لعلك عزيزي القارئ تساءلت عن سبب ارتفاع درجة غليان الماء علي الرغم من صغر الوزن الجزيئي له؟ وسر ترابط ال(DNA) في داخل جسم الإنسان، دعونا نكتشف السبب معًا
——————————
الرابطة الهيدروجينية
هي نوع ضعيف من الروابط التي تُنشِئ نوعًا خاصًا من الجذب ثنائي القطب وتحِدُث عندما تتواجد ذرة هيدروجين مرتبطة بذرة ذات سالبية كهربية عالية مثل (النتيروجين-(N) ، الأكسجين-(O) ،الفلور- (F))
محاطة بذرة أخرى ذات سالبية كهربية عالية لها زوج واحد من الإلكترونات أي أن: ذرة الهيدروجين في المنتصف ومحاطة بذرتين لهما سالبية كهربية عالية.
مقدار طاقة الرابطة الهيدروجينية مابين 5 إلي 30 كيلوجول لكل مول، ومعنى هذا أنها أقوى من طاقة قوى تجاذب فانديرفال ولكنها أقل من طاقة الرابطة التساهمية أو الأيونية.
اكتشاف الرابطة الهيدروجينية
تم ذِكر الرابطة الهيدروجينية لأول مرة في عام 1912م في كتاب (طبيعة الرابطة الكيميائية) لـ(لينوس باولينج-linus pauling )
قام (موور و ونيميل- (Moore and Winmill باستخدامها في إثبات أن (ثلاثي ميثايل الألومنيوم هيدروكسيل) كقاعدة أضعف من رباعي (ميثايل الأالومنيوم هيدروكسيل) . وجاء أفضل وصف للرابطة الهيدروجينية للماء عام 1920م
أهمية الروابط الهيدروجينية
1-الماء مذيب قوي للمركبات الأيونية لأنها تشَكِل بسهولة روابط هيدروجينية مع المذاب. وسبب ارتفاع درجة غليان الماء؛ تكوين الماء للروابط الهيدروجينية بين جزيئاتها فالحرارة المكتسبة تعمل علي كسر تلك الروابط .
2-ومما لا شك فيه أن الروابط الهيدروجينية أساسية لأكثر الجزيئات أهمية في الطبيعة؛ فهي مسؤولة عن ارتباط سلسلتي (DNA) لتشكيل الحلزون.
الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية في النيوكليوتيدات علي شقين الحمض النووي (أزواج الجواينين مع السيتوسين- guanine (pairs with cytosine ، (الأدينين مع الثيمين- adenine with thymine )
3-الروابط الهيدروجينية بين الأحماض الأمينية في جزئ البروتين الخطي يحدد الطريقة التي ينطوي بها في تكوينه الوظيفي.
4- الروابط الهيدروجينية في البوليمر :
العديد من البوليمرات يتم تقويتها بالروابط الهيدروجينية في سلاسلها الرئيسية، وبين البوليمرات الصناعية وأفضل مثال معروف لها (النيلون-Nylon)
حيث تحدث الروابط الهيدروجينية في الوحدات المتكررة وتلعب دوراً رئيسيًا في بلورة المادة.
هل يٌمكننا رؤية الروابط الهيدروجينية ؟
ذهب (شياوهوي كوي-Xiaohui Qiu) وزملاؤه في المركز الوطني لعلم النانو والتكنولوجيا في الصين خطوة أخرى إلى الأمام عندما استعملوا مجهر القوة الذرية عديم التماس(( non-contact AFM.
قام كوي باختيار (8-هيدروكسي الكينولين) لرؤية الروابط الهيدروجينية لكونها مسطحة باستثناء رابطتها الهيدروجينية التي ستكون خارجة على السطح
مما قد يؤدي لزيادة وضوحها، ولكنه على الرغم من ذلك لم يكن متأكداً ما إذا كان تباين الهيدروجين سيكون كافيًا لملاحظته. فعلق قائلاً (إن رؤيتنا للروابط الهيدروجينية بهذه المجاهر لم تكن متوقعة، وذلك بسبب؛ الكثافة المنخفضة للإلكترونات في المناطق القريبة من هذه الروابط وكانت كما توقعنا ودرسنا بنيتها في المدرسة الثانوية.)
ولسنوات عديدة، كان لأسلوب التصوير القديم (المسح النفقي المجهري-( STM دقة أكبر من مجاهر القوة الذرية؛ وفي عام 2011، مزج الباحثون المسح النفقي المجهري مع الكثافة النظرية الوظيفية لإظهار الأشكال السداسية التي شكلتها الروابط الهيدروجينية بين جزيئات (الميثانول) الممتصة على سطح الذهب بدقة منخفضة،. وفي عام 2009، قام (ليو غروسLeo gross-) في شركة (IBM) بالتوصل لتقنية ربطت جزئ (أول أكسيد الكربون) إلى قمة مجهر القوة الذرية، مما أدى لتحسن كبير في النتائج ،وهي التقنية التي اُستخدمت في الدراسة الحديثة.
المصادر:
إعداد: Rokaya Samir
مراجعة علمية: Esraa Adel
مراجعة لغوية : Sara Hassan
تصميم: Rokaya Samir
#الباحثون_المصريون
