Download - Chemické základy života
![Page 1: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/1.jpg)
Chemické základy života
2008
![Page 2: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/2.jpg)
Hierarchie úrovní
![Page 3: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/3.jpg)
Hierarchie úrovní
![Page 4: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/4.jpg)
Prvky a sloučeniny
• nejmenší částicí prvku, která ještě uchovává jeho typické vlastnosti je atom
![Page 5: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/5.jpg)
Prvky a sloučeniny
• hmota je složena z chemických prvků a z jejich kombinací, kterým říkáme sloučeniny
• Prvek = látka tvořená atomy výhradně se stejným protonovým číslem
• Sloučenina = látka sestávající ze dvou nebo více prvků složených v daném poměru
• sloučenina má odlišné vlastnosti než prvky ze kterých je složena: např sodík (kov) a chlór (jedovatý plyn) tvoří jedlou stolní sůl
![Page 6: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/6.jpg)
Makrobiogenní prvky
• ze 112 známých prvků se jich v přírodě se nachází celkem 94
• Z nich 25 je obsaženo v tělech organismů• 96% hmoty organismů je tvořeno z uhlíku,
kyslíku, vodíku a dusíku • C, O, H, N se někdy nazývají organogenní prvky• Většinu ze zbývajících 4% tvoří vápník, fosfor,
draslík, síra, sodík, chlór a hořčík
![Page 7: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/7.jpg)
Mikrobiogenní prvky(stopové) (=oligobiogenní)
méně než 0,01% Bor (B), Chrom (Cr), Kobalt (Co), Měď (Cu),
Fluor (F), Jod (I), Železo (Fe), Mangan (Mn), Molybden (Mo), Selen (Se), Křemík(Si), Cín (Sn), Vanad (V) a Zinek (Zn)
![Page 8: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/8.jpg)
Prvek Protonové číslo Procentohmotnosti v lidském těle
O Kyslík 8 65,0C Uhlík 6 18,5H Vodík 1 9,5N Dusík 7 3,3Ca Vápník 20 1,5P Fosfor 15 1,0K Draslík 19 0,4S Síra 16 0,3Na Sodík 11 0,2Cl Chlór 17 0,2Mg Hořčík 12 0,1
Stopové prvky (méně než 0,01%): Bor (B), Chrom (Cr), Kobalt (Co), Měď (Cu), Fluor (F), Jod (I), Železo (Fe), Mangan (Mn), Molybden (Mo), Selen (Se), Křemík (Si). Cín (Sn),Vanad (V) a Zinek (Zn)
![Page 9: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/9.jpg)
Zastoupení prvků v biosféře a v zemské kůře
![Page 10: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/10.jpg)
Atomy• ačkoli atom je nejmenší částečka hmoty, která
ještě vykazuje vlastnosti daného prvku, atomy je možno rozložit na ještě menší částice: protony, neutrony a elektrony
• protony a neutrony se nachází v jádře, elektrony víří rychlostí světla kolem jádra
• díky dualistické povaze hmoty můžeme chápat elektron buď jako částici nebo jako vlnu
• díky Heisenbergově principu neurčitosti nemůžeme přesně určit čas a místo daného elektronu
![Page 11: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/11.jpg)
Atomy• na obrázku je atom hélia
Velikost atomového jádra je ovšem značně přehnaná. Kdybychom zvětšili jádro na velikost golfového balónku, celý atom by měl v průměru přibližně 1 km. Většina hmoty je tedy prázdný prostor.
![Page 12: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/12.jpg)
Atomy
• atom daného prvku je definován počtem protonů• Protony (p)• neutrony (a)• elektrony (e)Elektromagnetický náboj
p +1n neutrálníe -1
![Page 13: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/13.jpg)
Hmotnost elementárních částic
• 1 dalton = 1,67 x 10-24g• p = cca 1 dalton• n = cca 1 dalton• e = 1/2000 daltonů
![Page 14: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/14.jpg)
Hmotnost elementárních částic
• jeden proton váží přibližně 1/(6x1023) gramu• jeden gram vodíku obsahuje tedy 6x1023 atomů• toto obrovské číslo, 6x1023, nese název
Avogadrova konstanta• má-li látka molekulovou hmotnost M, pak bude
mít 6x1023 molekul této látky hmotnost M gramů• toto množství se nazývá jeden mol, nebo jedna
grammolekula látky
![Page 15: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/15.jpg)
Moly a molární roztoky
• 1 mol uhlíku má hmotnost 12 gramů• 1 mol glukosy má hmotnost 180 gramů• 1 mol chloridu sodného má hmotnost 58 gramů• molární roztoky mají koncentraci 1 mol látky v 1
litru roztoku• molární roztok (1M) glukosy má koncentraci
180g/l, zatímco milimolární roztok (1mM) má koncentraci 180mg/l
![Page 16: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/16.jpg)
Protonové a nukleonové číslo
• Protonové číslo = atomové číslo = počet protonů (značíme dolním indexem)
8O• Nukleonové číslo = počet protonů + počet
neutronů (značíme horním indexem)16O
![Page 17: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/17.jpg)
Izotop
• Izotopy = Atomy téhož prvku, které se od sebe liší pouze neutronovým číslem
• Tři izotopy uhlíku12C = 6p + 6n (v přírodě kolem 99%, stabilní)13C = 6p + 7n (v přírodě kolem 1%, stabilní)14C = 6p + 8n (v přírodě velmi vzácně, nestabilní)
• všechny tyto isotopy mají stejný počet protonů – jinak by to nebyl uhlík
![Page 18: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/18.jpg)
Metoda C14
• Kosmické záření dopadající na naší Zemi může změnit atom dusíku (7 protonů 7 neutronů) do C14 uhlíku (6 protonů 8 neutronů a atomu vodíku (1 proton 0 neutronů). C14 uhlík je radioaktivní, s poločasem rozpadu 5 730 let
![Page 19: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/19.jpg)
Metoda C14
![Page 20: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/20.jpg)
Metoda C14
• tento C14 uhlík reaguje v atmosféře s kyslíkem za vzniku CO2, který rostliny přirozeně vážou do svých pletiv v rámci fotosyntézy. Zvířata a lidé konzumují rostliny a s nimi rovněž C14. Poměr normálního uhlíku C12 a radioaktivního C14 v atmosféře a v tělech všech živých organismů je v daném čase konstantní: přibližně každý trilióntý atom uhlíku je C14. Uhlík C14 se v tělese neustále rozpadá, avšak je neustále nahrazován novým C14 přijímaným v potravě v konstantním poměru. V této chvíli je v našich tělech stejně jako ve všech žijících organismech na Zemi stejná poměr C12 k C14
![Page 21: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/21.jpg)
Metoda C14
• ve chvíli kdy organismus umírá, přestává přijímat s potravou nový uhlík. V okamžiku smrti je poměr C12 ku C14 stejný jako u všech živých bytost, avšak C14 který se neustále rozpadá nyní není nahrazován. Množství C12 zůstává konstantní, C14 se rozpadá.
• Srovnáním poměru C12 ku C14 v daném vzorku můžeme určit před kolika lety organismus zemřel
![Page 22: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/22.jpg)
Metoda C14
• ve chvíli kdy organismus umírá, přestává přijímat s potravou nový uhlík. V okamžiku smrti je poměr C12 ku C14 stejný jako u všech živých bytost, avšak C14 který se neustále rozpadá nyní není nahrazován. Množství C12 zůstává konstantní, C14 se rozpadá.
• Srovnáním poměru C12 ku C14 v daném vzorku můžeme určit před kolika lety organismus zemřel
![Page 23: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/23.jpg)
Metoda C14
• v 1g uhlíku izolovaném z živého organismu, proběhne 16 rozpadů za minutu. Naměříme-li tedy např. v 1g vzorku (kostry) 4 rozpady za minutu, organismus zemřel přibližně před 11 400 lety
• tato metoda funguje do rozsahu přibližně 60 000 let• další prvky draslík 40 (poločas 1,3 miliardy let) uran 235
(poločas 704 miliónů let) uran 238 (poločas 4,5 miliard let) Tato metoda funguje u organismů zemřelých do roku 1940. Od té doby nukleární bomby, nukleární reaktory a nukleární testy změnily poměry v atmosféře.
![Page 24: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/24.jpg)
Energetické hladiny
• potenciální energie elektronů se ale nemůže kontinuálně měnit, tak jako např. voda v řečišti plynoucí stále dolů
• energii elektronů lze spíše přirovnat k míči na schodišti. Podobně jako takovýto míč může elektron zaujímat pouze určité, diskrétní hladiny potenciální energie, jednotlivé schody
• těmto energetickým hladinám se někdy říká slupky, shells.
![Page 25: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/25.jpg)
Energetické hladiny
![Page 26: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/26.jpg)
Energetické hladiny
• elektrony v první slupce jsou nejblíže jádru a mají proto nejnižší energii
• energii ve druhé slupce mají energii vyšší a elektrony ve třetí slupce nejvyšší
• elektron může přeskočit ze slupky do slupky, ale pouze tehdy, když získá nebo ztratí přesně to stejné množství energie, které tvoří rozdíl mezi oběma slupkami
![Page 27: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/27.jpg)
Energetické hladiny
• například dopad fotonu světla určité vlnové délky může excitovat elektron do vyšší energetické hladiny (touto reakcí například začíná celý proces fotosyntézy)
• aby se elektron z této nestabilní pozice vrátil zpět do slupky blíže jádru, musí získané množství energie vyzářit, obvykle ve formě tepla
• tím je způsobeno například to, že jsou střechy aut v letním dni horké
![Page 28: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/28.jpg)
Energetické hladiny prvních 18-ti prvků
![Page 29: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/29.jpg)
Energetické hladiny prvních 18-ti prvků
Tento obrázek je ovšem značně schematizovaný. Vychází totiž z představy, že elektrony krouží kolem jádra, podobně jako planety kolem Slunce.Ve skutečnosti se elektron pohybuje v určitém prostoru po dráze, kterou nikdy nebudeme schopni zcela přesně stanovit. Místo toho definujeme tzv. orbital jako trojrozměrný prostor, kde se elektron nachází z 90 – 99% pravděpodobností.
![Page 30: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/30.jpg)
Orbitaly
Každá elektronvá slupka se sestává z různých orbitalů různých tvarů. Obr. znázorňuje neón. Horní polovina obrázku lépe odpovídá skutečnosti.
![Page 31: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/31.jpg)
Orbitaly
V každém orbitalu mohou být max. 2 elektrony.Orbital 1s má tvar koule, podobně jako 2s.Orbitaly 2p jsou celkem tři, v osách na sebe kolmých. Každý z orbitalů svým tvarem poněkud připomíná činku, nebo spíše dvojkapku.
![Page 32: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/32.jpg)
Výstavbový princip• podobně jako cizinec v poloprázdném autobusu s
dvojsedadly, elektron nejprve zaujme prázdný orbital, a teprve když jsou všechny orbitaly zaplněné jedním elektronem, začíná obsazování druhých míst.
na obrázku jsou jednotlivé orbitaly schematizovány dvojicemi teček.
![Page 33: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/33.jpg)
Energetické hladiny
• orbitaly = část prostoru v okolí jádra atomu, ve kterém se elektron nachází s 95% pravděpodobností
• Vrstvy (shells) = energetické hladiny v orbitalu. Jejich energie s rostoucí vzdáleností od jádra roste. Čím je tedy elektron dále od jádra, tím větší má potenciální energii
![Page 34: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/34.jpg)
Elektronové hladiny
• Vnější vrstva určuje chování atomu• valenční elektrony = elektrony ve vrstvě
nejvíce vzdálené od jádra• Oktetové pravidlo = valenční vrstva
obsahuje v plném stavu 8 elektronů (s výjimkou H, He)
![Page 35: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/35.jpg)
Energetické hladiny
• první slupka, zvaná K, pojme max. 2 elektrony• druhá slupka,zvaná L, pojme max. 8 elektronů (s
se dvěmi a p se šesti elektrony)• třetí slupka, zvaná M, pojme max. 18 elektronů (s
se dvěmi, p se šesti a d s deseti elektrony)• čtvrtá a pátá slupka, zvané N a O, mohou každá
pojmout 32 elektronů (s,p,d a f s max.14 elektrony)
![Page 36: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/36.jpg)
Zaplněné a nezaplněné slupky v atomech některých běžných prvků
![Page 37: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/37.jpg)
Energetické hladiny• chemické vlastnosti celého atomu závisí ponejvíce
na množství elektronů ve vnější slupce (=té, která je nejvíce vzdálená od jádra)
• tato slupka se nazývá valenční slupka a její elektrony se nazývají valenční elektrony
• atomy se stejným počtem valenčních elektronů mají podobné vlastnosti, např. fluor i chlór mají 7 valenčních elektronů
• je-li valenční slupka zcela zaplněná, atom je nereaktivní. Např. neón má zaplněny obě slupky (2 + 8)
![Page 38: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/38.jpg)
Relativní energie orbitalů v neutrálním atomu s mnoha elektrony
Stoupající energie orbitalů:1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f = 5d, 6p, 7s, 5f = 6d
![Page 39: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/39.jpg)
![Page 40: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/40.jpg)
Chemické vazby
• atomy s nekompletně obsazenou valenční slupkou se mohou kombinovat s jinými atomy tak, aby každý z partnerů zaplnil svou valenční slupku
• to se děje buď sdílením (kovalentní vazba) nebo přenosem (iontová vazba) valenčních elektronů
![Page 41: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/41.jpg)
Chemické vazby
• chemických vazeb se účastní pouze elektrony• Kovalentní• iontová• vodíková• van der Waalsova
![Page 42: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/42.jpg)
Kovalentní vazba
= sdílení elektronového páru• jednoduchá, dvojná, trojná• Kovalentní vazba
nepolárně kovalentnípolárně kovalentní
![Page 43: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/43.jpg)
Příklady kovalentní
vazbya. oba atomy vodíku
zaplnily svou valenční slupku a sdílejí dva elektrony.
b. atom kyslíku má šest valenčních elektronů, potřebuje tedy ještě dva navíc. Dva atomy kyslíku sdílejí celkem čtyři elektrony, jejich vazba je proto dvojná.
![Page 44: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/44.jpg)
Nepolárně kovalentní vazba Nastává pouze v případě že se jedná o vazbu mezi
atomy téhož prvku
…ovšem např. v případě vazby C-H se jedná rovněž o nepolární vazbu, protože uhlík a vodík se liší v elektronegativitě jen nepatrně.
![Page 45: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/45.jpg)
Polárně kovalentní vazba
• Elektronegativita = schopnost vázaného atomu přitahovat elektrony chemické vazby
![Page 46: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/46.jpg)
Vodíková vazba
• v přírodě jsou velmi důležité i vazby mezi molekulami navzájem, které jsou dočasné a snadno vznikají i rozpadají se.
• např. v signalizaci mezi buňkami v mozku probíhá signál díky molekule, která se dočasně naváže na molekulu receptoru, vyvolá okamžitou odpověď a pak se vazba přeruší. Kdyby se jednalo o kovalentní vazbu, mozek by nemohl fungovat (pak by např. zvuk zvonku zněl v naší hlavě stále)
![Page 47: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/47.jpg)
Vodíková vazba
Tento typ interakce je podmíněn• existencí volných elektronových párů na
některém z atomů vázaných v molekule• přítomností atomu vodíku vázaného s
atomem, který má vysokou elektronegativitu
• energie vazby zprostředkované vodíkovým můstkem je podstatně menší než energie běžné kovalentní vazby
![Page 48: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/48.jpg)
Vodíková vazba
![Page 49: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/49.jpg)
Vodíková vazba
![Page 50: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/50.jpg)
![Page 51: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/51.jpg)
Iontová vazba• někdy je nerovnost v elektronegativitě tak velká,
že atom s větší elektronegativitou přetáhne elektron kompletně k sobě
• takto vznikne velmi pevná iontová vazba (odpovědná např. za tvrdost mramoru)
![Page 52: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/52.jpg)
Iontová vazba
= valenční elektron jednoho atomu je vtažen do valenční vrstvy druhého atomu
![Page 53: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/53.jpg)
Ionty = atomy které získaly nebo ztratily elektrony
• Ztráta elektronu = kation• Na = 11p + 11n + 11e
• Na+ = 11p + 10e + 11n
![Page 54: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/54.jpg)
Ionty = atomy které získaly nebo ztratily elektrony
• Zisk elektronu = anion• Cl = 17p + 17e + 17n
• Cl- = 17p + 18e + 17n
![Page 55: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/55.jpg)
Iontová vazba
![Page 56: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/56.jpg)
Kuchyňská sůl, NaClPokud termín „molekula“ znamená kovalentí vazbu (sdílení elektronů) mezi dvěma prvky, pak NaCl není molekula.Krystaly soli v přírodě jsou velmi tvrdé, ale jak uvidíme na dalších obrázcích, snadno se rozpouští ve vodě
![Page 57: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/57.jpg)
Iontová vazba
![Page 58: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/58.jpg)
Srovnání iontové a kovalentní vazby
![Page 59: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/59.jpg)
Van der Waalsovy síly
• i v nepolárních atomech se elektrony neustále pohybují a tak vznikají na kratičké okamžiky oblasti nabité kladně či záporně
• výsledkem je množství neustále se měnících náhodně vzniklých „hot spots“, kterými mohou být k sobě dvě molekuly přitahovány
• = síly coulombické, indukční a disperzní• mnohem slabší než energie vazeb kovalentních,
objevují se jen tehdy, když jsou molekuly či atomy těsně u sebe
![Page 60: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/60.jpg)
Kovalentní a nekovalentní vazby
Síla vazby se měří jako energie potřebná k přerušení této vazbyVodíková vazba je např. asi 20x slabší (5%) než kovalentní vazba
![Page 61: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/61.jpg)
Biologická funkce molekuly je ovlivněna jejím tvarem
• molekuly vzniklé ze dvou stejných atomů jsou vždy lineární, např. H2 nebo 02
• kovalentní vazba mezi odlišnými atomy obvykle mění tvar orbitalů
• např. při vzniku molekuly vody orbitaly s a p hybridizují a vytváří strukturu podobnou kapkám vycházejících z jádra atomu kyslíku. Kdybychom spojili jejich konce, vznikl by tzv. tetrahedron. Výsledná molekula má pak tvar písmene „V“
![Page 62: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/62.jpg)
Biologická funkce
molekuly je ovlivněna jejím
tvarem
![Page 63: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/63.jpg)
Biologická funkce molekuly je ovlivněna jejím tvarem
• správný tvar molekuly je nezbytný např. v signalizaci mezi dvěma buňkami mozku. Molekula zapadá do svého receptoru (=nějaká membránová bílkovina) podobně jako zámek do klíče.
Navázání neurotransmitteru k receptoru je možné díky slabým interakcím. Signální molekula stimuluje aktivitu receptorové buňky
![Page 64: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/64.jpg)
Mimetické molekuly
• molekuly, které jsou svým tvarem podobné neurotransmitterům, mohou v mozku ovlivnit náladu či vnímání bolesti
• morfin a heroin např. napodobují tzv. endorfiny, které se přirozeně v mozku vyskytují
• morfin a heroin navozují euforii a odstraňují bolest tím, že se navazují na endorfinové receptory
![Page 65: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/65.jpg)
Mimetické molekuly
![Page 66: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/66.jpg)
Dimitrij Ivanovič Mendělejev (1834 – 1907). Je objevitelem periodického zákona prvků z roku 1869.
![Page 67: Chemické základy života](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062501/5681634b550346895dd3de1a/html5/thumbnails/67.jpg)