Shell de solvatação - Solvation shell
Um invólucro de solvatação ou invólucro de solvatação é a interface de solvente de qualquer composto químico ou biomolécula que constitui o soluto . Quando o solvente é água , é frequentemente referido como uma camada de hidratação ou esfera de hidratação . O número de moléculas de solvente ao redor de cada unidade de soluto é chamado de número de hidratação do soluto.
Um exemplo clássico é quando as moléculas de água se organizam em torno de um íon metálico. Se o ião de metal é um catião, o electronegativo átomo de oxigénio da molécula de água seria atraído electrostaticamente para a carga positiva do ião metálico. O resultado é uma camada de solvatação de moléculas de água que circundam o íon. Esta casca pode ter várias moléculas de espessura, dependendo da carga do íon, sua distribuição e dimensões espaciais.
Várias moléculas de solvente estão envolvidas na camada de solvatação em torno de ânions e cátions de um sal dissolvido em um solvente. Os íons metálicos em soluções aquosas formam complexos aquosos metálicos . Este número pode ser determinado por vários métodos, como compressibilidade e medições de NMR, entre outros.
Relação com o coeficiente de atividade de um eletrólito e seu número de camada de solvatação
O número da camada de solvatação de um eletrólito dissolvido pode ser ligado ao componente estatístico do coeficiente de atividade do eletrólito e à razão entre o volume molar aparente de um eletrólito dissolvido em uma solução concentrada e o volume molar do solvente (água):
Carcaças de hidratação de proteínas
A camada de hidratação (às vezes também chamada de camada de hidratação) que se forma em torno das proteínas é de particular importância na bioquímica. Esta interação da superfície da proteína com a água circundante é frequentemente referida como hidratação da proteína e é fundamental para a atividade da proteína. Descobriu-se que a camada de hidratação em torno de uma proteína tem dinâmica distinta da água a granel a uma distância de 1 nm. A duração do contato de uma molécula de água específica com a superfície da proteína pode estar na faixa de subnanosegundos, enquanto as simulações de dinâmica molecular sugerem que o tempo que a água passa na camada de hidratação antes de se misturar com a água a granel externa pode estar na faixa de femtossegundo a picossegundo, e que perto de características convencionalmente consideradas como atrativas para a água, como doadores de ligações de hidrogênio, as moléculas de água são, na verdade, ligadas de maneira relativamente fraca e facilmente deslocadas.
Com outros solventes e solutos, vários fatores estéricos e cinéticos também podem afetar a camada de solvatação.
Desidrons
Um desidron é uma ligação de hidrogênio de base em uma proteína que não está completamente protegida do ataque da água e tem a propensão de promover sua própria desidratação , um processo energeticamente e termodinamicamente favorecido. Eles resultam de um agrupamento incompleto de grupos não polares de cadeia lateral que "envolvem" o par polar dentro da estrutura da proteína . Os desidrons promovem a remoção da água circundante por meio de associações de proteínas ou ligação de ligantes . Os desidrons podem ser identificados calculando o trabalho reversível por unidade de área necessária para abranger a interface aquosa de uma proteína solúvel ou a "tensão epistrutural" na interface. Uma vez identificados, os desidrons podem ser usados na descoberta de medicamentos , tanto para identificar novos compostos quanto para otimizar os existentes; produtos químicos podem ser projetados para "embrulhar" ou proteger os desidrons do ataque da água quando associados ao alvo.
Veja também
- Coeficiente de atividade
- Íons metálicos em solução aquosa
- Número de transporte iônico
- Raio iônico
- Modelo de água
- Equação de Poisson-Boltzmann
- Energia de hidratação
- Solvação