生命的化学

氢键

/ HY-druh-jen bond /

想象一些极弱的小磁铁,单独一个几乎吸不住东西,但上百万个合在一起却能抬起重物。这正是氢键的精髓:单个微弱,集体决定一切。

当一个已经连在强吸电子原子(通常是氧或氮)上的氢原子,同时又被附近另一个吸电子原子微弱吸引时,就形成氢键。因为这个氢带轻微正电,而邻近原子带轻微负电,它们便彼此靠拢。它并非把原子熔接成分子的真正化学键,而是分子之间、或一个大分子内相距较远部分之间一种弱得多的吸引。每个氢键都容易断开,而这恰恰是它有用之处:既能让结构维系在一起,又允许它随时重排。

氢键在生物学中无处不在。它把水分子连在一起(赋予水全部特殊性质),把DNA的两条链拉合在一起、却仍能在复制时被分开,并把蛋白质固定成可工作的形状。生命依赖的,正是这样一种强到足以组织、又弱到足以拆解的键。

水珠在蜡质叶片上凝成圆珠,因为水分子靠氢键彼此紧抱,而不愿铺展到非极性的叶面上。

表面张力——凝成的水珠——就是肉眼可见的氢键作用。

氢键远弱于把原子维系在分子内部的共价键(大约只有其二十分之一的强度);把两者混为一谈,会对什么先断裂做出错误判断。

又称
H-bond氢键