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Chemie für Mediziner: Chemische Bindung

H-Brücken, Ion-Dipol, Dipol-Dipol

Besonders starke Dipole bilden sich bei Molekülen aus, in denen Wasserstoff an die Elemente N, O und F gebunden ist. Das stark positiv polarisierte Wasserstoff-Atom tritt dann in Wechselwirkung mit einem freien Elektronenpaar eines Nachbarmoleküls. Dieser Bindungstyp wird Wasserstoff-Brückenbindung genannt und ist von enormer Bedeutung für Struktur und Funktion von Biopolymeren wie DNA, Proteine und Polysaccharide.

Abb.1

Wasserstoff-Brückenbindungen zwischen H2O, NH3 bzw. in einem H2O-NH3-Gemisch(Man beachte: NH3 siedet bei -33°C, ist also bei Raumtemperatur nicht flüssig)

Die Stärke der Wasserstoff-Brückenbindungen kann an den Siedepunkten von Ammoniak (NH3), Wasser (H2O) und Methan (CH4) aufgezeigt werden:

Tab.1
MolekülMolmasse [ gmol-1 ]Siedepunkt [°C]
CH4 16,0 161
NH3 17,1 33
H2O 18,0 100

Dipol-Dipol-Kräfte: Diese beruhen auf der Wechselwirkung von Molekülen, die ein permanentes Dipolmoment besitzen, wie z.B. Methylchlorid (CH3Cl) oder Schwefeldioxid (SO2). Die Kräfte sind geringer als die der Wasserstoff-Brückenbindung.

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