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王群光醫師的中道自然醫學
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【氫分子生物學】氫元素的存在形式

根據核外電子的不同,氫有氫負離子、氫陰離子和氫原子3種方式。在氫離子化合物中,氫原子得到一個電子成為氫負離子(以H-表示)構成氫化物,氫負離子由兩個電子及一個質子組成,是已知除電子鹽外體積最小的陰離子。氫負離子不能在水溶液中存在,是已知最強的鹼之一。氫負離子是非常強的還原劑。氫原子失去一個電子成為氫陰離子(以H-表示,簡稱氫離子),在水中,氫離子是與水結合存在的。

共價氫化物是非金屬,類金屬及一些電正性不大的金屬元素與氫形成的化合物,單核的供價氫化物都可寫成(x為M的價電子數)的形式,有些元素還可形成雙核及多核的氫化物,如H3NH2O2等,其中以碳形成的氫化物最多。許多有機物都是碳的氫化物,是構成生物體結構的最主要成分。氫原子與電負性大的原子X(如氟、氧和氮等)以共價鍵結合,若與其他電負性大的原子Y接近,在X與Y之間以氫為媒介,生成X-H…Y形式的鍵,稱為氫鍵。X與Y可以是同一種類原子,如水分子之間的氫鍵。氫鍵是一種比分子間作用力稍強,比共價鍵和離子鍵稍弱的相互作用,其穩定性弱於共價鍵和離子鍵之間。在蛋白質的α-螺旋的情況下是N-H…O型的氫鍵,DNA的雙螺旋情況下是N-H…O,N-H…N型的氫鍵,因為這樣氫鍵很多,因此這些結構是穩定的。水和其他溶媒是異質的,在水分子間生成O-H-…O型氫鍵(圖1-2),也就成為疏水結合形成的原因。與共價鍵不同,氫鍵由於鍵能較低,形成和破壞都比較容易,所以氫鍵對生物分子間的識別與生物化學反應都有著非常重要的意義。在生物體中,大量氫鍵的共同作用仍然可以起到穩定結構的作用。



圖1-2:水分子之間的氫鍵



氫離子在酸鹼化學中尤為重要,酸鹼反應中常存在氫離子的交換。所謂pH值亦稱酸鹼值,就是氫離子或質子的濃度指數,是溶液中氫離子活度的一種標度,也就是通常意義上溶液酸鹼程度的衡量標準。許多生命活動對pH值有非常嚴格的適應範圍,例如人的血液pH值必須維持在7.35~7.45之間。最近的生物學研究發現,氫離子本身就是一種可以啟動細胞膜通道的重要介質

以上文章出自
http://www.ckwang.com.tw/n-H2-102.html

 

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