DNA                            PROTEIN                            t‐RNA

Biologiske makromolekyler

Biologiske makromolekyler         4 hovedtyper

1 Proteiner 4  Lipider(aminosyrer) (fettsyremolekyler)

2 Nukleinsyrer(nukleotider)

3 Polysakkarider(sukker)

Polymerer     LipiderLange kjeder av små  Fettløslige stoffermolekylære enheter.Vannløselige Løses ikke i vann

‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐

Type binding Lengdenm

Styrke (vacuum)kcal/mol

Styrke (vann)kcal/mol

Kovalent (kjemisk) 0,15 90 90

Ionisk (kjemisk) 0,25 80 3

Hydrogen (svak) 0,30 4 1

van der Waals (svak) 0,35 0,1 0,1

Bindingstyper

.Pol – Pol binding  ‐tradisjonell coulombs vekselvirkningVekselvirkningsenergien V ∝ 1/rNa+    Cl‐ er et eksempel på en ren ionebinding

Pol – Dipol binding Vekselvirkningsenergien V ∝ 1/r2

Dipol – Dipol bindingVekselvirkningsenergien V ∝ 1/r3

Pol – Indusert dipol   v.v. V ∝ 1/r4

Dipol ‐ Indusert dipol  v.v. V ∝ 1/r6

Økt kompleksitet  kortere rekkevidde!

q2

q1

r

Ionebinding

q2

q1

r

-q2

-q1

r

-q2

q1

8+ 1+

8e‐ 1e‐

O H

δ+δ‐

P

dipolmoment   P = Qd               Q = δ+       og     d = retningsvektoren fra negativ til positiv

Molekylær dipol

OH•

O

H H

P2P1

P  

δ+    δ+

δ‐

Vann

2 polare OH‐bindingerPermanent dipol  

Hydrogenbindinger

Viktigst av de svake bindingenePol  ‐ dipol

Eksempel på hydrogenbindinger:

O‐‐‐H‐O   (‐‐‐H‐N)

N‐‐‐H‐O   (‐‐‐H‐N)

Cl‐‐‐H‐O (‐‐‐H‐N)

Ikke ---H-C

Forutsetter permanent dipol med H i ene enden  og elektronegativ nabo.H befinner seg mellom to elektronegative atomer.

δ‐ δ+   δ‐

δ ≈0 δ ≈0

Oδ‐

Hδ+

Oδ‐

‐‐‐‐

1,6 ‐2 Å              ∼ 1Å

O...........................................H ______________ N

Hydrogenbindinger

δ- δ+ δ-

∼ 1Å                            1,6 ‐2 Å

O___________ H ......................................N

Eksterne påvirkninger kan gi protontransfer.

Systemet er mest stabilt når protonet er i den dypeste potensialbrønnen

Hydrogenbindinger   i  VANN

Høyt kokepunkt

Høy varmekapasitet

Flyter i fast form

Svake kontaktermellom molekyler uten permanent dipolmoment.

‐Temporære fluktasjoner i ladningsfordelinger‐vibrerende valenselektroner varierende E‐felter

temporært induserte dipolmoment

van der Waals bindinger

Type binding Lengdenm

Styrke (vann)kcal/mol

Kovalent           (kjemisk)

0,15 90

Ionisk             (kjemisk)

0,25 3

Hydrogen          (svak)

0,30 1

van der Waals      (svak)

0,35 0,1

Bohr’s atommodel

Kvantifiserte elektronbaner

Η Ψ=Ε ΨSchrödingerlikningen

Hamiltonoperator H

Bølgefunksjonen Ψ

Orbitaler

Kvantetall

n hoved‐ eller energikvantetallet 1, 2, 3, ..., n (K,L,M...)

l angulærmoment (abs. verdi) (banespinn) 0, 1, 2, ..., n‐1 (s,p,d, f …)

ml angulærmoment (retning) banespinn) l, ‐l+1, .., 0, .. l‐1, +l

ms egenspinn (retning) + ½ , ‐ ½

Pauliprinsippet”To elektroner kan ikke ha alle fire kvantetall felles”

n=3 M

l=0,1,2 (tre tillatte verdier av l)

l=0 ml=0, à ms=±½ 3s (2 el.)

l=1 ml= ‐1, 0, +1 à ms=±½ 3p (6 el.)

l=2 ml= ‐2, ‐1, 0, +1, +2 à ms=±½ 3d (10 el.)

M‐skallet har max 18 (2+6 +10) elektroner

K+L+M skallene fulle 28 elektroner Argon Edelgass

K‐skallet har max 2 elektroner

L‐skallet har max 8 elektroner

Elektronskymodellen

Tilstandsfunksjon Ψ = Ψ (n,l, ml)Sannsynlighetsfordelingen Ψ2

s-orbitalet er kulesymmetriskp- og d-orbitalene har spesielle retninger i rommet

d-orbitaler (l=2)

p l=1 m l= -1, 0, 1px = 1/2 (|1> + |-1>) py = 1/2 (|1> - |-1>)pz ml = 0

d l=2 m l= -2, -1, 0, 1, 2

Hunds regel”Elektroner fyller opp orbitalene med så mange parallelle spinn som mulig.”

Oksygen har 8 elektroner.Elektronene fylles inn fra laveste energinivå, og oppover.

↑↓ ↑ ↑ 2p l=1, ml= ‐1, 0,+12s ↑↓ 2px 2py 2pz n=2 2s l=0, ml= 0, ms = ±½

1s ↑↓ n=1 1s l=0, ml= 0, ms = ±½

Atomære system med flere enslige (uparede) elektronerStot = ∑Si S = 0, ½, 1,  3/2,  2, ..ms = ‐s, ‐s+1, ...., s‐1,  s totalt 2s+1  verdier

1 elektron S=½ ms = ±½ dublett2 elektron i ulike orbitaler S=1 ms = ‐1, 0, +1 triplett2 elektron i samme orbital S=0 ms = 0 singlett

Oksygen i grunntilstanden er altså i en triplett‐tilstand!