Was ist wasserstoffbrückenbindung?

Wasserstoffbrückenbindung

Die Wasserstoffbrückenbindung (H-Brücke) ist eine relativ schwache chemische Bindung, die zwischen einem elektronegativen Atom, wie Sauerstoff (O), Stickstoff (N) oder Fluor (F), und einem Wasserstoffatom entsteht, das kovalent an ein anderes elektronegatives Atom gebunden ist. Sie ist eine spezielle Art der dipol-dipol-Wechselwirkung.

Grundprinzip:

• Ein Wasserstoffatom, das an ein stark elektronegatives Atom gebunden ist, trägt eine partielle positive Ladung (δ+).
• Diese positive Ladung wird von einem anderen elektronegativen Atom mit einer partiellen negativen Ladung (δ-) angezogen.

Bedeutung:

• Eigenschaften%20von%20Wasser: Verantwortlich für viele der besonderen Eigenschaften von Wasser, wie hohe Oberflächenspannung, hoher Siedepunkt und die geringere Dichte von Eis.
• Proteinfaltung: Stabilisiert die Sekundär- und Tertiärstruktur von Proteinen (z.B. α-Helices und β-Faltblätter).
• DNA-Struktur: Hält die beiden Stränge der DNA-Doppelhelix zusammen. Die Basenpaarung erfolgt über Wasserstoffbrücken.
• Enzymkatalyse: Beteiligt an der Bindung von Substraten an Enzyme und an der Stabilisierung von Übergangszuständen.

Eigenschaften:

• Schwächer als kovalente oder ionische Bindungen.
• Relativ leicht zu brechen und zu bilden.
• Stark richtungsabhängig. Die stärksten Wasserstoffbrücken sind linear ausgerichtet.

Beispiele:

• Zwischen Wassermolekülen (H₂O...H₂O)
• Zwischen Ammoniakmolekülen (NH₃...NH₃)
• Zwischen Alkoholmolekülen (R-OH...R-OH)
• Zwischen den Basen in der DNA (Adenin-Thymin, Guanin-Cytosin)