并带有部分负电荷的原子B之间的静电引力。

⑶表示氢键结合的通式

氢键结合的情况如果写成通式，可用X－H…Y①表示。式中X和Y代表F，O，N等电负性大而原子半径较小的非金属原子。

X和Y可以是两种相同的元素，也可以是两种不同的元素。

⑷对氢键的理解

氢键存在虽然很普遍，对它的研究也在逐步深入，但是人们对氢键的定义至今仍有两种不同的理解。

第一种把X－H…Y整个结构叫氢键，因此氢键的键长就是指X与Y之间的距离，例如F－H…F的键长为255pm。

第二种把H…Y叫做氢键，这样H…F之间的距离163pm才算是氢键的键长。这种差别，我们在选用氢键键长数据时要加以注意。

不过，对氢键键能的理解上是一致的，都是指把X－H…Y－H分解成为HX和HY所需的能量。

（5）氢键的饱和性和方向性

氢键不同于范德华引力，它具有饱和性和方向性。由于氢原子特别小而原子A和B比较大，所以A—H中的氢原子只能和一个B原子结合形成氢键。同时由于负离子之间的相互排斥，另一个电负性大的原子B′就难于再接近氢原子。这就是氢键的饱和性。

氢键具有方向性则是由于电偶极矩A—H与原子B的相互作用，只有当A—H---B在同一条直线上时最强，同时原子B一般含有未共用电子对，在可能范围内氢键的方向和未共用电子对的对称轴一致，这样可使原子B中负电荷分布最多的部分最接近氢原子，这样形成的氢键最稳定。

强度

氢键的牢固程度——键强度也可以用键能来表示。粗略而言，氢键键能是指每拆开单位物质的量的H…Y键所需的能量。氢键的键能一般在42kJ·mol-1以下，比共价键的键能小得多，而与分子间力更为接近些。例如, 水分子中共价键与氢键的键能是不同的。

而且，氢键的形成和破坏所需的活化能也小，加之其形成的空间条件较易出现，所以在物质不断运动情况下，氢键可以不断形成和断裂。

电负性

电负性的定义

又称为相对电负性，简称电负性。电负性综合考虑了电离能和电子亲合能，首先由莱纳斯·卡尔·鲍林于1932年引入电负性的概念，用来表示两个不同原子形成化学键时吸引电子能力的相对强弱。鲍林给电负性下的定义为“电负性是元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度”。元素电负性数值越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强；反之，电负性数值越小，相应原子在化合物中吸引电子的能力越弱（稀有气体原子除外）。

电负性的计算方法

首先需要说明，电负性是相对值，所以没有单位。而且电负性的计算方法有多种（即采用不同的标度），因而每一种方法的电负性数值都不同，所以利用电负性值时，必须是同一套数值进行比较。比较有代表性的电负性计算方法有3种：

①L.C.鲍林提出的标度。根据热化学数据和分子的键能，指定氟的电负性为4.0，计算其他元素的相对电负性。

②R.S.密立根从电离势和电子亲合能计算的绝对电负性。

③A.L.阿莱提出的建立在核和成键原子的电子静电作用基础上的电负性。

常见元素电负性（鲍林标度）

氢2.1 锂 1.0铍1.57 硼2.04 碳2.55 氮3.04 氧3.44 氟4.0

钠0.93 镁1.31 铝 1.61 硅1.90 磷2.19 硫2.58 氯3.16

钾0.82 钙 1.00 锰 1.55 铁 1.83 镍 1.91 铜 1.9 锌 1.65 镓 1.81 锗 2.01 砷2.18 硒2.48 溴2.96

铷0.82 锶0.95 银1.93 碘2.66 钡0.89 金2.54 铅2.33

一般来说，电负性大于1.8的是非金属元素，小于1.8的是金属元素，在1.8左右的元素既有金属性又有非金属性

电负性在周期表内的递变规律

1.随着原子序号的递增，元素的电负性呈现周期性变化。

2.同一周期，从左到右元素电负性递增，同一主族，自上而下元素电负性递减。对副族而言，同族元素的电负性也大体呈现这种变化趋势。因此，电负性大得元素集中在元素周期表的右上角，电负性小的元素集中在左下角。

3.非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼，金属元素的电负性越小，金属元素越活泼。氟的电负性最大(

4.0)，是最活泼的非金属元素;钫是电负性最小的元素(0.7)，是最活泼的金属元素。

共轭双键

有机化合物分子结构中由一个单键隔开的两个双键。以C=C-C=C表示

核酸酶

核酸分解的第一步是水解核苷酸之间的磷酸二酯键，在高等动植物中都有作用于磷酸二酯键的核酸酶。不同来源的核酸酶，其专一性、作用方式都有所不同。有些核酸酶只能作用于RNA，称为核糖核酸酶（RNase），有些核酸酶只能作用于DNA，称为脱氧核糖核酸酶（DNase），有些核酸酶专一性较低，既能作用于RNA也能作用于DNA，因此统称为核酸酶（nuclease）。根据核酸酶作用的位置不同，又可将核酸酶分为核酸外切酶（exonuclease）和核酸内切酶（endonuclease）。

分类

一、核酸外切酶

有些核酸酶能从DNA或RNA链的一端逐个水解下单核苷酸，所以称为核酸外切酶。只作用于DNA的核酸外切酶称为脱氧核糖核酸外切酶，只作用于RNA的核酸外切酶称为核糖核酸外切酶；也有一些核酸外切酶可以作用于DNA或RNA。核酸外切酶从3′端开始逐个水解核苷酸，称为3′→5′外切酶，例如，蛇毒磷酸二酯酶即是一种3′→5′外切酶，水解产物为5′核苷酸；核酸外切酶从5′端开始逐个水解核苷酸，称为5′→3′外切酶，例如：牛脾磷酸二酯酶即是一种5′→3′外切酶，水解产物为3′核苷酸。

二、核酸内切酶

核酸内切酶催化水解多核苷酸内部的磷酸二酯键。有些核酸内切酶仅水解5′磷酸二酯键，把磷酸基团留在3′位置上，称为5′-内切酶；而有些仅水解3′-磷酸二酯键，把磷酸基团留在5′位置上，称为3′-内切酶。还有一些核酸内切酶对磷酸酯键一侧的碱基有专一要求，例如胰脏核糖核酸酶（RNaseA）即是一种高度专一性核酸内切酶，它作用于嘧啶核苷酸的

C′3上的磷酸根和相邻核苷酸的C′5之间的键，产物为3′嘧啶单核苷酸或以3′嘧啶核苷酸结尾的低聚核苷酸。