结构生物化学/化学键/偶极相互作用
偶极键的性质始于原子电负性的差异，电负性量化了单个原子吸引电子的能力。一个典型的电负性原子是氟。
当两个原子之间形成共价键时，电子将不均匀地分布在两个原子之间；电负性更大的原子将具有更大的电子密度。这种不均匀的电子共享会产生电荷分离，被检查的分子将形成部分电荷，其中电负性原子将形成部分负电荷，而其相邻原子将形成部分正电荷。由于这种电荷分离，该分子被称为极化。当分子表现出这种电荷分离时，分子之间存在部分电荷之间的伪静电力。
偶极键的关键是分子内的电荷分离。
- 偶极矩
- 当分子中的共价键极化时，分子的一部分会形成正电荷，而另一部分会形成负电荷。这种相反电荷的分离会产生电偶极子。根据两个偶极子的方向，分子可以相互吸引，因为部分负电荷被部分正电荷吸引。
- 例如: 一氧化碳 (CO)
非极性分子与极性分子中非极性分子之间的永久偶极和诱导偶极相互作用，形成了更稳定的结构。
此外，当极性分子彼此靠近，例如在液体和固体中时，它们的局部电荷就像微小的电场，使其定向并产生偶极-偶极力。因此，偶极-偶极力是指一个分子的正极吸引另一个分子的负极。偶极矩越大，分子之间的偶极-偶极力就越大。
诱导偶极发生是因为电子在分子中不断运动。对于非极性分子来说，分子内的平均电荷分布表明不存在永久偶极。但是，瞬时电荷分布表明存在瞬时偶极。想象一下，如果你拍一张分子的照片，你可以看到一个电子和一个原子核以固定排列的方式排列。这种固定排列意味着存在偶极矩，即使只是短暂的一瞬。我们将这种类型的瞬时偶极称为诱导偶极。短暂的部分负电荷会吸引短暂的部分正电荷。
诱导偶极是典型的非极性分子，例如脂肪酸链、脂肪族链和芳香烃。
- 疏水效应
- 当非极性分子被极性分子包围时，它们会聚在一起。
- 非极性分子之间没有键相互作用，这就是为什么它被称为瞬时偶极-诱导偶极相互作用的原因。这种现象是由于包围分子疏水部分的水分子数量减少造成的。
- 笼状化合物
- 当发生疏水相互作用时形成的结构（当亲水分子排列在疏水分子的外部时）。这迫使疏水分子变得高度有序。
- 示例：当水分子包围脂类时