GCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.
Autor
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
ÚOCHB AV ČR je přední mezinárodně uznávaná vědecká instituce, jejímž hlavním posláním je základní výzkum v oblasti chemické biologie a medicinální chemie, organické a materiálové chemie, chemie přírodních látek, biochemie a molekulární biologie, fyzikální chemie, teoretické chemie a analytické chemie.
Tagy
Článek
Video
Různé
Logo of LinkedIn

Pavel Hobza má díky novému objevu velkou šanci znovu přepsat učebnice fyzikální chemie

St, 24.5.2023
| Originální článek z: ÚOCHB AV ČR
Pavel Hobza z ÚOCHB AV ČR poprvé přepsal učebnice před dvaceti lety a nyní přichází s objevem, který má potenciál dříve přijatou definici zjednodušit.
Video placeholder
  • Foto: ÚOCHB/Tomáš Belloň: prof. Pavel Hobza, vedoucí vědecké skupiny Nekovalentní interakce v ÚOCHB
  • Video: IOCB Prague: Objev Pavla Hobzy má šanci znovu přepsat učebnice fyzikální chemie

Pavel Hobza z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR se svým týmem poprvé přepsal učebnice před dvaceti lety, kdy objevil a popsal tzv. nepravou vodíkovou vazbu. Spolu s kolegy z Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského a Technické univerzity Ostrava nyní přichází s objevem, který má potenciál dříve přijatou definici zjednodušit a studenty chemie znovu donutit k tomu, aby přehodnotili své představy o studované látce.

Tým Pavla Hobzy v původní práci popsal nepravou vodíkovou vazbu X-H…Y. Ta se neprojevovala očekávaným červeným posunem (posun k nižším frekvencím) vibrační frekvence vazby X-H, která se podílí na vodíkové vazbě, ale naopak, modrým posunem (posun k vyšším frekvencím). V nové studii publikované v časopise Journal of the American Chemical Society vědci navrhují nové zpřesnění a zjednodušení definice vodíkové vazby. Kromě protonické vazby by do ní na základě jejich výzkumu měla nově přibýt i hydridická vodíková vazba.

ÚOCHB: Trimethylsilan, Me3-Si-H, kde je atom vodíku navázaný na méně elektronegativní atom křemíku

„Současná definice vodíkové vazby vychází z našeho objevu nepravé vodíkové vazby, která se vyznačovala modrým, a nikoliv očekávaným červeným posunem vibrační frekvence vazby X-H. Naše nedávné studie jdou ještě dál. Ukázaly, že vodíková vazba se tvoří i v případě hydridického a nikoliv pouze protonického vodíku. Navrhujeme proto upravit stávající definici vodíkové vazby tak, aby zahrnula všechny typy vazeb,“ vysvětluje profesor Pavel Hobza.

Voda se známým vzorcem H₂O je velmi jednoduchá molekula tvořená kyslíkem a dvěma atomy vodíku, přičemž vodík je nejlehčí ze všech existujících prvků vůbec. Za fakt, že voda teče v kapalném stavu z kohoutku a že varu dosahuje při teplotě 100 °C je zodpovědná tzv. vodíková vazba. Ta vzniká mezi vodíkovým atomem jedné molekuly vody a atomem kyslíku druhé molekuly. Jedná se o tzv. nekovalentní interakce, díky nimž drží pohromadě dvoušroubovice DNA a které se nacházejí ve všech proteinech či enzymech. Vodíková vazba tedy hraje naprosto zásadní a nepostradatelnou roli ve většině chemických a prakticky ve všech biochemických procesech na planetě.

ÚOCHB/Tomáš Belloň: prof. Pavel Hobza, vedoucí vědecké skupiny Nekovalentní interakce v ÚOCHB

Většina prvků v periodické tabulce má nižší elektronegativitu, tedy schopnost k sobě přitahovat elektrony než vodík. Pouze několik prvků (např. uhlík, dusík, kyslík, halogeny) má elektronegativitu vyšší. Ve zmíněné molekule vody k sobě přitahuje kyslík elektrony z vodíku a ten se pak stává částečně kladně nabitým. Pokud se v blízkosti kladně nabitého vodíku ocitne molekula obsahující prvek, který má elektronů nazbyt a může se o ně podělit, např. kyslík nebo dusík, vznikne protonická vodíková vazba. Přitom se oslabí a prodlouží vazba mezi vodíkem a elektronegativnějším atomem. Takové prodloužení se projeví zmenšením vibrační frekvence této vazby, tzv. červeným posuvem měřitelným infračervenou spektrometrií. Chemická vazba se vlastně chová jako struna a jejím prodloužením se sníží frekvence, a naopak zvýší vlnová délka směrem k červené části spektra. Podobný jev známe ze hry na kytaru, kde lze měnit výšku tónu právě zkracováním a prodlužováním struny na hmatníku.

V určitých případech ale může vazba mezi vodíkem a elektronegativnějším prvkem naopak zesílit, což se projeví zvýšením její vibrační frekvence, tzv. modrým posunem. V takovém případě mluvíme o už zmíněné nepravé vodíkové vazbě. Tedy o původním objevu Pavla Hobzy.

ÚOCHB: Trimethylsilan, Me3-Si-H, kde je atom vodíku navázaný na méně elektronegativní atom křemíku

Pokud se ovšem atom vodíku naváže na prvek s nižší elektronegativitou, bude vodík najednou nabitý záporně. Pavel Hobza a jeho kolegové zkoumali nově konkrétně trimethylsilan, Me₃-Si-H, kde je atom vodíku navázaný na méně elektronegativní atom křemíku a nese tudíž záporný náboj, a to v komplexech s různými elektronově chudými molekulami. Vazbu, jež v takovém případě vzniká, nazvali vědci hydridickou vodíkovou vazbou. Pomocí výpočetních metod došli k tomu, že za popsaných okolností kovalentní vazba mezi křemíkem a vodíkem oslabí a prodlouží se, zatímco její vibrační frekvence se sníží. Dojde tedy k červenému posunu, stejnému, jak ho známe z protonické vodíkové vazby. Autoři experimentálně prokázali tento červený posuv u hydridické vodíkové vazby jako první na světě. Použili k tomu infračervenou spektrometrii za nízkých teplot. Tím se jim podařilo doložit, že hydridická vodíková vazba se projevuje zcela analogicky jako protonická vodíková vazba.

Díky tomuto objevu nastal čas na úpravu stávající definice vodíkové vazby. Zůstává otázkou, je-li nutné pro takovou vazbu zavádět definici úplně novou, nebo spíš upravit tu stávající. Autoři považují za vhodnější druhou cestu a v závěru publikace v Journal of the American Chemical Society navrhují nové znění definice, aby zahrnovala oba typy vodíkové vazby, tedy jak protonickou, tak i hydridickou.

Zdroje

Civiš, S.; Lamanec, M.; Špirko, V.; Kubišta, J.; Špet’ko, M.; Hobza, P. Hydrogen Bonding with Hydridic Hydrogen–Experimental Low-Temperature IR and Computational Study: Is a Revised Definition of Hydrogen Bonding Appropriate? J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 8550-8559.

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
 

Mohlo by Vás zajímat

Simultaneous Analysis of Residual Pesticides Using High-Speed Scan and Smart SIM+ of GCMS-QP2050

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Agilent 8850 GC system

Brožury a specifikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Ostatní

GC/GC-MS Glass Insert/Liner Selection Guide

Příručky
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
Spotřební materiál, GC, GC/MSD
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Improving Battery Production Yield, Performance, and Stability Using FTIR

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
FTIR Spektroskopie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie, Materiálová analýza

Ochrana zdrojů pitných vod: Inovativní řešení problematiky výskytu pesticidů v krajině

Ostatní
| 2024 | ALS Czech Republic
Instrumentace
LC/MS, GC/MSD
Výrobce
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články


Článek | Nejbližší akce

SHIMADZU: Pololetní události – Příležitosti k setkání s Vámi

Srdečně Vás zveme na řadu událostí, které se budou konat v květnu a červnu s účastí spol. SHIMADZU, která představí novinky v oblasti analytických přístrojů.
SHIMADZU Handels GmbH - organizační složka
more

Článek | Nejbližší akce

LABOREXPO & PROCESEXPO 2024 (doprovodný odborný program)

Hlavní částí doprovodného programu veletrhu bude dvoudenní program odborných a produktových prezentací, které představí konkrétní aplikace, novinky a trendy v laboratorní a analytické technice.
LabRulez
more

Článek | Kariéra

Najděte svou vysněnou práci v analytické chemii s LabRulez KARIÉRA!

Jste student, absolvent nebo zkušený laboratorní technik, vědec či chemický nadšenec? Hledáte novou výzvu v oblasti analytické chemie? Podívejte se na pracovní nabídky na LabRulez KARIÉRA!
LabRulez
more

Článek | Vědecký článek

Inovativní přístup k planárně chirálním látkám

Nová vysoce efektivní metoda přípravy planárně chirálních látek založená na organokatalytické desymetrizaci byla publikována v prestižním časopise Nature Communications.
Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Simultaneous Analysis of Residual Pesticides Using High-Speed Scan and Smart SIM+ of GCMS-QP2050

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Agilent 8850 GC system

Brožury a specifikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Ostatní

GC/GC-MS Glass Insert/Liner Selection Guide

Příručky
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
Spotřební materiál, GC, GC/MSD
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Improving Battery Production Yield, Performance, and Stability Using FTIR

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
FTIR Spektroskopie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie, Materiálová analýza

Ochrana zdrojů pitných vod: Inovativní řešení problematiky výskytu pesticidů v krajině

Ostatní
| 2024 | ALS Czech Republic
Instrumentace
LC/MS, GC/MSD
Výrobce
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články


Článek | Nejbližší akce

SHIMADZU: Pololetní události – Příležitosti k setkání s Vámi

Srdečně Vás zveme na řadu událostí, které se budou konat v květnu a červnu s účastí spol. SHIMADZU, která představí novinky v oblasti analytických přístrojů.
SHIMADZU Handels GmbH - organizační složka
more

Článek | Nejbližší akce

LABOREXPO & PROCESEXPO 2024 (doprovodný odborný program)

Hlavní částí doprovodného programu veletrhu bude dvoudenní program odborných a produktových prezentací, které představí konkrétní aplikace, novinky a trendy v laboratorní a analytické technice.
LabRulez
more

Článek | Kariéra

Najděte svou vysněnou práci v analytické chemii s LabRulez KARIÉRA!

Jste student, absolvent nebo zkušený laboratorní technik, vědec či chemický nadšenec? Hledáte novou výzvu v oblasti analytické chemie? Podívejte se na pracovní nabídky na LabRulez KARIÉRA!
LabRulez
more

Článek | Vědecký článek

Inovativní přístup k planárně chirálním látkám

Nová vysoce efektivní metoda přípravy planárně chirálních látek založená na organokatalytické desymetrizaci byla publikována v prestižním časopise Nature Communications.
Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Simultaneous Analysis of Residual Pesticides Using High-Speed Scan and Smart SIM+ of GCMS-QP2050

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Agilent 8850 GC system

Brožury a specifikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Ostatní

GC/GC-MS Glass Insert/Liner Selection Guide

Příručky
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
Spotřební materiál, GC, GC/MSD
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Improving Battery Production Yield, Performance, and Stability Using FTIR

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
FTIR Spektroskopie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie, Materiálová analýza

Ochrana zdrojů pitných vod: Inovativní řešení problematiky výskytu pesticidů v krajině

Ostatní
| 2024 | ALS Czech Republic
Instrumentace
LC/MS, GC/MSD
Výrobce
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články


Článek | Nejbližší akce

SHIMADZU: Pololetní události – Příležitosti k setkání s Vámi

Srdečně Vás zveme na řadu událostí, které se budou konat v květnu a červnu s účastí spol. SHIMADZU, která představí novinky v oblasti analytických přístrojů.
SHIMADZU Handels GmbH - organizační složka
more

Článek | Nejbližší akce

LABOREXPO & PROCESEXPO 2024 (doprovodný odborný program)

Hlavní částí doprovodného programu veletrhu bude dvoudenní program odborných a produktových prezentací, které představí konkrétní aplikace, novinky a trendy v laboratorní a analytické technice.
LabRulez
more

Článek | Kariéra

Najděte svou vysněnou práci v analytické chemii s LabRulez KARIÉRA!

Jste student, absolvent nebo zkušený laboratorní technik, vědec či chemický nadšenec? Hledáte novou výzvu v oblasti analytické chemie? Podívejte se na pracovní nabídky na LabRulez KARIÉRA!
LabRulez
more

Článek | Vědecký článek

Inovativní přístup k planárně chirálním látkám

Nová vysoce efektivní metoda přípravy planárně chirálních látek založená na organokatalytické desymetrizaci byla publikována v prestižním časopise Nature Communications.
Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Simultaneous Analysis of Residual Pesticides Using High-Speed Scan and Smart SIM+ of GCMS-QP2050

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Agilent 8850 GC system

Brožury a specifikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Ostatní

GC/GC-MS Glass Insert/Liner Selection Guide

Příručky
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
Spotřební materiál, GC, GC/MSD
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Improving Battery Production Yield, Performance, and Stability Using FTIR

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
FTIR Spektroskopie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie, Materiálová analýza

Ochrana zdrojů pitných vod: Inovativní řešení problematiky výskytu pesticidů v krajině

Ostatní
| 2024 | ALS Czech Republic
Instrumentace
LC/MS, GC/MSD
Výrobce
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články


Článek | Nejbližší akce

SHIMADZU: Pololetní události – Příležitosti k setkání s Vámi

Srdečně Vás zveme na řadu událostí, které se budou konat v květnu a červnu s účastí spol. SHIMADZU, která představí novinky v oblasti analytických přístrojů.
SHIMADZU Handels GmbH - organizační složka
more

Článek | Nejbližší akce

LABOREXPO & PROCESEXPO 2024 (doprovodný odborný program)

Hlavní částí doprovodného programu veletrhu bude dvoudenní program odborných a produktových prezentací, které představí konkrétní aplikace, novinky a trendy v laboratorní a analytické technice.
LabRulez
more

Článek | Kariéra

Najděte svou vysněnou práci v analytické chemii s LabRulez KARIÉRA!

Jste student, absolvent nebo zkušený laboratorní technik, vědec či chemický nadšenec? Hledáte novou výzvu v oblasti analytické chemie? Podívejte se na pracovní nabídky na LabRulez KARIÉRA!
LabRulez
more

Článek | Vědecký článek

Inovativní přístup k planárně chirálním látkám

Nová vysoce efektivní metoda přípravy planárně chirálních látek založená na organokatalytické desymetrizaci byla publikována v prestižním časopise Nature Communications.
Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy
more
Další projekty
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.