【Bio】基础生物学

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【Bio】基础生物学

文章目录

• 化学键
• • 1. 共价键
  • 2. 离子键
  • 3. 金属键
  • 4. 非共价键
  • 5. 氢键
• Ref.

化学键

化学键（chemical bond）是纯净物分子内或晶体内相邻两个或多个原子（或离子）间强烈的相互作用力的统称。使离子（ion）相结合或原子（atom）相结合的作用力通称为化学键。

1. 共价键

共价键（covalent bond）是化学键的一种。两个或多个非金属原子共同使用它们的外层电子（砷化镓为例外），在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定和坚固的化学结构。

与离子键不同的是，进入共价键的原子向外不显示电荷，因为它们并没有获得或损失电子。共价键的强度比氢键要强，比离子键小。同一种元素的原子或不同元素的原子都可以通过共​​价键结合，一般共价键结合的产物是分子，在少数情况下也可以形成晶体。又称为共产链。

2. 离子键

离子键（ionic bond）又被称为盐键，是化学键的一种，通过两个或多个原子或化学基团失去或获得电子而成为离子后形成。

带相反电荷的原子或基团之间存在静电吸引力，两个带相反电荷的原子或基团靠近时，周围水分子被释放为自由水中，带负电和带正电的原子或基团之间产生的静电吸引力以形成离子键。是离子化合物中发生的主要相互作用。它是与共价键和金属键一起的主要键合类型之一。

此类化学键往往在金属与非金属间形成。失去电子（形成阳离子/正离子）的往往是金属元素的原子，而获得电子（形成阴离子/负离子）的往往是非金属元素的原子。带有相反电荷的离子因电磁力而相互吸引，从而形成化学键。离子键较氢键强，其强度与共价键接近。

3. 金属键

金属键（metallic bond）是化学键中的一种，主要在金属中存在，一些原子簇化合物中也存在金属键。游离域电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成。由于电子的自由运动，金属键没有固定的方向，因而是非极性键。

金属键决定了金属许多物理特性，如强度、可塑性、延展性、传导热量、导电性、不透明度和光泽。例如一般金属的熔点、沸点随金属键的强度而升高。离子半径越小，金属键越强。

4. 非共价键

非共价键（non-covalent bond）并不依赖电子间的共享，而是依赖正负电荷间的吸引力，因此吸力较弱，故仅需较小的力量就可将之打断。

非共价键主要出现于超分子化学中，所担任的角色为：维持脱氧核糖核酸（DNA，生命的起源物质）或蛋白质的三度空间外型及功能。它包含有氢键、疏水相互作用及范德华力等，一般数量级在1-5kcal/mol（约4-21kJ/mol）之间。

5. 氢键

氢键（hydrogen bond）是分子间作用力的一种，是一种永久偶极之间的作用力，氢键发生在已经以共价键与其它原子键结合的氢原子与另一个原子之间（X-H…Y），通常发生氢键作用的氢原子两边的原子（X、Y）都是电负性较强的原子。氢键既可以是分子间氢键，也可以是分子内的[1]。其键能最大约为200kJ/mol，一般为5-30kJ/mol，比一般的共价键、离子键和金属键键能要小，但强于静电引力。

氢键对于生物高分子具有尤其重要的意义，它是蛋白质和核酸的二、三和四级结构得以稳定的部分原因。

Ref.

1. 非共价作用力-维基百科