Suvdagi vodorod bogʻlanishlar

Inson gapiradigan, narsalar ishlab chiqaradigan va maʼlumotlarni qabul qiladigan suv solingan yelim xaltachaga oʻxshaydi. Toʻgʻri, bu mutlaqo haqiqatdan yiroq fikr, ammo inson tanasi 60-70% suvdan tashkil topgani shunday deyishimizga turtki boʻldi. Nafaqat odamlar, balki koʻpchilik hayvonlar va hatto mayda bakteriyalar ham asosan suvdan tashkil topgan.$^1$start superscript, 1, end superscript Bizga maʼlumki, suv – hayot manbaidir. Bu juda aqlbovar qilmas gapdek tuyulishi mumkin, ammo bu haqiqat va aynan shu narsalar hayotimizni yanada joʻshqinlashtiradi! Organizmdagi koʻpchilik hujayraviy jarayonlar, shuningdek, metabolizm ham hujayralar ichidagi sitozol deb nomlanuvchi, suvdan iborat “yopishqoq” suyuqlik ichida sodir boʻladi.

Suv nafaqat organizmlar asosining katta qismini tashkil qiladi, balki u tiriklikni taʼminlovchi gʻayrioddiy kimyoviy xususiyatlarga ham egadir. Ushbu xususiyatlar biologiya uchun hujayralardan tortib organizmlar va ekotizimlargacha muhimdir. Siz suvning tiriklikni taʼminlovchi xossalari haqida kengroq maʼlumotni quyidagi maqolalardan topishingiz mumkin.

Suvning molekulalari qutbli boʻlganligi sababli ushbu noyob xususiyatlarga ega boʻlib, xususan, ular bir-biri bilan va boshqa molekulalar bilan vodorod bogʻlarini hosil qilish qobiliyatiga ham ega. Quyida ushbu vodorod bogʻlari qanday ishlashini koʻrib chiqamiz.

Suvning kimyoviy xossalarini tushunishning kaliti bu uning molekulyar tuzilishidir. Suv molekulasi kislorod atomi bilan bogʻlangan ikkita vodorod atomidan iborat va uning umumiy tuzilishi burchakli koʻrinishda. Buning sababi kislorod atomi vodorod atomlari bilan bogʻlanishdan tashqari, ikki juft almashilmagan elektronlarni ham oʻz ichiga oladi. Almashilgan va almashilmagan barcha juft elektronlar bir-birini itaradi.

Eng mustahkam joylashuv bu bir-biridan eng uzoqda joylashganidir: toʻrtta “oyoq”dan ikkita bogʻ hosil etuvchi $\text{O}-\text{H}$start text, O, end text, minus, start text, H, end text tetraedr. Yakka juftlar bogʻli elektronlarga qaraganda ozgina koʻproq itaruvchandir, shuning uchun $\text{O}-\text{H}$start text, O, end text, minus, start text, H, end text bogʻlari orasidagi burchak 109° li mukammal tetraedrdan biroz kamroq boʻlib, 104.5° atrofida.$^2$squared

Kislorod vodorodga qaraganda koʻproq elektromanfiy va elektronlarga oʻch boʻlganligi sababli $\text{O}$start text, O, end text atomi elektronlarni barchasini egallab olib, $\text{H}$start text, H, end text atomidan uzoqda tutadi. Bu suv molekulasining kislorod qismini qisman manfiy zaryadga, vodorod qismini esa qisman musbat zaryadga ega boʻlishiga imkon beradi. Suv oʻzining qutbli kovalent bogʻlari va burchakli shakli tufayli qutbli molekula sifatida tasniflanadi.$^{2,3}$start superscript, 2, comma, 3, end superscript

Suv molekulalari qutbli boʻlganligi sababli molekulalar bir-birini oʻziga tortadi. Vodorod atomining musbat uchi kislorod atomining manfiy uchi bilan bogʻlanadi.

Ushbu tortishishlar vodorod bogʻlari uchun misol boʻlib, qisman musbat zaryadli vodorod va koʻproq elektromanfiy boʻlgan kislorod atomi oʻrtasida hosil boʻladigan kuchsiz oʻzaro taʼsirlanish hisoblanadi. Vodorod bogʻlanishida qatnashgan vodorod atomlari $\text{O}$start text, O, end text, $\text{N}$start text, N, end text yoki $\text{F}$start text, F, end text kabi elektromanfiy atomlarga bogʻlanishi kerak.

Suv molekulalari ham boshqa qutbli molekulalarga va ionlarga tortiladi. Suvda eriydigan va oʻzaro taʼsirlashadigan zaryadli yoki qutbli moddalar gidrofilik deb ataladi: gidro “suv“, filik esa “sevuvchi” degan maʼnoni anglatadi. Bunga teskari ravishda, yogʻlar va moylar kabi qutbsiz molekulalar suv bilan yaxshi taʼsirlashmaydi. Ular erimasdan, suvdan ajralib chiqadi va bu kabi moddalarga gidrofobik moddalar deyiladi: fobik “qoʻrquvchi” degan maʼnoni anglatadi. Ehtimol, siz buni salatlarga ajoyib taʼm beruvchi moy va sirka kabilarga xos boʻlmagan xususiyat deb oʻylagandirsiz. Sirka aslida biroz kislotaga ega oddiy suvdir.